Un fabricant de batteries augmente sa production grâce à l'automatisation

ESS a déployé des robots à six axes et SCARA sur sa chaîne d'assemblage automatisée. Photo gracieuseté d'ESS Inc.

Pour tirer le meilleur parti des sources d’énergie renouvelables, telles que l’énergie éolienne et solaire, les services publics doivent surmonter le problème de l’intermittence. Lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas, aucune énergie n’est produite. De plus, le réseau énergétique a été conçu pour accepter la production constante et prévisible des centrales électriques à combustible, et non les fortes hausses et baisses produites par les panneaux solaires à l’aube et au crépuscule.

Pour résoudre ce problème, les services publics ont besoin de systèmes de stockage d'énergie à faible coût, à grande échelle et de longue durée, qui stockent l'énergie lorsqu'elle est produite et fournissent de l'énergie lorsqu'elle est nécessaire. Aujourd'hui, la start-up énergétique ESS Inc. de Wilsonville, Oregon, a développé une nouvelle technologie qui promet de répondre à ce besoin. Les systèmes de batteries à flux de fer de l'entreprise (Energy Warehouse et Energy Center) sont conçus pour répondre aux besoins énergétiques de clients allant des petites installations industrielles aux grands projets à grande échelle.

Les batteries reposent sur un mélange de fer et d’eau salée pour stocker l’énergie pendant des heures de plus que les batteries lithium-ion. Pendant le cycle de charge, le fer saturé dans l’électrolyte d’eau salée se dépose sur l’électrode négative. Pour décharger la batterie, la polarité est inversée et le fer se dissout dans la solution d'eau salée. En gérant soigneusement ce processus, la batterie à flux de fer est capable d'atteindre une durée de vie nettement plus longue de 20 000 cycles ou plus, contre 3 000 à 4 000 cycles pour les batteries lithium-ion, sans se dégrader avec le temps.

Comparées à d’autres technologies de stockage d’énergie, les batteries à flux de fer sont plus propres, plus sûres, plus durables sur le plan environnemental et plus économiques. Ils sont également entièrement recyclables. Contrairement aux batteries classiques conditionnées sous forme de cellules ou de modules fixes, une batterie à flux permet de découpler la puissance (le taux de flux électrique) de la capacité (la quantité totale d'énergie détenue). En conséquence, les installations ont la flexibilité d’utiliser les batteries pour diverses applications.

L'Energy Warehouse est construit à l'intérieur d'un conteneur d'expédition standard de 40 pieds pour faciliter le transport et la mise en service. Il offre six à 12 heures de stockage, avec une puissance nominale de 75 kilowatts (kW), une capacité énergétique de pointe de 500 kilowattheures (kWh) et une capacité énergétique nominale de 400 kWh.

Le système ne nécessite ni refroidissement ni climatisation, même dans les environnements désertiques. Le système nécessitant peu d’entretien peut fournir plus de 20 000 cycles sans perte de capacité tout au long de sa durée de vie de 25 ans. Cela le rend idéal pour les projets d’énergie renouvelable et de services publics nécessitant une longue durée de vie et une capacité de cyclage illimitée. De plus, l'électronique de puissance à réponse rapide du système peut fournir des services auxiliaires au réseau, tels que le support de tension et de fréquence sur les micro-réseaux.

Le Centre énergétique est plus grand. Conçu pour les producteurs d'électricité indépendants et les projets à l'échelle des services publics, l'Energy Center dispose des mêmes modules de batteries à flux de fer que l'Energy Warehouse, mais en plus. Les batteries sont hébergées dans un bâtiment plutôt que dans un conteneur d'expédition, afin que les utilisateurs puissent personnaliser un système de stockage d'énergie pour répondre exactement à leurs besoins.

La technologie d'ESS suscite déjà un intérêt partout dans le monde. En avril, par exemple, la société a livré trois systèmes Energy Warehouse à Coldwell Solar, un développeur majeur de projets d'énergie renouvelable pour les secteurs commercial, agricole et des services publics de Californie. Les unités de stockage seront intégrées aux systèmes d'énergie solaire de trois établissements vinicoles du comté de Mendocino.

Auparavant, ESS avait livré un entrepôt énergétique à l'aéroport d'Amsterdam-Schiphol aux Pays-Bas, le deuxième plus grand aéroport d'Europe continentale. Le système est utilisé dans le cadre d'un projet pilote visant à démontrer la faisabilité du retrait des générateurs diesel de l'aéroport, qui fournissent de l'énergie électrique aux avions stationnés.

Et, l'automne dernier, ESS a été sélectionnée par Consumers Energy, le plus grand fournisseur d'énergie du Michigan, pour fournir un entrepôt d'énergie pour un système d'énergie solaire dans une installation de compression de gaz. Consumers Energy fournit du gaz naturel et de l'électricité aux deux tiers des 10 millions d'habitants du Michigan. Le projet aidera le service public à atteindre les objectifs énoncés dans la feuille de route sur le stockage d'énergie pour le Michigan. Publiée en avril 2022 par le ministère de l'Environnement, des Grands Lacs et de l'Énergie du Michigan, la feuille de route prévoit 1 000 mégawatts (MW) de stockage d'énergie d'ici 2025 et 4 000 MW d'ici 2040.