Le conglomérat japonais, Sumitomo Electric Industries a annoncé récemment avoir terminé la réalisation d'un système de génération et de stockage d'électricité (1 MW) sur les lieux de Yokohama Works, situés à 30 km au sud de Tokyo, au Japon. Le système qui est entré en fonctionnement comprend un accumulateur 'redox-flow' et des unités photovoltaïques à concentration (CPV), les plus puissantes du Japon. Pour la mise au point de ce système, la société a coopéré avec Nissin Electric, Sumitomo Densetsu et Meidensha Corporation dans leurs domaines techniques respectifs.
La mise sur le marché d'une énergie renouvelable intermittente, telle que le solaire ou l'éolien, nécessite l'utilisation d'accumulateur et le type 'redox-flow' aiderait à stabiliser l'offre d'électricité, contribuant ainsi à diminuer les coupures de courant sur l'archipel. Le système se compose de 28 unités CPV, (puissance totale : 200 kW) et d'un accumulateur redox-flow (capacité : 1 MW x 5 heures), qui fonctionnent respectivement comme sources d'énergie renouvelable et installation de stockage de l'électricité produite par les unités CPV.
L'accumulateur redox-flow est une batterie de stockage qui se compose d'un compartiment cellule de charge / décharge et d'un réservoir rempli d'électrolyte d'ions de métal. Il se charge / décharge grâce à la réaction d'oxydoréduction du vanadium et d'autres ions. L'accumulateur posséderait une grande longévité, les électrodes et l'électrolyte n'étant pas sujets à détérioration même après des opérations répétées de charge / décharge. Par ailleurs, son entretien serait aussi facilité car l'accumulateur utiliserait le même électrolyte dans la cathode que dans l'anode. Il offrirait également une plus grande sécurité car il ne nécessiterait aucune substance combustible et fonctionnerait à des températures ambiantes. Selon ses concepteurs, cet accumulateur conviendrait à des opérations de charge / décharge irrégulières en raison de ses capacités de surveillance et de contrôle précis. Ces caractéristiques feraient donc de cet accumulateur redox-flow une batterie de stockage optimale pour l'utilisation efficace d'énergie renouvelable et du surplus d'électricité produit.
L'Unité photovoltaïque à concentration (CPV) est un système photovoltaïque qui convertit les rayons solaires concentrés par une lentille en électricité à l'aide de petites cellules photovoltaïques. Grâce à ces dernières qui sont fabriquées à partir d'un matériau composite semi-conducteur spécial, un panneau CPV possède une efficacité de génération d'électricité deux fois supérieure à celle d'un panneau solaire au silicium actuellement sur le marché. Les panneaux concentrateurs peuvent être installés en position surélevée, permettant d'utiliser l'espace qui se trouve en dessous.
Relié aux réseaux électriques commerciaux externes, le système peut également stocker de l'électricité fournie par les entreprises productrices d'électricité durant la nuit. Ce système utilise un système de gestion de l'électricité qui surveille la quantité d'électricité générée par les unités CPV, le stockage par l'accumulateur et la consommation, et qui entrepose les données des mesures dans le serveur central.
Le système de gestion d'énergie surveille et gère l'intégralité du flux d'énergie, y compris l'électricité fournie par 28 unités CPV et les réseaux électriques commerciaux, l'accumulateur redox-flow et la consommation d'électricité d'un bureau ou d'une usine. Les données obtenues sont envoyées au serveur central de contrôle via des réseaux de communication optiques et contrôlées collectivement. La société prévoit d'utiliser ce système dans le cadre du test de démonstration du système de gestion de centrale d'énergie, dans lequel les générateurs d'électricité à moteur à gaz existants sont connectés à l'accumulateur redox-flow et aux unités CPV afin d'obtenir un équilibre optimal entre l'offre et la demande d'électricité et un contrôle de la demande en électricité au sein de la Works.
- Le système devra équilibrer la consommation d'électricité (contrôle de la demande maximum de 1 MW), contribuant ainsi à atténuer la forte pénurie d'électricité au Japon.
- Le système doit permettre de délivrer une offre stable d'électricité selon les prévisions établies en associant un accumulateur 'redox-flow' à des générateurs d'électricité solaire. Cette amélioration donnera plus de valeur à la production d'électricité solaire, qui dépend de la météo, et accélèrera la mise sur le marché de cette source naturelle d'électricité.
- Le système contrôlera la quantité d'électricité déchargée de l'accumulateur selon les charges électriques de façon à stabiliser la consommation, ce qui minimisera la dépendance vis-à-vis des centrales électriques.
- Le système équilibrera les fluctuations dans la production d'énergie solaire en chargeant/déchargeant l'accumulateur, diminuant ainsi la dépendance vis-à-vis de la génération d'électricité thermique et augmentant la taille des générateurs d'électricité solaire connectés.
Par ailleurs, Sumitomo Electric envisage également de débuter le test de démonstration d'un système de gestion de centrale d'énergie, qui associe les générateurs d'électricité à moteur à gaz existants à l'accumulateur redox-flow et aux unités CPV afin de former un système de gestion optimal pouvant contrôler l'ensemble du flux d'énergie dans la Yokohama Works. La société va coopérer avec Meidensha Corporation pour la démonstration, qui constituera la première tentative dans le cadre du Projet Yokohama, ville intelligente (Yokohama Smart City Project), l'un des projets 2012 d'énergie prochaine génération et de démonstration de système social à l'initiative du Ministère de l'économie, du commerce et de l'industrie (MECI).
Sumitomo Electric prévoit de mettre ces systèmes en pratique, particulièrement pour les gros consommateurs d'électricité comme les usines et les installations commerciales, dans le but de promouvoir l'utilisation de sources d'énergie renouvelable et une consommation d'énergie plus efficace. La société, qui prévoit une commercialisation durant l'exercice 2013 continue d'œuvrer à la réduction du coût et à d'autres améliorations du système.
