Technologies du stockage d'énergie

Auteur(s) :

Brunet, Yves (1946-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Etude du stockage de l'énergie créée par l'homme (les systèmes embarqués, les systèmes couplés, les systèmes impulsionnels). Pour les réseaux électriques, il est nécessaire de stocker l'énergie sous une forme physique intermédiaire (mécanique, thermique, chimique, etc.) et de la convertir en électricité. Les technologies de stockage doivent avoir une viabilité technique et un intérêt économique.

Éditeur(s)
- Hermès science publications-Lavoisier
Date
- impr. 2009
Notes
- Notes bibliogr. Index
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (250-VI p.) : ill., couv. ill. ; 24 cm
Collections
- Traité EGEM
Sujet(s)
- Installations énergétiques
- Énergie -- Stockage
ISBN
- 978-2-7462-2054-6
Indice
- 621.31 Énergie électrique (production, transport, distribution)
Quatrième de couverture
- Traité EGEM
  Electronique - Génie Electrique - Microsystèmes
  Génie électrique
  Le traité Electronique, Génie Electrique, Microsystèmes répond au besoin de disposer d'un ensemble de connaissances, méthodes et outils nécessaires à la maîtrise de la conception, de la fabrication et de l'utilisation des composants, circuits et systèmes utilisant l'électricité, l'optique et l'électronique comme support.
  Conçu et organisé dans un souci de relier étroitement les fondements physiques et les méthodes théoriques au caractère industriel des disciplines traitées, ce traité constitue un état de l'art structuré autour des quatre grands domaines suivants :
  
  Electronique et micro-électronique
  
  Optoélectronique
  
  Génie électrique
  
  Microsystèmes
  
  Chaque ouvrage développe aussi bien les aspects fondamentaux qu'expérimentaux du domaine qu'il étudie. Une classification des différents chapitres contenus dans chacun, une bibliographie et un index détaillé orientent le lecteur vers ses points d'intérêt immédiats : celui-ci dispose ainsi d'un guide pour ses réflexions ou pour ses choix.
  Les savoirs, théories et méthodes rassemblés dans chaque ouvrage ont été choisis pour leur pertinence dans l'avancée des connaissances ou pour la qualité des résultats obtenus.
Tables des matières
- - Technologies du stockage d'énergie
  - Yves Brunet
  - hermes Science
  - Lavoisier
  - Avant-propos
    Yves Brunet17
  - Chapitre 1. Condensateurs film de puissance pour le stockage d'énergie
    Claude Vincent29
  - 1.1. Les technologies des condensateurs film de puissance29
  - 1.1.1. Introduction29
  - 1.1.2. Condensateurs armatures31
  - 1.1.3. Condensateurs métallisés32
  - 1.1.4. Condensateurs secs versus imprégnés33
  - 1.2. Evolution des technologies35
  - 1.2.1. Evolution des condensateurs métallisés35
  - 1.3. Application filtrage DC38
  - 1.3.1. Condensateurs de filtrage38
  - 1.4. Application décharge d'énergie41
  - 1.4.1. Les applications de décharge41
  - 1.4.2. L'évolution des condensateurs de décharge43
  - 1.4.3. Développements futurs46
  - 1.4.3.1. Les autres matériaux polymères47
  - 1.4.3.2. Les solutions innovantes48
  - 1.5. Conclusion49
  - Chapitre 2. Stockage magnétique - SMES
    Pascal Tixador51
  - 2.1. Introduction51
  - 2.2. Supraconductivité54
  - 2.3. Performances des SMES58
  - 2.3.1. Structure mécanique, densité d'énergie59
  - 2.3.2. Densité de puissance61
  - 2.3.3. Stabilité et protection62
  - 2.3.4. Rendement de conversion et autres caractéristiques64
  - 2.3.5. Comparaisons64
  - 2.4. Aimant supraconducteur66
  - 2.4.1. Configuration de l'aimant66
  - 2.4.2. Conducteur de l'aimant68
  - 2.5. Utilisation des SMES, historique70
  - 2.5.1. SMES dans les réseaux électriques70
  - 2.5.2. SMES dans les réseaux électriques : sources UPS72
  - 2.5.3. SMES pour sources impulsionnelles de puissance73
  - 2.6. Exemple d'un SMES73
  - 2.7. Conclusion76
  - 2.8. Bibliographie77
  - Chapitre 3. Stockage d'énergie sous forme d'énergie cinétique
    Jean-Paul Yonnet81
  - 3.1. Principe du stockage d'énergie par volant d'inertie82
  - 3.2. Densité d'énergie84
  - 3.3. Densité de puissance89
  - 3.4. Exemple de volant d'inertie : stabilisation des satellites90
  - 3.5. Suspension magnétique92
  - 3.6. Autres éléments importants95
  - 3.7. Applications97
  - 3.8. Exemples d'applications stationnaires98
  - 3.9. Exemples d'utilisation dans le domaine des transports100
  - 3.10. Le stockage d'énergie cinétique : un assemblage de technologies en évolution103
  - 3.11. Bibliographie104
  - Chapitre 4. Stockage par air comprimé - CAES
    Jean-Jacques Hérou105
  - 4.1. Introduction105
  - 4.2. Stockages énergétiques à grande échelle106
  - 4.2.1. Intérêt et nécessité106
  - 4.3. Considérations préalables107
  - 4.3.1. Présentation et intérêt du CAES107
  - 4.3.1.1. Schéma de principe d'un CAES107
  - 4.3.1.2. Nouveaux projets110
  - 4.3.2. Aspects économiques généraux112
  - 4.4. Identification des sites potentiels113
  - 4.4.1. Cavités rocheuses113
  - 4.4.2. Cavités salines114
  - 4.4.3. Tubes en acier116
  - 4.5. Méthode de dimensionnement d'un CAES116
  - 4.5.1. Théorie générale des turbomachines116
  - 4.5.2. Volume de stockage et durée de pompage117
  - 4.5.3. Le train de compression118
  - 4.5.4. Les turbines120
  - 4.6. Ordre de grandeur des échanges énergétiques121
  - 4.6.1. Application numérique121
  - 4.6.2. Chaleur à absorber dans le cas adiabatique123
  - 4.6.3. Travail récupérable123
  - 4.7. Evaluation économique124
  - 4.7.1. Les fournisseurs d'équipements pour CAES124
  - 4.7.1.1. ALSTOM (membre du projet européen de CAES adiabatique)124
  - 4.7.1.2. Dresser-band125
  - 4.7.1.3. Man Turbo (membre du projet européen de CAES adiabatique)125
  - 4.7.2. CAES adiabatique : le projet européen et celui d'ENBW126
  - 4.7.3. Le coût global d'investissement127
  - 4.7.4. Synthèse127
  - 4.8. Les nouveaux projets de CAES prévus dans le monde mi 2008128
  - 4.8.1. CAES de grande taille128
  - 4.8.2. CAES de plus petite échelle129
  - 4.8.3. Devenir de la filière CAES dans le cadre du développement durable129
  - 4.9. Conclusion130
  - 4.10. Bibliographie130
  - Chapitre 5. Stockage hydropneumatique
    Philippe Lefèvre et Alfred Rufer133
  - 5.1. Le stockage hydropneumatique133
  - 5.1.1. Contexte et approche133
  - 5.1.2. Les travaux de l'EPFL134
  - 5.2. Le stockage hydropneumatique à l'eau136
  - 5.2.1. Concept et réalisation136
  - 5.2.2. Description d'un système complet137
  - 5.2.3. Réalisation et capacités138
  - 5.2.4. Technologie d'hydraulique sous pression à l'eau139
  - 5.3. Calcul de l'énergie maximum stockée140
  - 5.3.1. Expression de ce travail en unités courantes142
  - 5.4. Réservoirs de stockage - Capacités accessibles143
  - 5.4.1. Capacités accessibles143
  - 5.4.2. Difficultés technologiques144
  - 5.4.2.1. Régulation de puissance145
  - 5.4.2.2. Solubilité de l'air à haute pression dans l'eau147
  - 5.4.2.3. Sécurité du fait des hautes pressions147
  - 5.5. Avantages et inconvénients148
  - 5.6. Données économiques préalables149
  - 5.7. Conclusion - Perspectives150
  - 5.8. Bibliographie150
  - Chapitre 6. Stockage de l'électricité sous forme thermique à haute température
    Jacques Ruer151
  - 6.1. Résumé151
  - 6.2. Introduction152
  - 6.2.1. Densités d'énergie152
  - 6.3. Présentation du procédé THESE153
  - 6.4. Considérations thermodynamiques155
  - 6.5. Equipements165
  - 6.5.1. Installation d'ensemble165
  - 6.5.2. Turbomachines166
  - 6.5.3. Enceintes de stockage167
  - 6.5.4. Equipements auxiliaires168
  - 6.6. Critères d'optimisation du procédé169
  - 6.7. Exemples d'utilisation173
  - 6.8. Conclusion174
  - Chapitre 7. Stockage gravitaire hydraulique
    Jean-Jacques Hérou175
  - 7.1. Hydroélectricité175
  - 7.1.1. Caractéristiques175
  - 7.1.2. Disponibilité de la ressource hydrique176
  - 7.1.2.1. Mise à disposition176
  - 7.1.2.2. Parcours de la goutte d'eau176
  - 7.1.3. Nécessité de stocker de l'énergie177
  - 7.1.3.1. Répondre à la demande à tout moment : classement des besoins177
  - 7.1.3.2. Dynamique des ressources178
  - 7.1.3.3. Fil de l'eau180
  - 7.2. Stockages hydrauliques180
  - 7.2.1. Pourquoi et comment ?180
  - 7.2.2. Stocker de l'énergie via les barrages180
  - 7.2.2.1. Stockages (...) Hydraulique conventionnelle180
  - 7.2.2.2. Crues181
  - 7.2.3. Aspects économiques181
  - 7.2.3.1. Valeur de l'eau182
  - 7.2.3.2. Placements énergétiques : offres d'ajustement182
  - 7.3. Stockage hebdomadaire et/ou journalier - Hautes chutes182
  - 7.3.1. Utilisation des centrales conventionnelles182
  - 7.3.2. Systèmes réversibles (STEP)182
  - 7.3.2.1. Généralités183
  - 7.3.2.2. Outil d'adaptation au marché électrique184
  - 7.3.2.3. Historique et évolutions techniques186
  - 7.3.2.4. Transformation de centrales hydrauliques classiques en réversibles188
  - 7.3.2.5. Avancées technologiques189
  - 7.3.3. Aspects économiques192
  - 7.3.3.1. Coûts d'investissement192
  - 7.3.3.2. Coûts d'exploitation193
  - 7.3.3.3. Bilan économique global194
  - 7.3.4. Impact environnemental195
  - 7.3.5. Synthèse technico-économique des usines réversibles195
  - 7.4. Stockage semi-journalier - Basses chutes196
  - 7.4.1. Stockage via un site marémoteur196
  - 7.4.1.1. Généralités196
  - 7.4.1.2. Mers et marées197
  - 7.4.1.3. Caractérisation géographique198
  - 7.4.1.4. Limitation de l'énergie marémotrice200
  - 7.4.2. Marémotrice océanique : fonctionnement simple et double effet201
  - 7.4.2.1. Simple effet au vidage et au remplissage201
  - 7.4.2.2. Double effet203
  - 7.4.2.3. Effet Sesqui203
  - 7.4.3. Exemples de sites équipés ou en cours de réalisation204
  - 7.4.3.1. Exploitation de la Rance : utilisation d'un fleuve côtier204
  - 7.4.3.2. Nouvelle construction d'une usine : SIWHA en Corée205
  - 7.4.3.3. Doubles bassins : Canada, Nouvelle-Ecosse205
  - 7.4.4. Matériels de génération électrique utilisés206
  - 7.4.4.1. Bulbes réversibles206
  - 7.4.4.2. Hollande : reconversion d'installations207
  - 7.4.5. Nouvelles générations de systèmes en cours d'études207
  - 7.4.5.1. Bassins en pleine mer207
  - 7.4.5.2. Utilisation de l'énergie éolienne208
  - 7.4.6. Contraintes environnementales209
  - 7.4.7. Aspects économiques à considérer209
  - 7.4.7.1. Sites à un seul bassin210
  - 7.4.7.2. Sites à deux bassins210
  - 7.5. Le devenir de la filière hydroélectrique dans le cadre du développement durable211
  - 7.5.1. Besoins de stockage dans le futur211
  - 7.5.2. Réduction globale de l'effet de serre212
  - 7.5.3. S'inscrire dans le développement durable212
  - 7.5.3.1. Impacts de l'hydraulique vis-à-vis du développement durable213
  - 7.5.3.2. Complémentarités vis-à-vis d'autres ressources énergétiques215
  - 7.5.3.3. Réservoirs d'altitude216
  - 7.6. Conclusion : importance de la filière hydraulique216
  - 7.7. Bibliographie217
  - Chapitre 8. Electronique de puissance pour le stockage de l'énergie
    Jean-Paul Ferrieux, Yves Lembeye et Christophe Turpin219
  - 8.1. Introduction219
  - 8.2. Principales caractéristiques des composants électrochimiques220
  - 8.3. Structures de conversion222
  - 8.3.1. Introduction222
  - 8.3.2. Conversion non réversible224
  - 8.3.2.1. Choix d'une topologie224
  - 8.3.2.2. Convertisseurs non isolés : hacheur boost et ses variantes225
  - 8.3.2.3. Convertisseurs isolés228
  - 8.3.3. Conversion réversible231
  - 8.3.3.1. Convertisseurs réversibles en courant232
  - 8.3.3.2. Convertisseur DC/AC234
  - 8.4. Outils pour la montée en puissance237
  - 8.4.1. Associations série/parallèle de composants électrochimiques238
  - 8.4.2. Associations parallèles de convertisseurs statiques241
  - 8.5. Exemples d'architectures électriques incluant des éléments de stockage244
  - 8.5.1. Alimentations sans interruption (ASI)244
  - 8.5.1.1. Introduction244
  - 8.5.1.2. Alimentation de type « attente passive » ou off-Line245
  - 8.5.1.3. Alimentation de type « double conversion » ou on-line245
  - 8.5.2. Stockage des énergies renouvelables via l'hydrogène246
  - 8.6. Conclusion247
  - 8.7. Bibliographie248
  - Index249
Origine de la notice:
- BNF