Systèmes de stockage d'énergie par batterie (ESS)Les batteries de stockage d'énergie jouent un rôle de plus en plus important face à la demande mondiale croissante d'énergie durable et de stabilité du réseau. Qu'elles soient utilisées pour le stockage d'énergie à l'échelle du réseau, pour des applications commerciales et industrielles ou pour des solutions solaires résidentielles, la compréhension de la terminologie technique clé des batteries de stockage d'énergie est essentielle pour communiquer efficacement, évaluer les performances et prendre des décisions éclairées.
Cependant, le jargon du domaine du stockage d'énergie est vaste et parfois complexe. Cet article a pour objectif de vous fournir un guide complet et facile à comprendre qui explique le vocabulaire technique de base des batteries de stockage d'énergie afin de vous aider à mieux comprendre cette technologie essentielle.
Concepts de base et unités électriques
La compréhension des batteries de stockage d’énergie commence par quelques concepts et unités électriques de base.
Tension (V)
Explication : La tension est une grandeur physique qui mesure la capacité d'un champ électrique à fournir un travail. En termes simples, c'est la « différence de potentiel » qui régule le flux d'électricité. La tension d'une batterie détermine la « poussée » qu'elle peut fournir.
Concernant le stockage d'énergie : la tension totale d'un système de batterie est généralement la somme des tensions de plusieurs cellules en série. Différentes applications (par exemple,systèmes domestiques basse tension or systèmes C&I haute tension) nécessitent des batteries de tensions nominales différentes.
Courant (A)
Explication : Le courant est le taux de déplacement directionnel d'une charge électrique, le « flux » d'électricité. Son unité est l'ampère (A).
Pertinence pour le stockage d'énergie : Le processus de charge et de décharge d'une batterie est le flux de courant. L'intensité du courant détermine la quantité d'énergie qu'une batterie peut produire à un instant T.
Puissance (Puissance, W ou kW/MW)
Explication : La puissance est la vitesse à laquelle l'énergie est convertie ou transférée. Elle est égale au produit de la tension par le courant (P = V × I). L'unité est le watt (W), couramment utilisé dans les systèmes de stockage d'énergie sous les noms de kilowatts (kW) ou de mégawatts (MW).
Concernant le stockage d'énergie : la capacité énergétique d'un système de batterie détermine la vitesse à laquelle il peut fournir ou absorber de l'énergie électrique. Par exemple, les applications de régulation de fréquence nécessitent une capacité énergétique élevée.
Énergie (Énergie, Wh ou kWh/MWh)
Explication : L'énergie est la capacité d'un système à fournir un travail. Elle est le produit de la puissance et du temps (E = P × t). L'unité est le wattheure (Wh), et les kilowattheures (kWh) ou les mégawattheures (MWh) sont couramment utilisés dans les systèmes de stockage d'énergie.
En rapport avec le stockage d'énergie : la capacité énergétique mesure la quantité totale d'énergie électrique qu'une batterie peut stocker. Elle détermine la durée pendant laquelle le système peut continuer à fournir de l'énergie.
Termes clés relatifs aux performances et à la caractérisation des batteries
Ces termes reflètent directement les mesures de performance des batteries de stockage d’énergie.
Capacité (Ah)
Explication : La capacité est la quantité totale de charge qu'une batterie peut libérer dans certaines conditions et est mesurée enampères-heures (Ah)Il s’agit généralement de la capacité nominale d’une batterie.
En rapport avec le stockage d'énergie : la capacité est étroitement liée à la capacité énergétique de la batterie et constitue la base du calcul de la capacité énergétique (Capacité énergétique ≈ Capacité × Tension moyenne).
Capacité énergétique (kWh)
Explication : Quantité totale d'énergie qu'une batterie peut stocker et restituer, généralement exprimée en kilowattheures (kWh) ou en mégawattheures (MWh). Il s'agit d'une mesure clé de la taille d'un système de stockage d'énergie.
Lié au stockage d'énergie : détermine la durée pendant laquelle un système peut alimenter une charge ou la quantité d'énergie renouvelable qui peut être stockée.
Capacité électrique (kW ou MW)
Explication : La puissance de sortie maximale qu'un système de batterie peut fournir ou la puissance d'entrée maximale qu'il peut absorber à un moment donné, exprimée en kilowatts (kW) ou en mégawatts (MW).
En rapport avec le stockage d'énergie : détermine la quantité d'énergie qu'un système peut fournir pendant une courte période, par exemple pour faire face à des charges élevées instantanées ou à des fluctuations du réseau.
Densité énergétique (Wh/kg ou Wh/L)
Explication : Mesure la quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker par unité de masse (Wh/kg) ou par unité de volume (Wh/L).
Intérêt pour le stockage d'énergie : Important pour les applications où l'espace ou le poids sont limités, comme les véhicules électriques ou les systèmes de stockage d'énergie compacts. Une densité énergétique plus élevée permet de stocker davantage d'énergie dans un même volume ou poids.
Densité de puissance (W/kg ou W/L)
Explication : Mesure la puissance maximale qu'une batterie peut fournir par unité de masse (W/kg) ou par unité de volume (W/L).
Pertinent pour le stockage d'énergie : important pour les applications qui nécessitent une charge et une décharge rapides, telles que la régulation de fréquence ou la puissance de démarrage.
Caisse
Explication : Le taux C représente la vitesse à laquelle une batterie se charge et se décharge en tant que multiple de sa capacité totale. 1C signifie que la batterie sera complètement chargée ou déchargée en 1 heure ; 0,5C signifie en 2 heures ; 2C signifie en 0,5 heure.
Concernant le stockage d'énergie : le taux C est une mesure clé pour évaluer la capacité d'une batterie à se charger et à se décharger rapidement. Les performances du taux C varient selon les applications. Des décharges à taux C élevé entraînent généralement une légère diminution de la capacité et une augmentation de la production de chaleur.
État de charge (SOC)
Explication : Indique le pourcentage (%) de la capacité totale d'une batterie qui reste actuellement.
Lié au stockage d'énergie : Similaire à la jauge de carburant d'une voiture, il indique combien de temps la batterie durera ou combien de temps elle doit être chargée.
Profondeur de décharge (DOD)
Explication : Indique le pourcentage (%) de la capacité totale d'une batterie libérée lors d'une décharge. Par exemple, si l'on passe de 100 % d'état de charge à 20 % d'état de charge, la profondeur de décharge (DOD) est de 80 %.
Pertinence pour le stockage d'énergie : le DOD a un impact significatif sur la durée de vie d'une batterie, et une décharge et une charge peu profondes (faible DOD) sont généralement bénéfiques pour prolonger la durée de vie de la batterie.
État de santé (ESS)
Explication : Indique le pourcentage de performance actuel de la batterie (par exemple, capacité, résistance interne) par rapport à celui d'une batterie neuve, reflétant ainsi son degré de vieillissement et de dégradation. Généralement, un état de santé (SOH) inférieur à 80 % indique une batterie en fin de vie.
Pertinence pour le stockage d’énergie : le SOH est un indicateur clé pour évaluer la durée de vie restante et les performances d’un système de batterie.
Terminologie relative à la durée de vie et à la dégradation de la batterie
Comprendre les limites de durée de vie des batteries est essentiel à l’évaluation économique et à la conception du système.
Cycle de vie
Explication : Le nombre de cycles de charge/décharge complets qu'une batterie peut supporter dans des conditions spécifiques (par exemple, DOD spécifique, température, taux C) jusqu'à ce que sa capacité chute à un pourcentage de sa capacité initiale (généralement 80 %).
Concernant le stockage d'énergie : il s'agit d'un indicateur important pour évaluer la durée de vie d'une batterie dans des situations d'utilisation fréquente (par exemple, réglage du réseau, cycles quotidiens). Une durée de vie plus longue signifie une batterie plus durable.
Calendrier de vie
Explication : La durée de vie totale d'une batterie, depuis sa fabrication, même si elle n'est pas utilisée, vieillit naturellement avec le temps. Elle est influencée par la température, l'état de charge de stockage et d'autres facteurs.
Pertinence pour le stockage d'énergie : pour l'alimentation de secours ou les applications à usage peu fréquent, la durée de vie calendaire peut être une mesure plus importante que la durée de vie du cycle.
Dégradation
Explication : Le processus par lequel les performances d'une batterie (par exemple, la capacité, la puissance) diminuent de manière irréversible pendant le cyclage et au fil du temps.
Pertinence pour le stockage d'énergie : Toutes les batteries subissent une dégradation. Le contrôle de la température, l'optimisation des stratégies de charge et de décharge et l'utilisation de BMS avancés peuvent ralentir ce déclin.
Capacité Fade / Puissance Fade
Explication : Cela fait spécifiquement référence à la réduction de la capacité maximale disponible et à la réduction de la puissance maximale disponible d'une batterie, respectivement.
Pertinence pour le stockage d'énergie : ces deux formes de dégradation de la batterie affectent directement la capacité de stockage d'énergie et le temps de réponse du système.
Terminologie des composants techniques et des composants système
Un système de stockage d’énergie ne concerne pas seulement la batterie elle-même, mais également les principaux composants de support.
Cellule
Explication : L'élément de base d'une batterie, qui stocke et libère de l'énergie par des réactions électrochimiques. On peut citer comme exemples les cellules lithium-fer-phosphate (LFP) et les cellules lithium-ternaire (NMC).
En ce qui concerne le stockage d’énergie : les performances et la sécurité d’un système de batterie dépendent en grande partie de la technologie cellulaire utilisée.
Module
Explication : Combinaison de plusieurs cellules connectées en série et/ou en parallèle, généralement avec une structure mécanique préliminaire et des interfaces de connexion.
Concernant le stockage d'énergie : les modules sont les unités de base pour la construction de packs de batteries, facilitant la production et l'assemblage à grande échelle.
Pack de batterie
Explication : Une cellule de batterie complète composée de plusieurs modules, d'un système de gestion de batterie (BMS), d'un système de gestion thermique, de connexions électriques, de structures mécaniques et de dispositifs de sécurité.
Pertinence pour le stockage d'énergie : Le pack de batteries est le composant central du système de stockage d'énergie et constitue l'unité qui est livrée et installée directement.
Système de gestion de batterie (BMS)
Explication : Le « cerveau » du système de batterie. Il est chargé de surveiller la tension, le courant, la température, l'état de charge, l'état de santé, etc. de la batterie, de la protéger contre les surcharges, les décharges excessives, les surchauffes, etc., d'équilibrer les cellules et de communiquer avec les systèmes externes.
Pertinent pour le stockage d'énergie : Le BMS est essentiel pour garantir la sécurité, l'optimisation des performances et la maximisation de la durée de vie du système de batterie et est au cœur de tout système de stockage d'énergie fiable.
(Suggestion de liens internes : lien vers la page de votre site Web sur la technologie BMS ou les avantages du produit)
Système de conversion de puissance (PCS) / Onduleur
Explication : Convertit le courant continu (CC) d'une batterie en courant alternatif (CA) pour alimenter le réseau ou les charges, et vice versa (du CA au CC pour charger une batterie).
En ce qui concerne le stockage d'énergie : le PCS est le pont entre la batterie et le réseau/la charge, et son efficacité et sa stratégie de contrôle affectent directement les performances globales du système.
Bilan des installations (BOP)
Explication : Désigne tous les équipements et systèmes de support autres que le bloc-batterie et le PCS, y compris les systèmes de gestion thermique (refroidissement/chauffage), les systèmes de protection incendie, les systèmes de sécurité, les systèmes de contrôle, les conteneurs ou les armoires, les unités de distribution d'énergie, etc.
En ce qui concerne le stockage d'énergie : le BOP garantit que le système de batterie fonctionne dans un environnement sûr et stable et constitue un élément nécessaire à la construction d'un système de stockage d'énergie complet.
Système de stockage d'énergie (ESS) / Système de stockage d'énergie par batterie (BESS)
Explication : Désigne un système complet intégrant tous les composants nécessaires tels que les packs de batteries, les PCS, les BMS et les BOP, etc. BESS fait spécifiquement référence à un système utilisant des batteries comme moyen de stockage d'énergie.
Lié au stockage d’énergie : Il s’agit de la livraison finale et du déploiement d’une solution de stockage d’énergie.
Conditions de scénario opérationnel et d'application
Ces termes décrivent la fonction d’un système de stockage d’énergie dans une application pratique.
Chargement/Déchargement
Explication : La charge est le stockage d'énergie électrique dans une batterie ; la décharge est la libération d'énergie électrique d'une batterie.
En rapport avec le stockage d’énergie : le fonctionnement de base d’un système de stockage d’énergie.
Efficacité aller-retour (RTE)
Explication : Mesure clé de l'efficacité d'un système de stockage d'énergie. Il s'agit du rapport (généralement exprimé en pourcentage) entre l'énergie totale extraite de la batterie et l'énergie totale injectée dans le système pour stocker cette énergie. Les pertes d'efficacité surviennent principalement lors des processus de charge/décharge et de conversion PCS.
En ce qui concerne le stockage d’énergie : un RTE plus élevé signifie moins de pertes d’énergie, améliorant ainsi l’économie du système.
Écrêtement des pointes / Nivellement de la charge
Explication:
Écrêtement des pointes : Utilisation de systèmes de stockage d'énergie pour décharger l'énergie pendant les heures de pointe sur le réseau, réduisant ainsi la quantité d'énergie achetée sur le réseau et réduisant ainsi les charges de pointe et les coûts de l'électricité.
Nivellement de charge : utilisation d’électricité bon marché pour charger les systèmes de stockage aux heures de faible charge (lorsque les prix de l’électricité sont bas) et les décharger aux heures de pointe.
En lien avec le stockage d'énergie : Il s'agit de l'une des applications les plus courantes des systèmes de stockage d'énergie du côté commercial, industriel et du réseau, conçue pour réduire le coût de l'électricité ou pour lisser les profils de charge.
Régulation de fréquence
Explication : Les réseaux électriques doivent maintenir une fréquence de fonctionnement stable (par exemple, 50 Hz en Chine). La fréquence diminue lorsque l'offre est inférieure à la consommation et augmente lorsque l'offre est supérieure à la consommation. Les systèmes de stockage d'énergie peuvent contribuer à stabiliser la fréquence du réseau en absorbant ou en injectant de l'énergie grâce à des charges et des décharges rapides.
En ce qui concerne le stockage d’énergie : le stockage par batterie est bien adapté pour assurer la régulation de la fréquence du réseau en raison de son temps de réponse rapide.
Arbitrage
Explication : Opération qui tire parti des différences de prix de l'électricité à différents moments de la journée. Chargez lorsque le prix de l'électricité est bas et déchargez lorsque le prix de l'électricité est élevé, gagnant ainsi la différence de prix.
Lié au stockage d’énergie : Il s’agit d’un modèle de profit pour les systèmes de stockage d’énergie sur le marché de l’électricité.
Conclusion
Comprendre la terminologie technique clé des batteries de stockage d'énergie est une porte d'entrée dans ce domaine. Des unités électriques de base aux modèles d'application et d'intégration de systèmes complexes, chaque terme représente un aspect important de la technologie du stockage d'énergie.
Nous espérons qu’avec les explications de cet article, vous aurez une meilleure compréhension des batteries de stockage d’énergie afin de pouvoir mieux évaluer et sélectionner la solution de stockage d’énergie adaptée à vos besoins.
Foire aux questions (FAQ)
Quelle est la différence entre la densité énergétique et la densité de puissance ?
Réponse : La densité énergétique mesure la quantité totale d'énergie pouvant être stockée par unité de volume ou de poids (en se concentrant sur la durée de la décharge) ; la densité de puissance mesure la quantité maximale d'énergie pouvant être délivrée par unité de volume ou de poids (en se concentrant sur la vitesse de décharge). En termes simples, la densité énergétique détermine la durée de vie d'une batterie, et la densité de puissance détermine son potentiel explosif.
Pourquoi la durée de vie du cycle et la durée de vie du calendrier sont-elles importantes ?
Réponse : La durée de vie en cycle mesure la durée de vie d'une batterie en utilisation fréquente, adaptée aux scénarios de fonctionnement intensif, tandis que la durée de vie calendaire mesure la durée de vie d'une batterie qui vieillit naturellement avec le temps, adaptée aux scénarios de veille ou d'utilisation peu fréquente. Ensemble, ces deux éléments déterminent la durée de vie totale de la batterie.
Quelles sont les principales fonctions d’un BMS ?
Réponse : Les principales fonctions d'un BMS comprennent la surveillance de l'état de la batterie (tension, courant, température, état de charge, état de santé), la protection de sécurité (surcharge, décharge excessive, surchauffe, court-circuit, etc.), l'équilibrage des cellules et la communication avec les systèmes externes. C'est la clé du fonctionnement sûr et efficace du système de batterie.
Qu'est-ce que le taux C ? À quoi sert-il ?
Répondre:CaisseReprésente le multiple du courant de charge et de décharge par rapport à la capacité de la batterie. Il permet de mesurer la vitesse de charge et de décharge d'une batterie et influence sa capacité, son rendement, sa production de chaleur et sa durée de vie.
L’écrêtement des pointes et l’arbitrage tarifaire sont-ils la même chose ?
Réponse : Ces deux modes de fonctionnement utilisent des systèmes de stockage d'énergie pour charger et décharger à des moments différents. L'écrêtement des pointes vise davantage à réduire la charge et le coût de l'électricité pour les clients pendant certaines périodes de forte demande, ou à lisser la courbe de charge du réseau, tandis que l'arbitrage tarifaire est plus direct et exploite les différences de tarifs entre différentes périodes pour acheter et vendre de l'électricité à des fins lucratives. L'objectif et l'orientation sont légèrement différents.
Date de publication : 20 mai 2025