L’intégration croissante dans le réseau électrique de capacités de production d’électricité non-pilotables conduit à des risques importants de ne plus parvenir à assurer la stabilité de ce réseau. Et ce point difficile devient crucial dans les réseaux de petite taille, et isolés, comme ceux des îles, compromettant leur capacité à produire une proportion significative d’énergie renouvelable. Une start-up espagnole propose une technologie de stockage d’énergie dite « hybride » permettant d’assurer la qualité et la stabilité requises du réseau, en bénéficiant des avantages combinés de supercondensateurs et de batteries lithium-ion.

Les Îles Canaries sont ce petit archipel situé au large du Maroc, qui forme l’une des dix-sept communautés autonomes d’Espagne. Elles sont peuplées de 2,2 millions d’habitants, répartis sur une superficie de 7 400 km2, soit l’ordre de grandeur de celle d’un département français. L’Espagne s’est fixé des objectifs volontaristes concernant la transition énergétique, et prévoit en particulier que la puissance installée en termes de stockage d’énergie passe de 8,3 GW en 2021 à 20 GW d’ici à 2030.

Les Canaries sont tenues à participer à l’atteinte de ces objectifs, en occupant néanmoins une place toute particulière. En effet, les réseaux électriques insulaires sont plus petits, et isolés, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas, ou peu, interconnectés. Dans ces conditions, les contraintes portant sur le stockage d’électricité sont accrues pour assurer la stabilité du réseau, et notamment lorsqu’il s’agit d’accommoder une proportion importante de capacités de production non pilotables.

À lire aussi Des matériaux anciens pour le système de stockage de l’électricité de demain ?

Les promesses d’un système hybrides pour assurer la stabilité du réseau

C’est dans ce contexte qu’a été développé le projet ViSync. Ce dernier met en œuvre une technologie dite de stockage hybride, basée d’une part sur des batteries lithium-ion et d’autre part sur des supercondensateurs. Cette synergie est d’un grand intérêt, car elle combine des technologies qui disposent de vitesses de réaction différentes pour fournir la puissance électrique nécessaire à l’équilibre du réseau. Cet équilibre, en effet, nécessite de mettre en place des moyens d’assurer des puissances très importantes sur des périodes très courtes (inférieures à la seconde, ou de quelques minutes), et des puissances moins importantes, mais sur des durées plus longues (jusqu’à quelques heures).

Les supercondensateurs sont capables de répondre aux besoins très rapidement, mais ils ne disposent pas d’une grande capacité de stockage d’énergie. Et c’est là qu’interviennent les batteries, pour des besoins plus importants en énergie, mais avec une plus faible réactivité. Cette architecture permet de ne pas avoir à surdimensionner en puissance le système de batteries, tout en préservant leur durée de vie.
Un autre atout du projet ViSync est d’être doté de systèmes de pilotage dit « grid-forming » (que l’on peut traduire par « formateur de réseau », ou par « autonome »). Ce type de système est capable d’assurer les bonnes caractéristiques du réseau (tension, fréquence), en l’absence d’alternateurs de centrales thermiques classiques, et de ne plus seulement être passif (« grid-following »).

L’optimisation d’ensemble du système permet en principe de couvrir les besoins de stabilisation du réseau électrique, et ce même lorsqu’il comporte une importante proportion de sources d’énergie non pilotables dans un réseau de petite taille non interconnecté. Et c’est pour démontrer cette technologie qu’a été conçu le projet dans les Îles Canaries.

À lire aussi Les 3 plus grands sites de stockage d’électricité du monde

Une collaboration large entre de nombreux partenaires

Le projet ViSync est en effet un projet pilote. Il profite du retour d’expérience de projets précédents à plus petite échelle, et qui visaient également à pouvoir fournir des puissances importantes avec une très grande réactivité. Par exemple, le projet RES+, en Espagne, ou encore le projet INERTIA+, au Royaume-Uni, pouvant fournir très rapidement 5 MW de puissance, et pouvant stocker 38,88 MJ (soit environ 10 kWh).

L’installation sera connectée au réseau de transport haute tension commun aux îles de Lanzarote et de Fuerteventura, à l’est de l’archipel, plus précisément au niveau de la sous-station de 66 kV de Mácher (Lanzarote). Le système sera doté d’une puissance-crête de 16 MW (18.8 MVA de puissance apparente maximale) et d’une capacité de stockage 3,45 MWh.

Le projet s’articule autour d’un partenariat regroupant un grand nombre de partenaires. En premier lieu, le concepteur du système : la société Hybrid Energy Storage Solution (HESStec), une start-up espagnole. Vient ensuite Elewit, la plate-forme technologique de l’opérateur réseau Redeia (Red Eléctrica de España), qui a investi dans HESStec notamment pour soutenir le projet ViSync. D’autres sociétés sont impliquées : CEN Solutions, S2 Grupo et CERE. Le projet est en outre subventionné par l’ERHA PERTE, un programme stratégique de l’État espagnol destiné à développer les technologies renouvelables, l’hydrogène vert, et le stockage d’énergie.