Fort Carson, une installation de l'armée au sud de Colorado Springs, dans le Colorado, devrait recevoir une nouvelle batterie de très grande taille. L'inauguration du nouveau système de stockage d'énergie est prévue pour cet automne, et l'entrepreneur derrière lui, Lockheed Martin, dit que cela pourrait prendre environ huit ou neuf mois pour le construire.
La batterie pourra produire un mégawatt d'électricité pendant 10 heures, ce qui signifie qu'il s'agit d'un appareil de 10 mégawattheures. Mais cette batterie est très différente du type de batterie qui se trouve dans votre téléphone portable, votre ordinateur portable ou votre véhicule électrique. Ce n'est pas une batterie lithium-ion. C'est une batterie à flux redox.
Dans un communiqué de presse, Lockheed Martin qualifie le projet de "premier système de stockage d'énergie de longue durée à l'échelle du mégawatt pour le département américain de la Défense (DoD)". Voici ce qu'il faut savoir sur le projet Fort Carson et les dispositifs de stockage d'énergie appelés batteries à flux.
"[The] DOD est soucieux de garantir que les missions critiques, exploitées à partir d'installations fixes, puissent continuer à fonctionner si le réseau tombe en panne pendant de longues périodes", Roger Jenkins, directeur du développement commercial de GridStar Flow chez Lockheed Martin Missiles and Fire Control , a déclaré lors d'un point de presse plus tôt cette semaine. Cela pourrait être dû à "un événement météorologique, comme nous l'avons vu au Texas, ou à une sorte de piratage par des acteurs hostiles".
Dans ce cas, Fort Carson dispose déjà d'un stockage de batterie, grâce à un système de batterie lithium-ion. Il dispose également d'un réseau de panneaux solaires sur une ancienne décharge qui peut produire 2 mégawatts de jus. "Et ils ont un plan pour construire un plus grand panneau solaire qui sera mis en ligne assez près du moment où cette batterie sera mise en ligne", a déclaré Jenkins. Le nouveau système de batterie à flux viendra s'ajouter à cette technologie existante.
Premièrement, il est logique de considérer les batteries lithium-ion qui vivent à l'intérieur d'un appareil comme un smartphone ou une voiture électrique. Ces types de batteries ont tendance à alimenter des appareils où l'espace est limité, de sorte que les cellules de la batterie doivent être petites.
Les batteries lithium-ion ont quelques composants de base. Ils ont une anode, une cathode et un électrolyte liquide à l'intérieur. Les ions lithium font des allers-retours dans cet électrolyte. Lorsque la batterie est chargée, les électrons se rassemblent à une extrémité de la batterie, l'anode, ainsi que les ions lithium. Lorsque la batterie alimente quelque chose, les électrons circulent à travers le circuit, tandis que les ions lithium passent de l'autre côté, qui est la cathode. (Voici une animation, avec la cathode illustrée à gauche.) Un séparateur dans l'électrolyte, comme son nom l'indique, maintient les deux côtés séparés, bien que les ions lithium puissent le traverser. De nombreuses batteries lithium-ion sont constituées de petites cellules qui peuvent avoir la forme de cylindres ou de poches.
Pendant ce temps, une batterie à flux est vraiment grosse. En fait, il se compose de grands réservoirs d'électrolytes liquides. "Contrairement à de nombreuses batteries, une batterie à flux redox est construite avec des électrolytes fluides", explique Levi Thompson, doyen du College of Engineering de l'Université du Delaware, ainsi que professeur de génie chimique. "La plupart des batteries ont des [électrolytes] fixes ou fixes." Dans une batterie lithium-ion, l'électrolyte liquide ne circule nulle part, c'est juste un moyen pour les ions lithium de circuler dans les deux sens.
Avec une batterie à flux, "parce que ça coule, et que ces réservoirs vont être énormes, vous pouvez en fait stocker beaucoup d'énergie", ajoute-t-il. "Pour beaucoup de ces installations, il n'y a pas vraiment de contrainte ou de limitation foncière - ce n'est pas comme une batterie de voiture, où vous avez une quantité limitée de biens immobiliers."
C'est pourquoi une installation militaire spacieuse dans le Colorado, par exemple, peut être un bon endroit pour une batterie à flux.
Avec une batterie à flux Lockheed Martin, l'énergie est générée dans de grands boîtiers, ou modules d'alimentation, qui contiennent chacun quatre blocs d'alimentation. Les électrolytes liquides (qui sont stockés dans les réservoirs) traversent de nombreuses cellules électrochimiques dans ces empilements, traversent des membranes qui les maintiennent séparés mais permettent aux ions de passer à travers.
Avec ses grands réservoirs et ses électrolytes fluides et le besoin de grands espaces ouverts, une batterie à flux ne va pas alimenter de sitôt un véhicule électrique ou un ordinateur portable, mais ils ont leurs avantages. "La chose la plus importante, je pense, est le coût", déclare Thompson. "Il est possible de stocker de l'énergie à un coût bien inférieur à celui d'une batterie lithium-ion."
Un autre avantage est qu'il durera théoriquement plus longtemps que la concurrence. "Elle effectuera plus de cycles qu'une batterie lithium-ion", déclare Thompson, qui note également qu'elle peut être rajeunie en cas de besoin si elle commence à se dégrader.
En fin de compte, Thompson dit que des batteries comme celle-ci pourraient convenir aux situations où quelqu'un veut stocker l'énergie du réseau, peut-être l'énergie produite par des panneaux solaires, qui ne produisent du jus que lorsque le soleil brille. "Il y a une réelle opportunité là-bas, si nous recherchons un stockage d'énergie cyclable à faible coût", dit-il. "Je pense qu'ils sont peut-être la solution la plus intéressante, à long terme [pour le stockage en réseau]."
Lorsque la batterie à flux de Fort Carson sera terminée, Lockheed Martin dit qu'ils prévoient de passer environ deux ans à la tester. Regardez une vidéo sur le système en général, ci-dessous.
