La dernière technologie de stockage de batteries à grande échelle pour les services publics à émerger sur le marché commercial est la batterie redox au vanadium, également connue sous le nom de batterie à flux de vanadium.
Les batteries V-flow sont entièrement conteneurisées, ininflammables, compactes, réutilisables sur des cycles semi-infinis, déchargent 100% de l’énergie stockée et ne se dégradent pas pendant plus de 20 ans.
La plupart des batteries utilisent deux produits chimiques qui changent de valence (ou d’état de charge ou d’oxydoréduction) en réponse au flux d’électrons qui convertissent l’énergie chimique en énergie électrique, et vice versa. Les batteries V-flow utilisent les multiples états de valence du vanadium pour stocker et libérer les charges.
V peut exister sous forme de plusieurs ions de charges différentes en solution, V(2+,3+,4+,5+), chacun ayant un nombre différent d’électrons autour du noyau. Moins d’électrons donne une charge positive plus élevée. L’énergie est stockée en fournissant des électrons faisant V (2 +, 3 +), et l’énergie est libérée en perdant des électrons pour former V (4 +, 5+).
Les batteries à flux se composent de deux réservoirs de liquide, qui restent simplement là jusqu’à ce que cela soit nécessaire. Lorsqu’elles sont pompées dans un réacteur, les deux solutions s’écoulent l’une à côté de l’autre au-delà d’une membrane et génèrent une charge en déplaçant les électrons d’avant en arrière pendant la charge et la décharge.
Ce type de batterie peut offrir une capacité énergétique presque illimitée simplement en utilisant des réservoirs de stockage d’électrolytes plus grands. Il peut être laissé complètement déchargé pendant de longues périodes sans effets néfastes, ce qui simplifie la maintenance par rapport aux autres batteries. En raison de ces propriétés uniques, les nouvelles batteries V-flow réduisent le coût de stockage à environ 5 ¢ / kWh.
Ces batteries sont plutôt grandes et conviennent mieux aux applications industrielles et utilitaires. Ils ne pourraient jamais tenir dans une voiture électrique, donc la batterie Tesla est sûre pour l’instant. Mais la batterie V-flow surpasse le Li-ion et toute autre batterie solide pour les applications à grande échelle. Ils sont tout simplement plus sûrs, plus évolutifs, plus durables et moins chers – moins de la moitié du coût par kWh.
La nouvelle technologie des batteries est essentielle à notre nouvel avenir énergétique. Selon l’Energy Storage Monitor des États-Unis, la demande de stockage d’énergie, en particulier à l’échelle des entreprises et des services publics, sera multipliée par dix au cours des cinq prochaines années, alimentée en grande partie par la prolongation du Crédit d’impôt fédéral à l’investissement (CTI) pour cinq années supplémentaires. L’Energy Storage Association affirme que les investissements des entreprises dans le stockage de l’énergie ont atteint 660 millions de dollars au troisième trimestre de 2016 seulement.
UniEnergy Technologies (UET) de Seattle produit les plus grandes batteries à flux de vanadium à l’échelle du MW à ce jour, en utilisant une molécule développée au Laboratoire national Pacific Northwest. La percée de PNNL a été d’introduire de l’acide chlorhydrique dans la solution électrolytique, doublant presque la capacité de stockage et faisant fonctionner le système sur une plage de températures beaucoup plus grande.
À l’heure actuelle, la plus grande batterie V-flow installée est un système UET 2MW / 8MWh (puissance / énergie totale déchargeable en une seule charge complète) dans l’État de Washington à la sous-station Everett du district des services publics du comté de Snohomish. Cette batterie au vanadium peut garder les lumières allumées dans 1 000 foyers pendant huit heures.
Mais le système de batterie V-flow en cours de construction en Sicile par l’UET sera bientôt la plus grande batterie au monde avec 24 MW / 96 MW.
« Un stockage d’énergie rentable, fiable et à plus longue durée de vie est nécessaire pour moderniser véritablement le réseau », a déclaré le Dr. Imre Gyuk, responsable du programme de stockage d’énergie pour le Bureau de la Livraison d’électricité et de la fiabilité de l’énergie du DOE, du système de l’UET. « À mesure que les batteries à flux de vanadium de troisième génération gagnent des parts de marché, il est essentiel de mieux comprendre la valeur de stockage et l’optimisation pour accélérer l’adoption de solutions de stockage intégré et d’énergie renouvelable parmi les services publics. »
Peu importe comment vous le coupez, le stockage d’énergie a généralement été très coûteux. Et peu importe la qualité des batteries ordinaires, elles coûtent environ 30 ¢ pour stocker 1 kWhr, triplant essentiellement le coût de production de cette énergie.
Le stockage n’a été effectué que lorsque cela est nécessaire pour des raisons logistiques, comme le stockage de l’énergie solaire produite ce jour-là pour une utilisation cette nuit-là dans une région éloignée. Ou lorsque vous souhaitez utiliser une lampe de poche sans faire glisser un cordon d’une centaine de pieds. Personne ne pense au coût absurdement élevé de cette électricité, car il s’agit généralement d’une si petite quantité nécessaire pour alimenter une lampe de poche ou un appareil à distance. Vingt heures d’utilisation continue, plus ou moins, c’est ce que vous obtiendrez d’une batterie commune.
Mais le stockage de l’énergie pour l’avenir devient de plus en plus important à mesure que la production d’électricité évolue et nous devons être plus créatifs et moins coûteux que nous ne l’avons été jusqu’à présent. D’où l’importance des batteries V-flow.
En plus des batteries, il existe d’autres technologies de stockage d’énergie intermittente, telles que le stockage d’énergie thermique. Cependant, la méthode de stockage la plus utilisée est le stockage hydraulique par pompage, qui utilise le surplus d’électricité pour pomper l’eau jusqu’à un réservoir derrière un barrage. Plus tard, lorsque la demande d’énergie est élevée, l’eau stockée est libérée par les turbines du barrage pour produire de l’électricité. L’hydroélectricité pompée est utilisée dans 99% du stockage du réseau aujourd’hui, mais il existe des contraintes géologiques et environnementales sur l’endroit où l’hydroélectricité pompée peut être déployée.
Pour l’instant, les batteries V-flow offrent la meilleure technologie de stockage de grande batterie déployable développée jusqu’à présent.
Cliquez ici pour l’article original: http://www.forbes.com/sites/jamesconca/2016/12/13/vanadium-flow-batteries-the-energy-storage-breakthrough-weve-needed/#5babe2467271