Démonstration du stockage d’électricité au niveau commercial en utilisant des nouvelles et des batteries d’automobiles au lithium-ion transformées

Promoteur principal : Electrovaya
Contribution du FEP : 3,66 millions $
Total du projet : 7,6 millions $
Secteur stratégique : Stockage d’électricité

Contexte du projet

Le stockage d’électricité est de plus en plus reconnu comme un élément essentiel du réseau d’électricité de l’avenir. Le stockage efficace d’électricité jouerait un rôle clé dans la gestion de sources d’énergie renouvelables variables et intermittentes tout en permettant l’intégration de davantage de sources renouvelables d’énergie au réseau. De plus, le stockage permettrait de conserver l’énergie renouvelable excédentaire aux moments de faible demande et efficacement en faire appel aux moments de forte demande. L’exploitation du stockage d’électricité au niveau commercial pour répondre à la demande en période de pointe dans des centres urbains tels que Toronto et Ottawa pourrait reporter la nécessité des projets de modernisation de postes électriques, de prolongement des lignes de transport ou de capacité nouvelle de production.

À l’échelle mondiale, la mise en œuvre de technologies de stockage d’énergie au niveau commercial ne fait que commencer. L’évolution des technologies de stockage d’énergie à batteries sur la voie d’une meilleure économie, une densité énergétique supérieure, une fiabilité accrue, une vie utile plus longue et plus de sécurité constitue l’objet principal de concentration de l’industrie. À cette fin, l’entreprise Electrovaya a proposé le projet « Démonstration du stockage d’électricité au niveau commercial en utilisant des nouvelles et des batteries d’automobiles au lithium-ion transformées » pour financement. Le projet a reçu 3,7 M$ du Fonds pour l’énergie propre (FEP) pour la démonstration de la capacité, la polyvalence et l’économie du stockage d’électricité au niveau commercial fondé sur la technologie modulaire de batteries au lithium-ion polymère.

Résultats

La phase I du projet a consisté en la conception, la fabrication et la mise à l’essai d’un système de stockage d’énergie par batterie (SSEB) au lithium-ion SuperPolymer® 2.0. Un conteneur créé sur mesure (semblable à une semi-remorque) héberge le système et mesure environ 4 x 3 x 14 mètres (13 x 10 x 46 pi). Il a été divisé en plusieurs compartiments, dont le compartiment réservé aux batteries qui hébergent environ 5 000 éléments de batterie lithium-ion individuels (pour une capacité totale de 150 kW). Les autres compartiments (commande, électrique et CVC) hébergent les autres éléments du système, notamment le disjoncteur de courant continu, l’appareillage de connexion, le transformateur, etc.  Puisque le système est prévu pour un quartier urbain, il a fait l’objet d’une validation de concept rigoureuse et il a fallu mettre à niveau des composants tels que le système de gestion des batteries, des modules et des éléments ainsi que le système de gestion thermique et de refroidissement afin de prévenir des risques d’incendie et de sécurité. Une fois terminé, le SSEB a été entièrement mis à l’essai avant d’être transporté au campus de l’Université Ryerson au centre-ville de Toronto et ensuite, raccordé au réseau au moyen de fils aériens. On procède actuellement à la mise à l’essai du SSEB dans des conditions réelles pour démontrer sa capacité de stockage d’électricité hors pointe et d’approvisionnement d’énergie de grande qualité sur demande.

Lors de la phase II du projet, le Manitoba HVDC Research Centre (MHRC), une division de Manitoba Hydro International Ltd. et partenaire d’Electrovaya, a réussi à élaborer et à mettre à l’essai un prototype de système à batterie de niveau commercial dans ses installations de laboratoire, composé de cinq batteries automobiles au lithium-ion de seconde vie qui ont été raccordées indépendamment à des convertisseurs CC-CC. Les convertisseurs CC-CC ont été raccordés à une barre omnibus, laquelle a été raccordée ensuite au réseau au moyen d’un convertisseur de source de tension (VSC). Un système de commande principal gérait la charge et la décharge de chacune des batteries au moyen des convertisseurs CC-CC. Ensuite, l’ensemble du système à batteries a été raccordé parallèlement avec une petite génératrice au diésel (18 kW) et un banc de charge programmable, formant effectivement un microréseau. Le prototype de microréseau a permis la mise à l’essai et la validation de méthodes qui optimisent la consommation de carburant diésel et réduisent les émissions provenant de réseaux îlotés (qui combinent le diésel, des sources d’énergie renouvelables et le stockage). Le système était entièrement fonctionnel dans les installations de laboratoire du MHRC.

Avantages pour le Canada

Les avancements dans les technologies de stockage d’énergie à batteries pour répondre à la demande d’électricité en période de pointe dans les centres urbains ou pour transformer des batteries automobiles pour application commerciale seront avantageux non seulement pour l’industrie des batteries au Canada, mais également pour d’autres industries où le stockage d’énergie joue un rôle important.

Prochaines étapes

Electrovaya poursuivra le développement de sa technologie de batterie et l’élaboration de systèmes de gestion de batteries à un niveau commercial. Manitoba Hydro, Toronto Hydro, Hydro One et l’Université Ryerson poursuivront la recherche et l’évaluation de nouvelles solutions en matière de stockage d’énergie.

Pour en savoir davantage

• Rapport public : Démonstration du stockage d’électricité au niveau commercial en utilisant des nouvelles et des batteries d’automobiles au lithium-ion transformées