Stockage de l’énergie solaire : lumière sur les innovations de cette révolution énergétique !

Le stockage d’énergie solaire est un sujet brûlant, à l’intersection de l’innovation et de la révolution énergétique. La question n’est plus de savoir si on peut stocker l’énergie solaire, mais comment. Chez GROUPE ROY ÉNERGIE, démocratiser le photovoltaïque passe aussi par la connaissance, le développement et la prise en compte des technologies émergentes qui révolutionnent le domaine du solaire. Dans une ère où l’autonomie énergétique est le graal recherché, nous décryptons les enjeux du stockage solaire pour les particuliers et les centrales de production, et abordons les avancées significatives de ces dernières années en termes de solutions de stockage d’énergie solaire photovoltaïque. 

Comprendre le fonctionnement du solaire photovoltaïque

Le photovoltaïque est une technologie qui transforme la lumière du soleil en électricité.

Le processus débute par la captation de la lumière du soleil par les panneaux solaires. Ensuite, le silicium, un matériau conducteur contenu dans chaque cellule, libère des électrons pour créer un courant électrique continu sous l’effet de la lumière. Pour être utilisable, ce courant continu est ensuite transformé en courant alternatif.

Toutefois, la production d’électricité photovoltaïque présente un défi majeur : elle est intermittente et non synchronisée avec les besoins en électricité. C’est là qu’intervient le stockage de l’électricité par des panneaux photovoltaïque associé à une solution de batterie.

Panneaux photovoltaïques avec batterie : l’alliance gagnante vers l’indépendance énergétique

Associer des panneaux photovoltaïques et une solution de batterie donne une capacité à stocker l’énergie solaire et offre plusieurs avantages.

1. Cela permet d’augmenter son indépendance énergétique en réduisant sa dépendance au réseau électrique.
2. Cela permet de réaliser des économies sur sa facture d’électricité en consommant directement l’énergie produite.
3. Le stockage de l’énergie solaire participe à la protection de l’environnement en favorisant l’utilisation d’une énergie propre et renouvelable.

L’indépendance énergétique passe par une autoconsommation optimisée

L’autoconsommation photovoltaïque avec stockage : une solution efficace pour atteindre l’indépendance énergétique

L’autoconsommation photovoltaïque peut être optimisée grâce à des systèmes de gestion intelligente de l’énergie, qui ajustent la production et la consommation en fonction des besoins réels. Par exemple, lors des moments de la journée où la production est supérieure à la consommation, l’excédent d’énergie peut être stocké ou vendu au réseau électrique.
Alors, l’indépendance énergétique passe nécessairement par le stockage.
Les systèmes de stockage d’électricité, comme les batteries solaires, permettent de conserver l’énergie produite pendant les pics d’ensoleillement pour l’utiliser plus tard, maximisant ainsi l’efficacité de votre installation.

Les panneaux photovoltaïques avec stockage : le meilleur choix vers l’indépendance

Les panneaux photovoltaïques avec solution de stockage sont une alternative attrayante pour ceux qui cherchent à atteindre l’autonomie énergétique à long terme. En effet, cette solution combine la production d’énergie solaire avec la capacité de stocker l’excédent d’énergie pour une utilisation ultérieure. En plus, différentes aides financières existent pour faciliter l’installation de tels systèmes. La combinaison de ces facteurs fait des panneaux photovoltaïques avec stockage une solution viable et durable pour une consommation énergétique plus responsable et économique.

Le stockage de l’énergie devient un enjeu majeur

Peut-on stocker l’énergie solaire ?

Oui, le stockage de l’énergie solaire est tout à fait possible et il existe plusieurs méthodes pour le faire. L’une des solutions les plus courantes est l’utilisation de batteries solaires. Il existe également des méthodes de stockage plus innovantes, des technologies émergentes comme le stockage thermique ou la conversion de l’énergie solaire en hydrogène. Ces solutions sont en cours de développement et pourraient révolutionner la manière dont nous stockons l’énergie solaire à l’avenir.

Comment stocker l’énergie solaire sans batterie ?

Il existe plusieurs solutions pour stocker l’énergie solaire sans faire usage de batteries physiques. Parmi elles, on compte

• le stockage thermique,
• le pompage de l’eau,
• le volant d’inertie,
• l’hydrogène,
• et bien d’autres.

Ces méthodes ont des avantages et des inconvénients, et leur applicabilité dépend souvent des conditions spécifiques du site, des besoins énergétiques et des coûts associés. Choisir la meilleure méthode dépendra de divers facteurs, notamment la disponibilité du soleil, la topographie du lieu, les coûts d’installation et d’entretien, ainsi que les objectifs spécifiques de stockage d’énergie.

Pourquoi stocker l’énergie solaire ?

Le stockage de l’énergie solaire est une étape-clé pour maximiser les bénéfices d’une installation photovoltaïque. Il permet de conserver l’électricité produite en surplus pour l’utiliser à un moment plus opportun, typiquement lors des pics de consommation ou durant la nuit. Voilà pourquoi le stockage se présente comme une solution idéale. 

En somme, stocker l’énergie permet de la conserver pour une utilisation différée, en adéquation avec les besoins.

Est-ce possible de stocker toute l’énergie solaire produite ?

En pratique, il est complexe de stocker 100 % de cette énergie à cause de plusieurs facteurs comme l’intermittence de la production d’énergie, les niveaux d’efficacité des systèmes de stockage, la surcapacité et le coût des systèmes pour stocker toute l’énergie produite. 

Également, le stockage de l’énergie produite n’est pas toujours la solution la plus économique. En effet, l’autoconsommation avec vente du surplus d’énergie peut s’avérer plus rentable dans certains cas. Ainsi, il est essentiel d’évaluer ses besoins et ses capacités avant de décider de la meilleure stratégie à adopter.

Moyens de stockage de l’énergie solaire : quelles méthodes existent ?

Comment stocker l’électricité solaire photovoltaïque ?

Focalisons-nous sur l’électricité solaire photovoltaïque. Le choix de la méthode de stockage va dépendre de plusieurs facteurs tels que la taille de l’installation photovoltaïque, les besoins en énergie du foyer (ou du bâtiment) et le budget disponible. En dehors de la méthode la plus répandue du stockage par batterie, de nombreuses solutions de stockage émergent ou sont en cours de développement afin de rendre le stockage de l’électricité solaire photovoltaïque plus efficace et économique.

Le défi du stockage d’énergie solaire : de nombreux projets naissent pour trouver de nouveaux moyens de stockage

L’essor de l’énergie solaire a révolutionné notre façon de consommer l’énergie, que cela concerne une maison particulière, une centrale solaire tertiaire, un hangar agricole ou les locaux d’une collectivité.  Pour toutes et tous, le défi est de savoir comment stocker efficacement cette énergie. Cette tendance voit l’émergence de différentes solutions, de la batterie Tesla aux systèmes de stockage liquide. Cependant, des problèmes subsistent, et des projets innovants sont en cours pour les résoudre.

Le bureau d’études de GROUPE ROY ÉNERGIE illustre l’innovation

Spécialisé dans le solaire, notre bureau d’études illustre parfaitement l’innovation dans le domaine de l’indépendance énergétique. Au cours de notre histoire, nous avons déjà mené et concrétisé de nombreux projets d’innovations et d’études photovoltaïques.

Nos innovations dans les centrales solaires autonomes

• Installation d’une centrale photovoltaïque sur le Domaine du Château de Chambord pendant les fêtes de fin d’année 2022 pour alimenter l’éclairage d’une soixantaine de sapins 
• Fourniture de deux centrales photovoltaïques autonomes à la ville de Kiev en Ukraine en février 2023
• Déploiement d’un générateur solaire de 72 KW continu et d’une capacité de stockage de 250 kWh pour alimenter la scène du village au Chambord Live 2023, en présence du groupe international Imagine Dragons

D’autres initiatives sont en développement au sein de notre bureau d’études comme notamment les solutions photovoltaïques pour site isolé ou les systèmes de stockage à l’hydrogène.

Le couplage de notre centrale photovoltaïque à Toury (28) avec le module de stockage Huawei FusionSolar

Le pôle photovoltaïque de Toury, où se situe notre siège social, est équipé de deux bâtiments et d’une ombrière d’une surface totale de 3 500 m², comprenant 700 kWc de panneaux photovoltaïques, dont 200 kWc en autoconsommation et 500 kWc en revente.
C’est ici que notre service de recherche et développement a mis en place un système de stockage d’une capacité de 200 kWh, qui permet de couvrir 65 % de la consommation énergétique. PV Magazine a d’ailleurs couvert le sujet dans un article paru en novembre 2023.

Batterie Huawei LUNA2000 : une première en France !

C’est la première installation d’une batterie Huawei LUNA2000 en France. La batterie a une capacité de 200 kWh et utilise la technologie Lithium Fer Phosphate (LFP) avec une puissance de 100 kVA. Elle peut stocker deux heures d’énergie à pleine puissance. Avec un poids d’environ trois tonnes, une largeur de 2,5 mètres et une hauteur de deux mètres, cette batterie représente une solution de stockage d’énergie robuste et importante.

Cette installation en France peut marquer une avancée significative dans l’adoption de solutions de stockage d’énergie à grande échelle, contribuant potentiellement à la transition vers des systèmes énergétiques plus durables et résilients.

Découvrons maintenant les innovations en matière de stockage, qu’il s’agisse de batteries domestiques ou de solutions plus complexes. 

Stockage d’énergie solaire : tour d’horizon des solutions et alternatives

1. Les batteries solaires de stockage d’énergie photovoltaïque

Ces dispositifs accumulent le surplus d’électricité produite durant les heures d’ensoleillement et la restituent lorsqu’elle est nécessaire, notamment la nuit ou lors de jours nuageux. Il existe plusieurs types de batteries solaires, notamment les batteries au plomb ouvert, les batteries à Absorbed Glass Mat (AGM) et les batteries Lithium au fer-phosphate. Chacune présente des caractéristiques spécifiques en termes de durée de vie, de cycles de charge, d’impact environnemental et de prix. Selon leur technologie, certaines peuvent proposer une durée de vie allant jusqu’à 6 000 cycles, un cycle étant égal à une charge et une décharge. Par exemple, une batterie au lithium-ion peut fonctionner plus de 20 ans et conserver au minimum 80 % de sa capacité après 10 ans d’utilisation.

Quels sont les 3 inconvénients du stockage de l’énergie solaire dans des batteries ?

Malgré les avantages indéniables du stockage de l’énergie solaire dans des batteries, certaines contraintes subsistent :

1. le coût élevé en investissement initial
2. la garantie du fabricant limitée à 10 ans pour 80 % de sa capacité.
3. le rendement énergétique limité, car une certaine quantité d’énergie est perdue lors du processus de stockage et de restitution de l’électricité.

Pour en savoir plus, consultez notre FAQ sur les batteries pour panneaux photovoltaïques.

2. Le stockage sur des batteries solaires de seconde vie

Le stockage sur batterie de seconde vie constitue une proposition plus écologique et économique pour optimiser l’utilisation de l’énergie solaire. Cette solution novatrice permet de donner une seconde vie aux batteries en provenance de la filière automobile, injectées ensuite dans un processus de réemploi en tant que batteries de stockage stationnaire. C’est une approche qui s’inscrit dans la logique d’économie circulaire. 

Il est donc possible de leur donner une seconde vie en les utilisant pour stocker l’énergie solaire. Ce type de stockage contribue à minimiser l’impact environnemental en prolongeant la durée de vie des batteries et en limitant la production de déchets. Plusieurs projets, comme celui du projet européen Circusol ou le projet vendéen PhARRE ont déjà démontré la faisabilité technique et économique de cette solution.

3. Le stockage virtuel d’électricité : une alternative innovante mais peu rentable

Le stockage virtuel d’électricité fonctionne comme une « batterie dématérialisée ». Dans ce système, l’excédent d’électricité produit par les panneaux solaires est injecté dans le réseau électrique et comptabilisé. Ce système se base sur deux concepts : le stockage d’électricité sur batterie et l’autoconsommation avec vente du surplus d’énergie. Il offre une flexibilité d’utilisation et une économie considérable sur le prix du kWh.
Ainsi, le stockage virtuel d’énergie présente plusieurs avantages. Il permet d’éviter l’achat et l’installation d’une batterie physique, et n’est pas limité par la capacité de stockage. Ainsi, tout le surplus d’électricité peut être utilisé ultérieurement. Vous disposez d’un « crédit d’énergie ».

Cependant, certains fournisseurs peuvent imposer des limites de stockage, Nous vous alertons sur le fait de lire attentivement les conditions du contrat.

Enfin, l’intérêt du stockage virtuel dépend en grande partie de la quantité de surplus d’électricité produite. Dans certains cas, la revente du surplus peut être plus avantageuse.

Il est à noter que GROUPE ROY ÉNERGIE ne vous préconise pas cette alternative, ce système de stockage étant le moins rentable sur le marché.

4. La conversion de l’énergie solaire en hydrogène

La conversion de l’énergie solaire en hydrogène est une alternative prometteuse au stockage traditionnel dans des batteries. Cette technique consiste à utiliser l’électricité produite par les panneaux solaires pour réaliser une électrolyse de l’eau, générant ainsi de l’hydrogène. Ce dernier, stocké sous pression, peut être utilisé ultérieurement pour produire de l’électricité via une pile à combustible.

Cette technique présente une capacité de stockage d’énergie exceptionnelle, surpassant largement celle des batteries. Néanmoins le rendement global du processus (électrolyse + pile à combustible) est plus faible que celui d’une batterie, et le stockage d’hydrogène nécessite des infrastructures spécifiques et coûteuses.
Plusieurs projets de recherche travaillent actuellement à l’amélioration de cette technologie, notamment en termes d’efficacité et de coût.

5. Le stockage d’électricité par gravité est une révolution énergétique

Le stockage d’électricité par gravité est une révolution en cours dans le monde de l’énergie. Il s’agit d’utiliser le principe de la gravité pour stocker l’énergie produite par les panneaux photovoltaïques. En pratique, ce type de stockage utilise un système mécanique composé d’un poids et d’un câble. Lorsque l’électricité est produite par les panneaux solaires, elle est utilisée pour soulever le poids. Lorsque l’électricité est nécessaire, le poids descend, générant de l’électricité grâce à un générateur.

Parmi les entreprises innovantes dans ce domaine, on retrouve la start-up écossaise Gravitricity et la société américaine Energy Vault qui ont développé des systèmes de stockage d’électricité par gravité très prometteurs.

Ces systèmes de stockage par gravité présentent un rendement élevé, une longévité impressionnante et ne dépendent d’aucune terre rare. Des chercheurs sont même en train de développer des modèles adaptés aux sites à faible demande en énergie.

Toutefois, ils nécessitent des installations coûteuses et des espaces de stockage importants, bien que leur coût par MWh soit relativement bas.

6. Le stockage d’énergie photovoltaïque par volant d’inertie, une solution à court terme (24h max) 

Le volant d’inertie est une méthode de stockage de l’énergie photovoltaïque qui utilise l’énergie cinétique. Cette méthode de stockage est particulièrement adaptée pour absorber les surplus d’énergie photovoltaïque et les redistribuer en cas de besoin. Certains systèmes de “batterie perpétuelle”, comme le VOlant de Stockage Solaire (VOSS), sont même capables de maintenir leur rotation même lorsque le soleil n’est pas présent, assurant ainsi une production d’électricité continue.

En somme, cette méthode de stockage cinétique implique l’utilisation d’un objet lourd, généralement une roue ou un cylindre, pour emmagasiner de l’énergie sous forme d’énergie cinétique. Le processus implique généralement les étapes suivantes :

1. Emmagasinage d’énergie : L’énergie est stockée en faisant tourner l’objet lourd à une vitesse élevée à l’aide d’un moteur électrique. Cette rotation crée une énergie cinétique qui est stockée dans le volant d’inertie.
2. Stockage de l’énergie cinétique : L’énergie cinétique est conservée dans le système en maintenant la rotation de l’objet lourd. La conservation de cette énergie cinétique permet de stocker l’énergie de manière temporaire.
3. Restitution de l’énergie : Lorsque l’énergie stockée doit être récupérée, le processus est inversé. Le moteur électrique qui a été utilisé pour faire tourner l’objet lourd est maintenant utilisé comme un générateur. L’inertie de l’objet lourd est exploitée pour générer de l’électricité à partir de l’énergie cinétique emmagasinée.

7. Le stockage solaire via le béton

Une autre technologie prometteuse est le stockage solaire via le béton. Il s’agit d’utiliser le béton comme matériau de stockage pour l’énergie solaire. Cette technologie repose sur l’idée que le béton peut emmagasiner de l’énergie thermique et la restituer ultérieurement. Des exemples de cette technologie sont les fondations de maison qui permettent de stocker l’énergie, ou encore l’idée d’une « batterie perpétuelle » en béton.

Des chercheurs travaillent sur des supercondensateurs à base de ciment, d’eau et de carbone pour stocker l’énergie produite par des panneaux solaires. Ces avancées pourraient révolutionner la manière dont nous stockons l’énergie solaire.

Ces avancées, parmi d’autres, montrent que l’avenir du stockage de l’électricité photovoltaïque est plein de promesses.

Vers l’autonomie énergétique grâce aux alternatives prometteuses de stockage d’énergie

L’autonomie énergétique grâce au photovoltaïque est devenue une réalité tangible. Les progrès technologiques actuels en matière de stockage d’électricité et l’adoption croissante des panneaux solaires sont des aspects clés de cette transformation. Pourtant, certaines limites subsistent. Les systèmes de stockage actuels ne permettent pas encore de stocker toute l’électricité produite. De plus, le prix élevé de certaines solutions, comme les batteries solaires, peut constituer un frein pour certains utilisateurs. Néanmoins, des solutions innovantes sont en cours de développement.

On retrouve notamment des alternatives telles que la conversion de l’énergie solaire en hydrogène qui pourra permettre d’atteindre cette fameuse autonomie énergétique. De plus, l’optimisation de la gestion de l’énergie produite et l’utilisation de systèmes de gestion intelligente peuvent aider à maximiser l’autoconsommation.

Ainsi, l’autonomie énergétique grâce au photovoltaïque est un objectif atteignable, mais nécessite des investissements, de la planification et de l’innovation.