Système de stockage d'énergie par batterie (BESS)

Un Système de Stockage d’Énergie par Batterie (BESS) fonctionne comme une solution de stockage et de redistribution d’énergie électrique. Lorsqu’une source de production — par exemple un parc solaire, un site éolien ou le réseau électrique lui‑même — génère plus d’électricité que ce qui est immédiatement consommé, le BESS capte cette énergie et la stocke dans des batteries rechargeables pour une utilisation ultérieure. Cela se produit typiquement lors de pics de demande ou de baisse de production.

Les batteries sont au cœur du BESS. La technologie de batterie la plus couramment utilisée est la lithium-ion en raison de sa densité énergétique élevée, de sa longue durée de vie et de sa capacité à se recharger rapidement. Cependant, d'autres technologies, comme les batteries à flux et les batteries sodium-ion, commencent à se développer, chacune offrant des avantages spécifiques pour des applications particulières, comme la durée de vie prolongée ou la réduction des coûts des matériaux.

Les onduleurs jouent un rôle essentiel dans un BESS, car ils permettent de convertir l'énergie stockée sous forme de courant continu (CC) en courant alternatif (CA), qui est compatible avec le réseau électrique. Ils régulent également la puissance et la fréquence, garantissant que l'énergie libérée est stable et conforme aux normes requises pour la distribution.

Les systèmes de gestion de batterie (BMS) et les systèmes de gestion de l'énergie (EMS) assurent la gestion globale du BESS. Le BMS supervise l'état des batteries, garantissant leur sécurité et leur efficacité, tandis que l'EMS optimise l'ensemble du système, en ajustant le moment de la charge et de la décharge en fonction des besoins du réseau. Ces systèmes sont essentiels pour maximiser l'efficacité énergétique, réduire les coûts et prolonger la durée de vie du BESS.

Lorsqu’ils sont utilisés de manière autonome, les BESS apportent une source d’énergie stable, même face à des coupures ou des variations de la demande énergétique. Ils optimisent l’exploitation de l’énergie disponible. Un système de stockage d’énergie sur batterie réduit la dépendance aux réseaux externes et améliore la gestion globale des ressources énergétiques.

Associés à des panneaux solaires, les BESS stockent l'énergie excédentaire produite durant les périodes de forte production. Par exemple, dans une entreprise avec des panneaux sur un grand parking, l'énergie est conservée pour être utilisée plus tard, lorsque la production est plus faible. Sur un chantier, les BESS fonctionnent aussi avec des groupes électrogènes. Ils stockent l'énergie non utilisée et réduisent le temps de fonctionnement du générateur de 12h à 4h. Les BESS prennent ensuite le relais lorsque le groupe est à l’arrêt, ce qui diminue la consommation de carburant et préserve les machines.

Le stockage d’énergie par batterie permet de stocker de l’électricité durant les périodes creuses, lorsque la consommation électrique est faible, pour la restituer lors des périodes de pointe. Cette stratégie, appelée écrêtage, permet de lisser la courbe de demande sur le réseau électrique, de réduire les appels de puissance et de limiter les surcoûts tarifaires associés aux pics de consommation.

Un système de stockage d’énergie par batteries, ou BESS, complète une installation photovoltaïque en stockant l’électricité produite en excès le jour pour la restituer le soir ou lors des pics de consommation. Ce principe d’écrêtage lisse la courbe de charge et réduit les surcoûts liés aux pointes. Le BESS favorise l’autoconsommation : l’énergie solaire excédentaire est utilisée localement plutôt que réinjectée dans le réseau. Il contribue aussi à la stabilité électrique en absorbant les surplus et en restituant l’énergie lors des baisses de production.

Le stockage peut servir de secours pour des sites équipés de panneaux, comme des hôpitaux ou des centres de données, afin d’assurer la continuité en cas de coupure. Dans la mobilité, il agit comme tampon pour la recharge de véhicules électriques via des ombrières photovoltaïques. Enfin, il peut être utilisé pour l’arbitrage énergétique, en stockant quand les prix sont bas et en restituant quand ils augmentent.

Grâce à leur capacité de réaction rapide, les BESS participent à la régulation de fréquence du réseau électrique. Lors d’un excès de production, ils absorbent l'énergie ; en cas de déficit, ils la réinjectent. Ce rôle est crucial pour maintenir la stabilité du réseau, notamment dans un contexte de forte pénétration des énergies renouvelables, souvent variables et imprévisibles.

Les BESS peuvent assurer une alimentation de secours fiable pour toute infrastructure critique (hôpitaux, data centers, sites industriels). En cas de coupure du réseau, ils prennent immédiatement le relais pour éviter tout arrêt d'activité. Ils garantissent ainsi une continuité de service essentielle à la sécurité et à la productivité des installations sensibles.

Le système de stockage d’énergie par batterie est également utilisé pour soutenir les infrastructures de recharge de véhicules électriques (VE). Il permet d’éviter des investissements lourds dans le renforcement du réseau en servant de tampon lors des charges rapides. Cette capacité est particulièrement utile dans les zones où le réseau électrique est limité ou vieillissant.

Les BESS sont capables de fournir une réserve tournante, c’est-à-dire une énergie disponible instantanément pour compenser la perte d’une autre source de production d’énergie. Ce rôle stratégique est comparable à celui des générateurs de secours, avec une réponse plus rapide et sans combustion de carburant. Cela permet également d’offrir une capacité virtuelle au réseau, utile dans les systèmes multi-actifs.

Un autre usage consiste à acheter de l’électricité lorsque les prix sont bas, à la stocker, puis à la revendre lorsque les prix montent. Ce mécanisme, appelé arbitrage énergétique, permet de rentabiliser le BESS sur les marchés libéralisés de l’électricité, en valorisant à la fois l’énergie stockée et la flexibilité offerte au système.

L'un des principaux avantages d’installation des systèmes BESS est leur capacité à réduire les coûts énergétiques. En stockant l'énergie pendant les périodes de faible demande, lorsqu'elle est moins coûteuse, et en la redistribuant pendant les périodes de forte demande, les entreprises peuvent économiser sur leurs factures d'électricité.

Les BESS jouent un rôle dans l'amélioration de la fiabilité du réseau électrique. En permettant de stocker l'énergie pendant les périodes de production excédentaire, ils assurent une alimentation stable même en cas de défaillance d'une source de production. Ils contribuent à éviter les pannes de courant et à maintenir une fréquence et une tension constantes sur le réseau.

Les systèmes de stockage d'énergie par batterie sont des éléments essentiels de la transition énergétique, car ils facilitent l'intégration des énergies renouvelables dans le réseau. En lissant les fluctuations de production des énergies intermittentes comme le solaire et l'éolien, les BESS permettent une gestion plus prévisible de l'approvisionnement énergétique et réduisent la dépendance aux sources d'énergie fossiles, contribuant ainsi à une réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Les BESS permettent de soutenir les micro-réseaux, qui sont des réseaux électriques autonomes souvent utilisés dans des zones isolées ou pour des applications spécifiques. Ces systèmes de stockage offrent une solution flexible, permettant de stocker l'énergie excédentaire générée par les sources renouvelables locales et de la restituer en fonction des besoins du micro-réseau.