Le stockage d'énergie thermique consiste à chauffer ou à refroidir une substance afin de préserver son énergie pour une utilisation ultérieure . Dans sa forme la plus simple, ce procédé consiste à chauffer de l'eau pendant les périodes d'abondance d'énergie, à la stocker, puis à utiliser l'énergie stockée. Ce procédé utilise différents types de stockage, comme l'eau, des réservoirs remplis de glace pilée, la terre ou de grandes étendues d'eau souterraines.
Définie comme une technologie permettant le transfert et le stockage de l'énergie thermique, la technologie de stockage d'énergie thermique s'intègre aux solutions énergétiques modernes telles que les technologies solaires et hydrauliques. En période de faible consommation électrique, de l'eau chaude ou froide est produite et stockée, puis soutirée et distribuée lors des pics de consommation. Le réservoir de stockage, équipé de diffuseurs en haut et en bas, favorise la stratification de l'eau, créant une couche de transition entre les zones d'eau chaude et d'eau froide. Le coût de l'électricité utilisée pour la production d'énergie thermique est plus avantageux la nuit que le jour.
Quels sont les types d’énergie thermique ?
Le stockage d'énergie thermique utilise diverses technologies, offrant des durées de stockage allant de quelques heures à plusieurs mois. Différentes propriétés des matériaux sont mises à profit dans les applications de stockage d'énergie thermique (TES), classées en trois méthodes selon les mécanismes thermiques : chaleur sensible, chaleur latente et chaleur thermochimique.
1. Le stockage d'énergie thermique sensible est une solution viable pour réduire la consommation d'énergie et les émissions de CO₂ , notamment dans les bâtiments résidentiels. Cette méthode consiste à utiliser de l'eau ou de la roche pour stocker et restituer de la chaleur en modulant la température du matériau.
2. Les systèmes de stockage de chaleur latente stockent l'énergie en modifiant l'état du milieu sans altérer sa température. Les matériaux à changement de phase, utilisés dans les technologies solaires et les matériaux de construction, peuvent stocker la chaleur sous forme latente, permettant ainsi l'absorption et le stockage de l'excédent de chaleur du bâtiment.
3. Les systèmes de stockage de chaleur thermochimique reposent sur des réactions chimiques ou des processus de sorption à la surface du matériau, permettant au matériau d'absorber ou d'émettre de la chaleur.
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Quels sont les avantages du stockage d’énergie thermique ?
Le stockage d’énergie thermique offre plusieurs avantages :
- Il abaisse demande de pointe et stabilise la demande globale en stockant l’énergie pendant les périodes de faible demande et en la libérant pendant les périodes de forte demande.
- It réduit le CO2 les émissions et les coûts en optimisant l’utilisation de l’énergie pendant les périodes plus économiques où une plus grande proportion d’énergie renouvelable est disponible.
- It améliore l'efficacité énergétique globale des systèmes énergétiques.
- Il joue un rôle crucial dans systèmes d'écrêtement des pointes, où l'électricité en dehors des heures de pointe alimente des pompes à chaleur pour produire de la chaleur ou du froid, en utilisant de l'électricité rentable et de la chaleur résiduelle provenant de sources industrielles pour équilibrer les charges du système énergétique.
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Quel est le besoin de stockage d’énergie thermique ?
De nombreux pays privilégient les stratégies de décarbonation, en mettant l'accent sur les énergies renouvelables et l'électrification accrue, car ces approches peuvent permettre de réduire les émissions jusqu'à 90 %. La baisse des coûts des énergies renouvelables souligne l'importance de cette transition. Cependant, la variabilité inhérente à ces sources d'énergie exige un renforcement du stockage de l'énergie afin de garantir un approvisionnement constant en énergie propre lors des périodes de fluctuations, par exemple en cas d'absence de vent ou d'ensoleillement insuffisant.
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