Page d'accueil

Étude expérimentale de faisabilité d'un système miniaturisé de stockage d'énergie par air comprimé alimenté par une production photovoltaïque

Un prototype utilisant des composants à bas prix et disponibles sur le marché a été réalisé. Pour des raisons de faisabilité mécanique, la pression de stockage maximale a été fixée à 8 bar relatif. Afin de stocker l'énergie nécessaire à une villa individuelle pendant la nuit, qui est dans ce cas précis de 2.8 kWh, le volume minimal de stockage est d'environ 225 m3. Une régulation active gérant la pression de turbinage à l'aide d'un automate et d'une vanne de régulation a été implémentée au système afin de contrôler la tension produite, indépendamment de la charge demandée par l'utilisateur et de la pression du réservoir. Le système a pu être étudié et amélioré tout au long des tests, et est désormais parfaitement fonctionnel. Le meilleur rendement global charge-décharge mesuré est d'environ 1.0%, ce qui est en accord avec l'analyse théorique.

La très faible efficacité globale s'explique en partie par les bas rendements du compresseur et de la turbine. Néanmoins, même avec des composants parfaits, l'efficacité globale maximale dans ces conditions serait de 63%, et ce, car il est techniquement très difficile de stocker la chaleur produite lors de la compression pour une réutilisation lors de la détente de l'air. Ce dernier étant à haute température, la difficulté de récupération est causée par l'impossibilité à réaliser une isolation thermique parfaite, et par la capacité thermique du récipient qui est trop élevée par rapport à celle de l'air stocké.

Un des principaux défis de ce stockage réside dans l'encombrement du réservoir. Pour obtenir des tailles convenables, il faut monter à de très hautes pressions. A titre indicatif, pour réduire le volume du stockage nécessaire à 1 m3, avec une turbine ayant un rendement isentropique de 30%, la pression de stockage devrait être de 150 bar relatif. Malheureusement, pour ce type de pressions, la récupération thermique est d'autant plus difficile, et un système à compressions et détentes multi-étagées devient obligatoire.