Lorsque vous passez d'un moteur diesel à un groupe motopropulseur entièrement électrique, il n'est plus possible de raisonner uniquement en termes de puissance.
Vous devez également préciser la période pendant laquelle vous souhaitez puissance votre puissance soit disponible :
Pour des temps inférieurs à 100 ms, les condensateurs chimiques sont bien adaptés ;
Les supercondensateurs sont bien adaptés pour une durée de quelques secondes (max. 5 à 10 s).
Pour des durées comprises entre 10 secondes et 1 minute, les batteries puissance haute puissance constituent souvent la solution la plus rentable. De nouvelles technologies sont en cours de développement pour cette application particulière (LiCap, qui combine la technologie des supercondensateurs et celle des batteries lithium-ion), mais elles restent encore trop coûteuses pour être développées en grande quantité et à bas prix.
De quelques minutes à plusieurs heures (<12h depending on the application), electrochemical accumulator are well adapted and lithium-ion battery is most performing one.
for longer continuous operation, a diesel genset or fuel cell can be good solution.
Pour répondre aux besoins d'une application spécifique, le système de stockage doit être capable de fournir en permanence la puissance l'énergie requises pour satisfaire le cycle de service demandé. Les deux principaux critères de dimensionnement d'un système de stockage d'énergie électrique sont donc la puissance maximale puissance l'énergie à fournir. Le critère temporel expliqué ci-dessus est inclus dans la capacité à fournir de l'énergie, car l'énergie est l'intégrale de puissance un temps donné.
Le diagramme de Ragone permet de comparer les différentes technologies de stockage d'énergie en fonction de leur puissance de leurs caractéristiques énergétiques (voir figure 2).
Figure 2 : Diagramme de Ragone pour différentes technologies de stockage (source : Research Gare, Giuseppe Graber, Università degli Studi di Salerno)
Il convient de noter la très large gamme d'utilisations couverte par la technologie lithium-ion : une puissance atteignant celle des meilleurs supercondensateurs et la meilleure densité d'énergie parmi les batteries. Nous verrons dans la prochaine WATTALPS TechLetter que le terme lithium-ion recouvre un grand nombre de technologies et de conceptions, chacune répondant à un cas spécifique. Il n'existe en effet pas de technologie unique couvrant toutes les applications et le choix de la technologie appropriée est toujours un compromis entre puissance, énergie, sécurité, coût, durée de vie et résistance aux contraintes environnementales (notamment la température).
De nombreux projets ont combiné différents types de stockage afin de tirer parti de la densité énergétique de la meilleure technologie lithium-ion tout en conservant la puissance élevée puissance la durée de vie d'un supercondensateur. Très peu de ces projets ont été mis en production en série en raison de leur coût élevé et de leur complexité accrue. Certaines batteries de démarrage automobiles utilisent la technologie au plomb-acide combinée à des supercondensateurs, mais cette solution tend à être remplacée par des batteries puissance haute puissance (voir http://uyilo.org.za/uyilo/media/Store/documents/2-2-Schweiger-12-V-Lithium-Ion-Starter-Batteries.pdf ).
Très régulièrement, de nouvelles avancées scientifiques annoncent la découverte de nouveaux matériaux révolutionnaires permettant d'augmenter considérablement les performances des batteries (charge en 5 minutes, durée de vie exceptionnelle, énergie multipliée par 10, etc.). Il faut considérer ces découvertes pour ce qu'elles sont : des progrès scientifiques. Comme l'illustre le graphique, l'évolution de la technologie des batteries est lente. À titre d'exemple, la meilleure technologie actuelle a été commercialisée pour la première fois en 1991 et le concept a été inventé en 1978 (source : Jean-Marie Tarascon, Collège de France).
Pour aller un peu plus loin :
Historique des batteries et technologie lithium-ion – facile – http://gvallver.perso.univ-pau.fr/doc/BatterieLiion.pdf
Pour aller encore plus loin :
Historique des batteries et technologie lithium-ion – scientifique – https://www.college-de-france.fr/media/jean-marie-tarascon/UPL51353_courshistoirefinal_Tarascon.pdf (en particulier à partir de la page 28 pour la technologie lithium-ion).
