Les usines peuvent intégrer des systèmes de stockage d'énergie afin de gérer leurs coûts, garantir un approvisionnement énergétique constant et répondre aux exigences de durabilité. Parmi les nombreux systèmes de stockage d'énergie, les batteries au phosphate de fer et de lithium (LFP) sont privilégiées en raison de leur sécurité, de leur longue durée de cycle et de leur plage de température de fonctionnement. Toutefois, il existe de nombreuses batteries LFP, et l'intégration du système de stockage d'énergie LFP le plus adapté nécessite une compréhension des besoins spécifiques de l'usine, des caractéristiques des produits et des offres des fournisseurs. Ce qui suit présente les cadres les plus pertinents pour les usines.

1. Commencer par une évaluation claire des besoins énergétiques de l'usine

Avant de sélectionner un système de stockage d'énergie LFP, il est fondamental que l'usine évalue ses objectifs énergétiques principaux. C'est le point le plus important pour déterminer les spécifications de configuration du système.

Définir les scénarios d'application principaux : choisir l'application du système en tant que délestage (réduction des coûts d'électricité pendant les heures de pointe), alimentation de secours (permettre aux équipements critiques de fonctionner sans interruption), participation à une centrale électrique virtuelle (VPP) (générer des revenus supplémentaires grâce à la régulation du réseau) ou gestion du déséquilibre triphasé (amélioration de la qualité de l'alimentation électrique). Dans chacun de ces cas, le dimensionnement du produit doit être adapté en fonction de la capacité et de la rapidité de réponse. Dans les cas d'alimentation de secours, les systèmes sont conçus avec une capacité de commutation rapide, tandis que le délestage exige des systèmes conçus avec une grande capacité et une haute efficacité de cycle.

Déduire des paramètres énergétiques spécifiques : Déterminer la puissance du système (kW) et la capacité de stockage d'énergie (kWh) en fonction du profil d'utilisation enregistré. Par exemple, prenons une usine dont la consommation électrique maximale quotidienne est de 500 kW et où l'écart de prix entre les heures creuses et les heures de pointe est de 0,15 $/kWh. Elle réaliserait des économies significatives avec un système LFP de 200 kW/800 kWh.

Prévoir la conception pour une évolution future : Les usines intègrent de nouvelles sources d'énergie (comme des panneaux solaires sur site) et étendent leur production ; les besoins accrus en énergie ainsi que les nouvelles sources doivent déjà être pris en compte grâce à des produits LFP conçus pour être évolutifs. Cela permet de mettre à niveau le système au lieu de le remplacer entièrement, réduisant ainsi les coûts à long terme.

2. Analyser les indicateurs de performance des produits LFP

Différents produits de stockage d'énergie LFP influencent l'efficacité opérationnelle et la durée de service. Chaque usine devrait se concentrer sur trois indicateurs principaux :

Durée de vie en cycles et taux de dégradation : les produits LFP de qualité offrent une durée de vie de 3 000 à 6 000 cycles (à 80 % de profondeur de décharge, DoD) et une dégradation annuelle inférieure à 2 %. Prenons par exemple les produits LFP de quatrième génération (comme ceux de fournisseurs expérimentés), qui fonctionnent de manière optimale grâce à des matériaux d'électrode améliorés et offrent une durée de vie en cycles supérieure à 5 000 cycles ; cela signifie que les batteries LFP fonctionneront en toute sécurité pendant 10 à 15 ans.

Performance en matière de sécurité. La sécurité est indispensable pour le stockage d'énergie en usine et doit être prioritaire. Privilégiez les produits dotés de mécanismes de protection multicouches, tels que la protection contre la surcharge/la décharge excessive, la protection contre les courts-circuits et la prévention de l'emballement thermique. Contrairement à d'autres types de lithium-ion, la chimie LFP est relativement plus stable thermiquement, mais un système de gestion sophistiqué (BMS) permet de minimiser les risques d'incendie ou d'explosion.

Efficacité énergétique. Le rendement énergétique aller-retour (RTE) du système LFP doit être supérieur à 85 %. Plus le RTE est élevé, plus les pertes d'énergie sont faibles. Pour une usine utilisant 10 000 kWh d'énergie stockée chaque mois, une augmentation du RTE de 85 % à 90 % permet d'économiser 500 kWh par an.

L'expertise et les connaissances approfondies du fournisseur sont essentielles pour le déploiement d'un projet de stockage d'énergie LFP. Il est donc crucial que les usines n'établissent pas de contrats ou de partenariats avec des fournisseurs axés uniquement sur le stockage d'énergie grand public ou à petite échelle, mais qu'elles privilégient ceux qui ont démontré une spécialisation dans le domaine industriel et commercial (C&I).

Évaluer l'expérience et l'évolution des produits : Rechercher des fournisseurs ayant au moins dix ans d'expérience dans le domaine du stockage d'énergie commercial et industriel (C&I). Les fournisseurs qui innoveront dans le stockage d'énergie depuis la fin des années 2000 et qui auront réalisé des itérations ou mises à jour de produits jusqu'à la quatrième génération sont susceptibles de bien connaître les problèmes rencontrés en usine, notamment le fonctionnement dans des environnements industriels difficiles (hautes températures, poussières) et l'intégration complexe avec les réseaux électriques industriels.

Évaluer la personnalisation : En matière de consommation d'énergie, les usines sont différentes les unes des autres et les solutions préconstruites ou prêtes à l'emploi sont peu susceptibles de suffire. Les meilleurs fournisseurs peuvent développer des solutions énergétiques complètes sur mesure, incluant la conception du système, l'installation et la maintenance post-exploitation. Des fournisseurs expérimentés sont nécessaires, car l'usine améliorée avec des systèmes hybrides LFP intégrant des supercondensateurs n'est pas une offre courante.

Évaluer le support client fourni après-vente : Étant donné que les systèmes de stockage d'énergie LFP impliquent la performance des batteries (mises à jour logicielles du BMS et contrôles d'état), une maintenance régulière est nécessaire. À cet égard, la documentation relative à la maintenance devrait inclure un support technique 24/7, des services de maintenance sur site et une documentation complète de garantie (par exemple, garantie - 5 ans sur le produit, performance garantie - 2 000 cycles).

5. Vérifier l'intégration avec l'infrastructure existante de l'usine

Indépendamment de la qualité d'un produit LFP, s'il ne peut pas être intégré au système électrique de l'usine, son raccordement sera médiocre.

Vérifiez la compatibilité électrique : La tension (AC/DC) et la fréquence du système LFP doivent respecter les paramètres du réseau de l'usine. Par exemple, les environnements industriels comportent fréquemment des systèmes triphasés de 380 V ; ainsi, si vous optez pour un produit monophasé, des problèmes d'intégration apparaîtront.

Vérifiez les contraintes liées à l'espace et à l'installation : Pour les usines ayant des limitations d'espace intérieur, il est possible de choisir des systèmes LFP en armoire extérieure (étanches à la poussière et à l'eau) pouvant être installés à l'extérieur. Des plans d'installation prévoyant un emplacement optimal (en évitant de préférence les rayons directs du soleil ou les zones à forte humidité) doivent être établis suite à des relevés sur site.

L'intégrer dans les systèmes de gestion de l'énergie (EMS) : Si l'usine utilise un EMS pour surveiller la consommation d'énergie, le système LFP doit fonctionner dans ce cadre. Cela permet aux opérateurs de centraliser la gestion (charge automatisée en heures creuses et décharge programmée en heures pleines).

Conclusion

Il existe une stratégie et des compromis à prendre en compte lors du choix de produits de stockage d'énergie LFP pour une usine, en évaluant les coûts, la performance et la valeur dans le temps. Les usines peuvent choisir un système qui minimise les dépenses énergétiques, améliore la stabilité électrique et contribue au développement durable en partant de besoins énergétiques clairement définis, en évaluant la performance du système, en collaborant avec des fournisseurs compétents et en vérifiant l'intégration du système et des infrastructures. Pour ces usines, travailler avec des fournisseurs LFP de confiance dans le secteur du stockage d'énergie C&I, disposant de 16 ans d'expérience dans le secteur et de produits de quatrième génération, est essentiel pour tirer pleinement parti des avantages offerts par le stockage d'énergie LFP.