Enerlution Battery se concentre sur les solutions de stockage d’énergie domestique et distribuée
Langue
Enerlution Battery se concentre sur les solutions de stockage d’énergie domestique et distribuée
Recherche sur les applications sécuritaires des batteries au lithium dans le stockage d'énergie résidentiel
Avec la transition énergétique mondiale et le développement rapide des énergies renouvelables, les batteries au lithium sont devenues la technologie de stockage d'énergie préférée dans les systèmes de stockage d'énergie résidentiels en raison de leur densité énergétique élevée, de leur longue durée de vie et de leur bonne adaptabilité environnementale. Cependant, les problèmes de sécurité liés aux batteries au lithium sont de plus en plus importants, devenant un facteur clé limitant leur application généralisée dans le stockage d'énergie résidentiel. Cet article explorera et analysera l'importance et la nécessité des batteries au lithium dans les applications de stockage d'énergie résidentielles.
Importance des batteries au lithium dans le stockage d'énergie résidentiel
1. Améliorer l’efficacité énergétique
Les batteries au lithium ont une efficacité de conversion énergétique plus élevée, ce qui leur permet de stocker efficacement les énergies renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne, réduisant ainsi le gaspillage d'énergie. Dans les systèmes de stockage d'énergie résidentiels, les batteries au lithium peuvent stocker l'excédent d'énergie solaire généré pendant la journée et la restituer pendant la nuit ou les jours nuageux, ce qui permet une allocation optimale de l'énergie et une efficacité d'utilisation élevée. Selon des recherches connexes, l'efficacité de conversion énergétique des systèmes de stockage de batteries au lithium peut dépasser 90 %, ce qui est nettement supérieur aux batteries plomb-acide traditionnelles et aux autres technologies de stockage, améliorant ainsi considérablement l'efficacité d'utilisation de l'énergie[1].
2. Amélioration de la stabilité de l'alimentation électrique
Dans les zones reculées ou les régions où le réseau électrique est instable, les systèmes de stockage d'énergie résidentiels peuvent servir de sources d'énergie de secours pour répondre aux besoins électriques de base des ménages. Les batteries au lithium, grâce à leurs capacités de charge et de décharge rapides, peuvent libérer de grandes quantités d'énergie en peu de temps, fournissant ainsi une alimentation électrique stable aux ménages. Par exemple, en cas de panne du réseau ou d'alimentation électrique insuffisante, un système de stockage de batteries au lithium peut s'activer rapidement pour fournir l'électricité essentielle comme l'éclairage et la communication, évitant ainsi les désagréments et les pertes causés par les pannes de courant[2].
3. Promouvoir l’intégration des énergies renouvelables
Avec l'augmentation continue de la capacité installée des énergies renouvelables, l'utilisation efficace de ces ressources est devenue un enjeu crucial. Les systèmes de stockage de batteries au lithium peuvent fonctionner en conjonction avec des dispositifs de production d'énergie renouvelable tels que des panneaux photovoltaïques et des éoliennes, en stockant l'excédent d'énergie renouvelable pour éviter le gaspillage dû à la surproduction. Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la part mondiale des énergies renouvelables dans la production totale d'électricité a dépassé 30 % en 2023, et l'application de systèmes de stockage de batteries au lithium peut encore améliorer l'utilisation des énergies renouvelables , favorisant l'optimisation de la structure énergétique[3].
Nécessité des batteries au lithium dans le stockage d'énergie résidentiel
Alors que la crise énergétique mondiale s’intensifie, les réserves de combustibles fossiles traditionnels sont limitées et leur pollution environnementale est grave. Les batteries au lithium, en tant que représentantes de l’énergie propre, peuvent réduire la dépendance aux sources d’énergie traditionnelles, diminuer la consommation d’énergie et réduire les émissions de carbone dans les applications de stockage d’énergie résidentielles. Selon l’AIE, la demande mondiale d’énergie devrait augmenter d’environ 50 % d’ici 2050 par rapport à 2020, et les systèmes de stockage par batteries au lithium peuvent alléger efficacement les pressions sur l’approvisionnement énergétique, offrant ainsi un soutien solide pour faire face à la crise énergétique[4].
1. Améliorer l’autonomie énergétique des ménages
Dans les systèmes de stockage d'énergie résidentiels, les batteries au lithium peuvent aider les ménages à atteindre l'autonomie énergétique et à réduire leur dépendance au réseau public. Les ménages peuvent installer des panneaux photovoltaïques et d'autres dispositifs de production d'énergie renouvelable pour stocker l'électricité produite dans des batteries au lithium, répondant ainsi aux besoins quotidiens en électricité. Des études connexes ont montré que les ménages utilisant des systèmes de stockage de batteries au lithium peuvent augmenter leur autonomie énergétique de plus de 30 %, réduisant ainsi l'impact des pannes de réseau ou des pénuries d'alimentation électrique[5].
2. Assurer la sécurité de l'alimentation électrique domestique
L'utilisation de batteries au lithium dans le stockage d'énergie domestique peut fournir une alimentation électrique plus sûre et plus fiable aux ménages. Les batteries au lithium ont de meilleures performances en matière de sécurité et, grâce à la surveillance et à la protection en temps réel des systèmes de gestion de batterie (BMS), les risques de surcharge, de décharge profonde et de surchauffe peuvent être efficacement évités. Par exemple, le BMS peut surveiller des paramètres tels que la tension, le courant et la température de la batterie et prendre des mesures de protection telles que la coupure de l'alimentation ou l'activation du système de refroidissement lorsque des conditions anormales se produisent, garantissant ainsi la sécurité de l'utilisation de l'électricité domestique[6].
Problèmes de sécurité des batteries au lithium et solutions
Analyse des problèmes de sécurité
Lors de leur utilisation, les batteries au lithium peuvent être victimes d'emballement thermique, d'incendie ou d'explosion en raison de facteurs tels que le vieillissement du matériau de la batterie, la défaillance du système de gestion de la batterie et les conditions environnementales externes. Selon des statistiques incomplètes, de nombreux accidents de sécurité liés aux systèmes de stockage de batteries au lithium se sont produits dans le monde ces dernières années, ce qui constitue une menace sérieuse pour la vie des personnes et la sécurité des biens[7].
Exploration des solutions
Pour répondre aux problèmes de sécurité des batteries au lithium, plusieurs mesures peuvent être prises :
1. Améliorations des matériaux de batterie : l’utilisation de matériaux de batterie plus sûrs, tels que le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) ou le titanate de lithium, qui ont une meilleure stabilité thermique et chimique, peut réduire efficacement le risque d’emballement thermique[8].
2. Optimisation du système de gestion de la batterie : amélioration de l'intelligence du BMS pour assurer une surveillance en temps réel et un contrôle précis de l'état de la batterie. En intégrant des technologies d'analyse de big data et d'intelligence artificielle, il est possible d'analyser en profondeur les données de fonctionnement des batteries et de fournir des alertes précoces sur les risques potentiels pour la sécurité[9].
3. Mesures de protection renforcées : ajout des dispositifs de protection nécessaires dans les systèmes de stockage de batteries au lithium, tels que des matériaux résistants au feu et des systèmes d'extinction automatique des incendies. En cas d'emballement thermique, ces mesures peuvent rapidement isoler la source de l'incendie et éteindre les flammes, empêchant ainsi la propagation de l'incident[10].
4. Mise en place de systèmes de normalisation : établir et améliorer les normes de sécurité pour les systèmes de stockage de batteries au lithium, notamment des indicateurs de performance de sécurité clairs, des méthodes de test et des exigences de qualité. Le renforcement de la réglementation industrielle garantit la qualité et la sécurité des produits de batteries au lithium et normalise le marché[11].
Conclusion
L'utilisation des batteries au lithium dans le stockage d'énergie domestique revêt une importance et une nécessité considérables. Leur densité énergétique élevée, leur longue durée de vie et leur bonne adaptabilité environnementale constituent un soutien solide pour améliorer l'efficacité énergétique, renforcer la stabilité de l'alimentation électrique et promouvoir l'intégration des énergies renouvelables. Cependant, les problèmes de sécurité des batteries au lithium ne peuvent être ignorés. Des mesures globales telles que l'amélioration des matériaux des batteries, l'optimisation des systèmes de gestion des batteries, le renforcement des mesures de protection de la sécurité et la mise en place de systèmes de normalisation sont nécessaires pour garantir le fonctionnement sûr et fiable des batteries au lithium dans le stockage d'énergie domestique. Ce n'est qu'en procédant ainsi que nous pourrons pleinement exploiter les avantages des batteries au lithium dans le stockage d'énergie domestique, promouvoir l'optimisation de la structure énergétique et le développement durable.
Références
[1] Sun, Y., et al. « Examen de l'estimation de l'état du système de stockage de batterie. » Journal of Central South University (édition des sciences naturelles), 2024, 55(6) : 2320–2333.
[2] Meng, G., et al. « Progrès de la recherche sur la détection de l'emballement thermique et les technologies de contrôle de sécurité des stations de stockage d'énergie à batteries lithium-ion. » High Voltage Engineering, 2024, 50(7) : 3105–3127.
[3] Agence internationale de l'énergie (AIE). Rapport mondial sur l'énergie 2023.
[4] Agence internationale de l'énergie (AIE). Rapport sur les perspectives énergétiques mondiales 2023.
[5] Zhao, L., et al. « État actuel des normes d’évaluation de la sécurité des batteries lithium-ion utilisées dans le stockage d’énergie. » Batteries, 2024, 54(2) : 239–243.
[6] Huo, L., et al. « Tendances de développement des technologies de sécurité dans le stockage d'énergie des batteries lithium-ion — Une analyse des données de brevets sur l'état de développement actuel de la Chine. » Energy Storage Science and Technology, 2022, 11(8) : 2671–2680.
[7] China Energy Storage Network News Center. « 67 accidents de stockage d'énergie examinés : 6 se sont produits aux États-Unis en 2023, 1 en France, 1 à Taiwan. » China Energy Storage Network, 2023 [2024-02-09].
[8] Meng, G., et al. « Progrès de la recherche sur la détection de l'emballement thermique et les technologies de contrôle de sécurité des stations de stockage d'énergie à batteries lithium-ion. » High Voltage Engineering, 2024, 50(7) : 3105–3127.
[9] Sun, Y., et al. « Examen de l'estimation de l'état du système de stockage de batterie. » Journal of Central South University (édition des sciences naturelles), 2024, 55(6) : 2320–2333.
[10] Meng, G., et al. « Progrès de la recherche sur la détection de l'emballement thermique et les technologies de contrôle de sécurité des stations de stockage d'énergie à batteries lithium-ion. » High Voltage Engineering, 2024, 50(7) : 3105–3127.
[11] Zhao, L., et al. « État actuel des normes d’évaluation de la sécurité des batteries lithium-ion utilisées dans le stockage d’énergie. » Batteries, 2024, 54(2) : 239–243.
Copyright © 2022 Enerlution Energy Technology Co., Ltd. - https://www.enerlution.com.cn/ Tous droits réservés.
