Stockage energie éolienne








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date de publication05.05.2017
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Stockage energie éolienne :

1er methode : Les accumulateurs à circulation au vanadium

Principe de fonctionnement d’un accumulateur normal :

Les batteries (ou accumulateurs) et les piles sont des systèmes électrochimiques, qui stockent de l'énergie sous forme chimique et la restituent sous forme électrique. Les batteries sont basées sur un système électrochimique réversible, contrairement aux piles.

Le courant est produit par la circulation d'électrons entre 2 plaques ou électrodes :

  • une électrode positive ou plaque positive composée d'un corps oxydant, capable d'attirer des électrons,

  • une électrode négative ou plaque négative composée d'un corps réducteur, capable de céder des électrons.

Une batterie ou une pile se caractérise donc tout d'abord par un couple «oxydant-réducteur», (par exemple Plomb/Oxyde de plomb, Nickel/Cadmium...) échangeant des électrons. L'association de deux plaques constitue l'entité primaire d'une batterie.

Les deux plaques baignent dans une solution électrolytique (ou électrolyte), liquide ou sous forme de gel. C'est la réaction entre la solution et les électrodes qui est à l'origine du déplacement des électrons et des ions dans la solution. Ainsi, l'électrolyte a pour fonction d'assurer la conduction ionique et, plus généralement, de participer à la réaction chimique.

Un isolant poreux (ou séparateur) permet de séparer les deux plaques tout en autorisant le passage des ions.

4. Phase de décharge

Une batterie chargée possède un excès d'électrons à sa plaque négative et un manque d'électrons à sa partie positive. La réaction électrochimique engendre le déplacement des électrons au travers du récepteur, créant ainsi le courant. Lorsque les deux plaques possèdent le même nombre d'électrons, la batterie ne débite plus de courant.

5. Phase de charge

Le procédé est l'inverse de la décharge : pendant la charge, la batterie est réceptrice du courant fourni par le secteur. Un générateur est placé aux bornes de la batterie et débite en sens inverse dans le système. À l'intérieur de la batterie, l'énergie chimique se manifeste par un transfert de matière grâce à une circulation des ions. À l'extérieur de la batterie, l'énergie électrique se manifeste par un déplacement d'électrons.

On peut installé un énorme accumulateur de nouvelle génération, dit accumulateur à circulation au vanadium. Lorsque le vent souffle fort, les éoliennes produisent plus d’électricité que les habitants n’en ont besoin. L’accumulateur stocke alors l’excédent d’énergie et le restitue lorsque le vent faiblit. L’utilisation de ce système a réduit de presque 50 % la quantité de fioul consommé par les générateurs thermiques, ce qui permet aussi d’éviter chaque année le rejet de plus de 2000 tonnes de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

-avantages : autonome et respect de l’environnement

-inconvénient : rendement incomplet : perte d’énergie

2eme methode : Stocker l'énergie produite sous la forme d'hydrogène

On peut emmagasiner l'énergie produite en la convertissant en hydrogène stockée sous terre dans un réservoir. Pour obtenir l'hydrogène, l'énergie générée est conduite à un électrolyseur qui décompose l'eau à l'aide d'un courant électrique et la transforme en hydrogène et en oxygène. Le principe à l’origine de cette transformation est l’electrolyse :c:\users\a24-post1\desktop\1313208-électrolyse_de_leau.jpg

Le courant électrique dissocie la molécule d'eau (soit H2O) en ions hydroxyde (HO-) et hydrogène H+ : dans la cellule électrolytique, les ions hydrogène acceptent des électrons à la cathode dans une réaction d'oxydoréduction en formant du dihydrogène gazeux (soit H2), selon la réaction de réduction

L'hydrogène est ensuite injecté dans un réservoir a hydrogène.

Puis lorsqu’ on a besoin d’énergie électrique , la réaction inverse se produit , grâce à l’hydrogène produit on produit de l’energie electriqe

-AVANTAGEs : autonome, respectueux de l’environnement

-INCONVENIENTS : rendement incomplet : perte d’energie lors de la conversion ; Peut être encombrant a cause du reservoir d’hydrogène .

3eme methode : Le condensateur :

Il stock de l’energie pour la restituer en cas de microcoupures,et il permet de filtrer des courants haute fréquence.

Le condensateur et différent de la batterie car le condensateur est capable de stocker l’énergie directement sous forme d’un champ électrostatique, et non pas par des réactions chimiques comme une batterie.

Principe de fonctionnement :

La constitution d'un condensateur réside sur le même principe, quelle que soit la technologie du condensateur. Il s'agit de deux armatures (deux plaques métalliques très fines) séparées d'un isolant appelé le  diélectrique.

image utilisateur

Le principe de fonctionnement du condensateur en régime continu est relativement simple à comprendre. Pour expérience, on peut le brancher sur un générateur continu, une plaque se charge en charge + et l’autre en charge- , il y a donc une difference de tension entre les bornes. Puis on débranche le générateur et on ferme le circuit , Le condensateur est Chargé.

La décharge du condensateur ne peut s'effectuer que si le condensateur est initialement chargé. Autrement dit, il faut que les charges soient rangées (les "plus" d'un côté, les "moins" de l'autre) dans ses armatures.

Le principe de la décharge d'un condensateur est identique à celui de sa charge. Sauf que le montage est différent : (image)

Quand on décharge un condensateur, on peut le faire à travers un fil électrique ou bien à travers une charge (résistance). Les charges électriques qui étaient alors séparées selon leur charge (positive et négative) vont alors pouvoir se retrouver et redevenir homogènes dans chaque armature.

AVENIR :

Différemment aux batteries, les supercondensateurs sont un système de stockage de l’énergie qui ont le meme principe de fonctionnement que des condensateurs. Mais avec une charge 10.000 fois plus rapide qu’une batterie, un supercondensateur supporte des millions de cycles de charges et de décharges sans s’abîmer. De plus il est complètement biodégradable. Tout ces atouts font de lui le système le plus prometteur em matiere de stockage d’energie .

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