Avec une centrale conventionnelle – au fioul, au gaz, au charbon – ou nucléaire, il suffit de tourner un bouton pour augmenter ou réduire la production en fonction des besoins de la population et des entreprises. Une régulation impossible quand on s’en remet au soleil et au vent. La production dépend des conditions climatiques et de la saison. Dans le cas des panneaux photovoltaïques, le volume d’électricité varie même selon l’heure de la journée et cesse à la nuit tombée.

Pour contrôler la distribution et assurer une fourniture régulière d’électricité, les ingénieurs développent des solutions pour stocker et restituer au moment voulu d’importantes quantités d’énergie, que ce soit au domicile des particuliers équipés de panneaux solaires, dans les immeubles à énergie positive ou au niveau des centrales solaires.

Les batteries domestiques, nouvel eldorado? 

Après le marché des appareils électroniques et celui des véhicules électriques, les fabricants d’accumulateurs s’intéressent de près aux besoins de stockage des foyers. Le créneau des batteries domestiques devrait ainsi représenter entre 3 et 4 milliards d’euros de chiffre d’affaires d’ici 2020. La cible? Les particuliers produisant de l’électricité pour leur propre usage, et non pour la revente à un distributeur, auquel cas l’énergie est réinjectée dans le réseau. Les batteries domestiques fonctionnent comme des onduleurs: elles emmagasinent l’électricité en surplus et la restituent quand le besoin s’en fait sentir.

Sans surprise, les principaux acteurs de l’industrie des batteries proposent ce type de solutions. C’est le cas de Tesla, avec la gamme Powerwall, mais aussi de Mercedes-Benz, Nissan, Accumotive, Samsung, Panasonic, Siemens, Saft, Bolloré ou BYD, le leader chinois du secteur.

Le stockage à l’échelle industrielle

Les particuliers ne sont pas les seuls concernés par les problématiques de production et de stockage de l’énergie. Les bâtiments à énergie positive engagés dans une logique d’autoconsommation le sont aussi. Il faut alors déployer des grappes de batteries de très grande taille, et donc forcément très coûteuses, ou se tourner vers des voies alternatives comme l’hydrogène.

Différents tests sont en cours, comme à Saint-Herblain, dans la banlieue de Nantes, en France, où l’électricité produite par les panneaux solaires installés sur les toits de l’immeuble Delta Green est transformée en hydrogène. Celui-ci est stocké avant d’alimenter une pile à combustible qui produit de l’électricité à la demande de façon à réguler production et consommation.

Des solutions de stockage innovantes pour les centrales solaires

Le caractère cyclique et aléatoire de la production des énergies renouvelable se pose avec acuité dans les centrales solaires. Pour sa Centrale électrique de l’ouest guyanais, le groupe HDF Energy a choisi d’associer le parc de panneaux photovoltaïques de 55 mégawatts à un dispositif de stockage hybride basé sur la production d’hydrogène et des batteries lithium-ion. La centrale Gemasolar, implantée en Espagne et exploitée depuis 2011, présente, pour sa part, la particularité de fonctionner jour et nuit, 24 heures sur 24. Une partie de l’énergie produite par les 2.600 panneaux solaires (pour une surface cumulée de 32 hectares!) alimente une cuve remplie de sels fondus dont la vapeur sert à faire tourner une turbine et à produire de l’électricité. 

Une idée que l’on retrouve dans le projet Malta du labo X d’Alphabet, la maison mère de Google. Il s’agit ici de collecter, stocker et restituer l’électricité excédentaire venant des énergies renouvelables en utilisant des matériaux bon marché, comme le sel, l’antigel ou l’acier. L’objectif consiste à conserver cette énergie à moindre coût durant plusieurs semaines.