À RETENIR. Un volant d'inertie permet de stocker de l'énergie en convertissant de l'énergie cinétique de rotation en électricité et inversement. L'énergie stockée augmente avec la masse et est proportionnelle au carré de la vitesse de rotation.
stockage thermodynamique avec les systèmes de stockage par air comprimé (CAES) ; stockage d'énergie cinétique avec les volants d'inertie ; stockage électrochimique avec les batteries (au plomb, sodium-soufre, lithium-ion, etc.) et super condensateurs.
Pour les volants d'inertie une seule formule surnage: Moment d'inertie d'un disque plein: Ja=1/2 m*R2.
Les avantages
- un haut rendement puisque 80% de l'énergie absorbée peut être restituée, - une mise en route puis une restitution d'énergie très rapide, - aucune pollution et une durée de vie très longue.
Ce type de stockage de l'énergie consiste à fabriquer de l'hydrogène grâce à de l'électricité, par électrolyse. Quand on a besoin de produire de l'électricité, on utilise cet hydrogène pour alimenter une pile à combustible ou alors pour créer du méthane de synthèse, ensuite réinjecté dans le réseau de gaz naturel.
Le gaz se stocke mieux que de l'électricité mais moins bien que du bois ou du pétrole. Si la question du stockage est prégnante dans tous les secteurs énergétiques, elle est particulièrement structurante pour l'électricité, dont l'avenir est bouleversé par le développement de productions décentralisées.
Levisys industrialise près de Troyes (Aube) le stockage d'électricité par volant d'inertie. Ses systèmes à rotor emmagasinent l'énergie produite et la restituent pour réguler le réseau électrique, sans recourir à des batteries.
Même en cas de tentative de freinage, le tourniquet continue à tourner de manière très stable, c'est-à-dire sans à-coups. Le volant d'inertie suit exactement ce principe. Il maintient le mouvement de rotation du vilebrequin vers l'arbre de transmission de manière stable et régulière.
Si les industriels savent aujourd'hui stocker de l'électricité dans des batteries, ils se heurtent à un frein : la densité énergétique (le nombre de kWh stockés par kg ou litre). Considérable pour le pétrole, elle est encore relativement faible dans le cas des batteries.
Les stockages de surface
L'eau chaude est maintenue dans des fosses (comme dans le cas de Marstal), ou dans des réservoirs préfabriqués puis enterrés pour une meilleure isolation. Pour les petites installations, des circuits horizontaux de tuyaux peuvent être placés autour d'un bâtiment à très faible profondeur .
On note JOy = mR2 2 , le moment d'inertie de la poulie par rapport `a l'axe Oy passant par O et perpendiculaire au plan de la poulie.
L'électricité éolienne
Elle vient en complément de la production nucléaire, hydraulique et solaire, si la météo le permet. Pour stocker l'électricité produite par les éoliennes, les batteries stationnaires sont une excellente alternative.
Pour trois jours d'autonomie, il vous faudra donc une batterie capable de stocker 3000Wh si votre besoin énergétique journalier est de 1000Wh. Avec une tension de 12V, la capacité sera de 250 Ah. Pour respecter la profondeur de décharge maximale de 40%, une capacité de 420 Ah environ sera nécessaire.
Aujourd'hui, la meilleure solution pour stocker l'énergie produite est la batterie à décharge lente, communément appelée batterie solaire. Ce type de batterie peut être utilisé pour une installation isolée (logement) dans une démarche de maison solaire passive, mais aussi pour un camping-car ou un bateau.
Le stockage de l'énergie permet d'aplanir la courbe de la demande, contribue à l'autosuffisance énergétique et rend le système électrique plus efficace et plus sûr. Les principales énergies renouvelables qui soutiennent la production d'énergie (solaire et éolienne) sont intermittentes et de capacité variable.
Le panneau solaire ou le module photovoltaïque est sans conteste le plus populaire des solutions de production d'électricité, car il utilise une énergie qui est toujours disponible : les rayons du soleil. L'éolienne domestique, quant à elle, est destinée aux maisons qui sont bien exposées au vent.
C'est pendant les journées ensoleillées que les panneaux solaires travaillent afin de produire de l'électricité à partir des rayons du soleil. Techniquement, l'utilisation de panneaux solaires en autoconsommation sans batterie peut se faire.
Selon l'Agence Internationale de l'Énergie (AIE), plus de 130 gigawatts (GW) de capacités solaires nouvelles ont été installées dans le monde en 2021 : données qui confirment sa croissance exponentielle.
Il n'éxiste pas d'électricité non consommée. Puisqu'elle n'est pas stockable, l'on régule en permanence pour que l'offre soit égale à la demande. C'est le travail en France du RTE.
Les principaux moyens de stockage de l'électricité sont : les barrages hydroélectriques, en particulier ceux des centrales de pompage-turbinage ; les stocks souterrains de gaz.
Le stockage mécanique de l'électricité est aujourd'hui principalement réalisé grâce à trois technologies différentes qui utilisent l'énergie potentielle (stockage hydraulique), l'énergie cinétique (volants d'inertie) et la compression.
Pour la stocker, il faut donc la convertir sous une autre forme (chimique par exemple, comme les batteries) et la transformer à nouveau en électricité au moment où l'on en a besoin. Selon le système employé, cette transformation peut s'accompagner de pertes, de difficultés et d'un coût de stockage variable.