L’institut Fraunhofer veut développer un système de stockage d’électricité sous-marin équivalent à un système de pompage-turbinage (STEP). Cette fois au fond de la mer, le concept repose sur une grande sphère de béton emprisonnant de l’eau ou de l’air sous pression.
L’institut Fraunhofer ambitionne la création d’un projet de stockage d’énergie sphérique sous-marin baptisé StEnSea. Après un premier test réussi dans le lac de Constance en Allemagne, le laboratoire prépare une expérimentation en conditions réelles au large de la Californie, en collaboration avec la start-up américaine Sperra et le fabricant d’équipements marins Pleuger Industries. Les dimensions donnent le vertige, notamment au regard de la modeste puissance et capacité de stockage (500 kW pour 400 kWh) : une sphère de 9 mètres de diamètre, 400 tonnes de béton, logée à 500 ou 600 mètres de profondeur.
Lors de la recharge, l’eau est pompée hors de la sphère, qui se remplit d’air. Durant la décharge, l’eau pénètre la sphère par gravité, chassant l’air / Schéma : Institut Fraunhoffer, traduction automatique de l’allemand par Google.
Inspiré par les stations de pompage turbinage de montagne
Le principe de StEnSea s’inspire des centrales hydroélectriques de pompage-turbinage, où l’eau est pompée vers un réservoir en hauteur pour stocker l’énergie, puis relâchée pour générer de l’électricité. Dans le projet StEnSea, ce même concept est adapté au fond marin. Concrètement, en période de surplus d’électricité, une pompe expulse l’eau de la sphère contre la pression naturelle exercée par la colonne d’eau environnante, située au-dessus d’elle. À l’inverse, lorsque l’énergie doit être déstockée, une valve s’ouvre, laissant l’eau pénétrer dans la sphère. La force de l’eau entrant fait tourner une turbine, qui génère ainsi de l’électricité.
En termes de coûts, le Fraunhofer estime que cette technologie peut devenir compétitive avec les centrales de pompage-turbinage classiques, avec un coût estimé à 4,6 centimes par kilowattheure stocké. La sphère en béton devrait avoir une durée de vie de 50 à 60 ans, bien que les pompes et turbines doivent être remplacées tous les 20 ans environ. Les rendements globaux atteignent 75 à 80 %, légèrement en deçà des centrales de pompage terrestres, mais largement suffisants pour des applications où la régularité et la sécurité de l’approvisionnement sont primordiales.
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Fraunhofer évalue le potentiel mondial de cette technologie à 817 000 gigawattheures (GWh), soit presque le double de la consommation nationale d’électricité en France. Les zones côtières telles que les côtes de Norvège, du Portugal ou encore du Japon présentent un fort potentiel de développement pour ce type de stockage, tout comme certains lacs profonds. Avec cette première expérimentation en conditions offshore, le projet StEnSea entend démontrer la viabilité d’une version élargie du prototype. Il devra ainsi valider les procédés de fabrication, d’installation et de maintenance pour des sphères de 30 mètres de diamètre capables d’emmagasiner davantage d’énergie.
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S »avoir renvoyer l’ascenseur suite Si l’on utilise une sphère en béton de 9 m de diamètre pour un poids de 400 T on a un volume de la sphère d’environ 381 m3 soit 381 tonnes de poussée d’Archimède. La sphère dans l’eau n’est pas très lourde 400 T – 381 T = 19 T. Il faut évidemment maximiser les calculs de volume intérieur et de volume extérieur de la sphère. La poussée d’Archimède s’applique sur le volume total de la sphère donc sur le volume extérieur (béton compris) En affinant les calcul on obtiendra bien une sphère très légère dans… Lire plus »
S’avoir renvoyer ascenseur… Au sujet des sphères faisant office de STEP 1) La sphère est la forme qui à dimensions égale à le plus de volume 2) La sphère est le volume qui dimensions égale à le plus de résistance en particulier à la pression 3) Toutefois même le volume d’une sphère reste limité par ses dimensions. 4) Par conséquent il faut augmenter la hauteur de la chute d’eau pour avoir un maximum de puissance générée par celle-ci 5) D’où le choix de descendre la sphère à 600 m de profondeur. Si l’intérieur de la sphère est à la pression… Lire plus »
Le génial institut fraunhofer…
L’artisan et promoteur de l’energiewiende.
On voit le résultat en Allemagne…
Un désastre !
Intéressant, un nouveau système de stockage est toujours bon à disposer, même s’il ne peut répondre à lui seul à cette problématique . Pour 1 GW, il en faudra 2000, soit les disposer dans carré contenant 45 unité par coté. Avec un espace de 5 mètres entre unité, cela fait 2000 mètre de coté, soit 4 km2. A titre de comparaison, le parc éolien de St Nazaire fait 0.48 GW répartis sur 78 km2. On pourrait donc largement les disposer dans ces parc entre les éoliennes, avec un effet récif garanti ! Je m’interroge quand même sur la corrosion en… Lire plus »
sauf que ces sphères doivent être installées très profond, au delà du plateau continental. Plus elles sont installées profond, plus elles peuvent emmagasiner d’énergie. Cela limite les zones d’implantation possibles, profondeur supérieure à 500m , pas trop éloignées des cotes, Un certain nombre de sites existent, mais ce n’est pas une solution universelle.
effectivement, j’avais oublié cette condition. Je ne connais pas bien la méca des fluide mais 1 atmosphère correspond à une colonne de 10 m d’eau. Pour des fonds à 20-30 mètres, cela exercerait une force plutôt faible correspondant des centrales de type « fil de l’eau » en terme de puissance. Ce modèle économique serait-il pour autant exclu ? Ne serait-ce pas équivalent à la centrale de la Rance (60 MW je crois) ?
Vu que l’intermittence résulte d’une absence de production électrique .Sans électricité pour produire de l’air en pression, comment feront-ils pour vider ces sphères et produire de l’électricité ?
ce système n’utilise en aucun cas de l’air sous pression, l’air n’est présent dans cet article que suite à une mauvaise traduction automatique et a des documents de versions différentes. Pour charger cette sphère en énergie on fait simplement le vide dedans à l’aide d’une pompe et c’est l’eau en pénétrant dans le sphère qui fait tourner une turbine. L’air n’était présent dans la première version du système qu’a travers un évent qui remontait à la surface dans le but d’éviter la cavitation de la pompe. Le problème de cavitation à été réglé d’une manière élégante et astucieuse et l’air… Lire plus »
Merci pour ces précisions qui m’amène forcément à en poser une autre ?…Avec quelle énergie fait-on tourner la pompe à vide ? Sans l’électricité puisqu’on parle bien de stockage ?
Faire le vide dans la sphére, c’est cela le stockage ( on pompe l’eau vers l’exterieur de la sphère) et pour déstocker on turbine l’eau qui rentre..Ce n’est pas une pompe à vide, c’est une pompe qui vide la sphère (et qui au passage fait le vide dans la sphere.
je ne comprend pas ou vous bloquez, le principe est assez basique.
Ok, vous videz la sphère avec une pompe Mais la pompe vous la faites marcher comment ? Une pompe ça fonctionne avec de l’électricité ! Mais si vous n’avez pas d’électricité , vous faites comment ? On parle bien de stockage dans cet article : « Stocker de l’électricité dans des sphères sous-marines ? Ces ingénieurs y croient« Un principe de la physique précise qu’on ne peut pas produire plus d’énergie qu’il en faut pour actionner un système quel qu’il soit. Sinon on est dans le mouvement perpétuel ! Pour la rotation de la terre, je veux bien ! Mais pour les… Lire plus »
Pour stocker l’électricité , quand on en a , on fait marcher la pompe qui vide la sphère, quand on à besoin de l’électricité qui à été stockée on remplit la sphère en passant par une turbine.
l’énergie pour vider la sphère est importante car la pression extérieure est élevée, l’énergie récupérée pour remplir la sphère l’est tout autant.
la puissance dépend du débit massique et de la différence de pression que ce soit pour le remplissage ou pour la vidange
« Pour stocker l’électricité , quand on en a ?? « Si l’électricité sert à vider les sphères juste quand on possède une source électrique, j’ai peur que le volume des phères ne soit l’élément limitant le stock ! Quel devra être le volume des sphères pour qu’elles puissent restituer pendant une heure 100 kw/h ? « la puissance dépend du débit massique et de la différence de pression que ce soit pour le remplissage ou pour la vidange » En fait,si je traduis votre réflexion, ça veut dire que suivant la puissance et le temps de réponse électrique souhaité, le volume de… Lire plus »
Dans ce cas trivial, l’énergie pouvant être stockée est P (pression en pascal)* V (volume en m3)= Energie en Joules. Pour la puissance, c’est sans surprise P (pression en Pa)*D(débit volumique m3/s) = P (puissance en watt). les hypothèses de calcul sont : eau fluide incompressible, pression constante au niveau du stockage Aucun gaz dans la sphère. Je suis assez étonné, vu votre grand intérêt pour les systèmes de stockage, que vous ne connaissiez pas ces formules de base.. cela se calcule exactement comme pour un barrage à niveau constant. je vous laisse faire l’application numérique. ( vous avez une… Lire plus »
« Je suis assez étonné, vu votre grand intérêt pour les systèmes de stockage, que vous ne connaissiez pas ces formules de base.. cela se calcule exactement comme pour un barrage à niveau constant. je vous laisse faire l’application numérique » Vous avez raison ! Pour ce qui me concerne je m’intéresse plus à la technique qu’aux chiffres qui pour moi ne deviennent importants que lorsqu’on qu’on veut passer aux actes et dimensionner le volume d’un stock par rapport à un besoin ciblé ? Encore que pour faire des calculs faudrait-il connaitre le volume des sphères, et la profondeur à laquelle elles… Lire plus »
« je ne vois toujours pas comment en l’absence d’électricité pour faire fonctionner les pompes »
Si on stocke l’électricité grâce à ces sphères, c’est bien qu’on en a ?!
Je ne comprend pas du tout votre remarque récurrente (à part que vous avez inventé mieux, mais franchement, j’ai la flemme de me fader votre historique pour lire les propos sur une énième invention géniale pour stocker l’énergie développée sur un coin de table)…
Plutôt que d’imaginer, estimer, lisez l’article ou un bon nombre de réponses à vos interrogations sont données et calculez les ordres de grandeur !
Vous m’avez dit il n’y a pas si longtemps que les formules, c’est pas compliqué, on les trouve sur internet !
N’importe quoi comme toujours. Il n’existe pas de moyen efficace de stocker de l’électricité à grande échelle. Même les step classiques ont en fait une autonomie assez limitée. La seule technologie de production d’électricité verte en continu est le nucléaire.
à propos c’est la panique en ce moment en Allemagne, l’électricité grimpe à 400 voire 800€/mwh tous les jours vers 18h. Heureusement edf est là pour leur envoyer notre électricité nucléaire à fond les interconnexions.
Le nucléaire n’est pas une énergie verte.
C’est une énergie très fortement décarbonée, mais pas verte. L’uranium est une ressource limitée (qui se compte quand-même en (dizaines de) milliers d’années si on comptabilise l’uranium dissous dans l’eau de mer). Et si on y ajoute le thorium, on a plusieurs milliers d’années devant nous, … mais après ??? Le nucléaire reste une énergie fossile, mais de très longue durée contrairement au pétrole et au gaz.
Pas fossile mais seulement basée sur un stock non renouvelable, même s’il est énorme.
Fossile = fabriquée en décomposant de la matière vivante, donc à base de carbone. C’est non renouvelable à l’échelle de l’humanité mais dans plusieurs centaines de millions d’années peut être qu’une créature va tomber sur un gros gisement de pétrole ou charbon et se dira que c’est génial car il aura juste à le brûler pour faire fonctionner une machine….
Bon, je veux bien accepter votre définition.
Dans mon cas j’utilisais le terme « fossile » comme on utilise le terme de « champ magnétique fossile » en géologie pour parler du magnétisme emprisonné dans de vieilles roches (exemple : sur la planète Mars, dont le champ magnétique actif du noyau a disparu, il n’y reste plus que du magnétisme fossile dans les roches).
Bien sur Maitre Karim, neutron rapide parmi les neutrons rapides, fondateur de l’ordre du gros rayonnement beta, loué soit l’EPR, vous avez raison !
Cependant que dire à ces mécréants d’australiens qui se fourvoient en installant chaque mois plus d’un GWh de batteries ayant une efficacité de plus de 90 % ?
Comment saint Tchernobyl et saint Fukushima peuvent ils laisser faire une telle aberration ?
Comment garder la foi dans le saint EPR face à ces réalisations des vils adorateurs du soleil ?
A ceux qui idolâtres l’Australie, je conseillerais de (re)lire l’article de Wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_en_Australie. Effectivement ils sont exemplaires, comme la Norvège, dans leur impact climatique mondial, pour une population moitié de la France! Et avec une consommation électrique de plus de 600GWh en moyenne par jour, pas sûr qu’installer 1GWh par mois de batteries suffise à l’avenir. Sur 20ans ca fait à peine une demi journée moyenne de consommation, et il faudra probablement commencer à tout renouveler. Or il arrive, comme on vient de le subir, qu’il y ait une période de misère renouvelable (solaire et éolien) dépassant 10jours… Mais vous… Lire plus »
oui c’est à peu prés cela, sur la durée de construction d’un EPR ils auront décarboné leur énergie à plus de 80 %.
La France , avec une énergie primaire encore à plus de 50 % fossile risque de se retrouver assez rapidement à la traine, la fable du lapin et de la tortue s’applique assez bien à nous !
Moralité, il vaut mieux y aller lentement et sûrement avec un gros EPR que se dépêcher à installer des EnR?!?