Stockage batterie haute tension : le projet KV-BATT révolutionne l’énergie

Le secteur du stockage d’énergie est sur le point de vivre une transformation majeure grâce au projet de recherche allemand KV-BATT. Ce programme innovant teste des systèmes de batterie fonctionnant à des tensions extraordinairement élevées, de 10 000 à 20 000 volts, soit dix à vingt fois supérieures aux standards actuels. Cette approche radicale pourrait considérablement améliorer l’efficacité des systèmes de stockage d’énergie à grande échelle.

Le défi des pertes d’énergie dans les systèmes de batterie

Martin Kiel, professeur en énergies renouvelables à l’école supérieure de Dortmund, explique la nécessité de cette innovation : « Nous devons augmenter la tension ! » Dans les grands systèmes de stockage, où des milliers de cellules de batterie sont interconnectées, les tensions conventionnelles d’environ 1 000 volts deviennent insuffisantes. Le problème fondamental réside dans la physique électrique : selon la formule P/U = I (puissance divisée par tension égale intensité du courant), de fortes puissances génèrent des courants extrêmement élevés sous basse tension, entraînant d’importantes pertes par résistance.

Ces pertes se manifestent sous forme de chaleur et réduisent considérablement l’efficacité globale du système. Pour en savoir plus sur les principes fondamentaux du stockage d’énergie, consultez les ressources du Department of Energy américain.

La solution : augmenter la tension pour réduire les pertes

L’approche du projet KV-BATT repose sur une augmentation drastique de la tension de fonctionnement. En élevant la tension d’un facteur 10 à 20, les courants nécessaires pour une même puissance deviennent significativement plus faibles. Cette réduction du courant entraîne directement une diminution des pertes par résistance, améliorant ainsi l’efficacité énergétique globale du système.

Pendant les deux premières années du projet, l’équipe de recherche a non seulement réalisé des calculs théoriques approfondis mais a également développé un module de stockage modulaire spécialement conçu pour résister à ces tensions extrêmes. Ce prototype a été testé avec succès en laboratoire haute tension dans diverses conditions environnementales.

Avantages supplémentaires de la haute tension

Au-delà de la réduction directe des pertes par résistance, l’équipe a identifié plusieurs avantages supplémentaires :

• Réduction de la production de chaleur, diminuant les besoins en refroidissement
• Baisse de la consommation énergétique interne du système
• Élimination du besoin de refroidissement actif
• Design plus compact que les systèmes traditionnels
• Fonctionnement quasi sans maintenance

Test en conditions réelles à Ense

La phase de test pratique est désormais lancée dans la commune d’Ense, en région du Sauerland. En collaboration avec les services municipaux Ense Werke et les entreprises AEG Power Solutions et Weissgerber Engineering, un laboratoire réel est en construction avec deux unités de stockage distinctes.

La première unité fonctionnera à la tension conventionnelle de 1 000 volts, tandis que la seconde opérera entre 10 000 et 20 000 volts. Cette configuration permettra des comparaisons directes et l’observation de plusieurs paramètres critiques sous conditions réelles. Pour comprendre l’importance des tests en conditions réelles, le Fraunhofer Institute propose des ressources complémentaires sur les technologies énergétiques.

Objectifs du test pratique

Martin Kiel précise les objectifs de cette phase de test : « Nous verrons alors non seulement des pertes moindres, mais nous pourrons aussi, dans des conditions réelles, observer comment la haute tension influence la durée de vie des batteries, et comment un bon système de surveillance des batteries peut améliorer l’équilibre entre les cellules individuelles. »

Perspectives et brevets

Parallèlement aux tests pratiques, la procédure de brevet européen est en cours. L’équipe de recherche se montre confiante quant au potentiel révolutionnaire de cette approche. Si les résultats confirment les attentes, cette technologie pourrait transformer fondamentalement la conception des systèmes de stockage d’énergie à grande échelle, avec des implications majeures pour les réseaux électriques et les énergies renouvelables.

Cette innovation arrive à un moment crucial où le International Renewable Energy Agency souligne l’importance croissante du stockage d’énergie pour la transition énergétique mondiale.