Brevet FR2644640A1 — publié le 19900921

Procédé de stockage d'énergie électrique générée par transformation d'énergie éolienne. Lorsqu'on produit du courant électrique en utilisant l'énergie éolienne ce courant, de façon usuelle, n'est pas produit de façon continue et permanente mais, lorsqu'il n'y a plus de vent ou si la vitesse du vent est insuffi- sante, on ne peut produire absolument aucun courant élec- trique tandis que, par ailleurs, lorsque la vitesse du vent est suffisante pour produire du courant, l'énergie électrique qui en résulte ne peut pas toujours être utili- sée directement en tant que courant électrique dans des appareils. Jusqu'à maintenant on pouvait seulement stocker un tel courant excédentaire dans des réservoirs de courant relativement chers, tels que des accumulateurs. Par ailleurs, on sait déjà que l'énergie, par exemple l'é- nergie solaire, peut être stockée dans un milieu d'emmaga- sinage travaillant par hydrosorption, comme du gel de si- lice ou de la zéolite et l'énergie peut être retirée du milieu d'emmagasinage en cas de besoin; on se référera aux documents DE-PS 31 30 671 et US-PS 4 269 170. -2- Le but de la présente invention est de stocker l'énergie électrique excédentaire provenant des éoliennes, sans uti- liser d'accumulateurs onéreux, l'énergie stockée pouvant être retirée à un moment ultérieur quelconque sans qu'il se produise d'importantes pertes d'énergie comme celles qui, par exemple, se produisent inévitablement par auto- décharge lorsqu'on stocke du courant électrique dans des accumulateurs. Pour résoudre ce problème on transformé, selon l'inven- tion, le courant électrique en chaleur et cette chaleur est utilisée pour sécher de la zéolite ou du gel de silice chargés d'eau. Avec le procédé selon l'invention le courant électrique est utilisé pour produire de la chaleur, c'est-à-dire qu'il est transformé en chaleur. Avec cette chaleur on sè- che de la zéolite chargée d'eau ou du gel de silice chargé d'eau, ce séchage s'effectuant de préférence à une tempé- rature supérieure à 200 C, bien qu'il puisse être réalisé aussi à une température plus basse; à cet effet, on se référera à la méthode de mise en oeuvre décrite dans le document DE-OS 30 22 583 selon laquelle un tel séchage peut s'effectuer aussi déjà à une température de l'ordre de 40 C. La zéolite, le cas échéant le gel de silice, libérée de l'eau, c'est-à-dire séchée, peut être stockée aussi long- temps qu'on le souhaite dans la mesure o l'on veille à ce qu'une étanchéité parfaite soit assurée par rapport à l'atmosphère. Si l'on a besoin de chaleur on introduit dans cette zéolite ou dans ce gel de silice séchés, de l'eau ou un fluide support largement ou complètement satu- ré de vapeur d'eau, par exemple de l'air, de sorte que la -3- zéolite séchée ou que le gel de silice séché puisse être à nouveau chargé(e) d'eau, une importante quantité de cha- leur étant libérée d'une manière connue en soi. De cette façon, il est possible, lors de la production d'énergie éolienne, d'abord de stocker du courant produit en excédent et de le retirer ensuite sous forme de chaleur à un moment ultérieur quelconque. Une telle chaleur peut être utilisée par exemple à des fins de chauffage, en par- ticulier aussi pour chauffer des serres. Avec le présent procédé il est avantageux de transporter la chaleur au moyen d'un fluide support. A cet effet, le courant électrique excédentaire généré lors de la produc- tion d'énergie éolienne est transformé en chaleur au moyen de chauffages à résistance, cette chaleur est évacuée au moyen d'un fluide support approprié, par exemple de l'air, et l'air chauffé à la température adéquate est utilisé pour sécher la zéolite ou le gel de silice chargés d'eau. En tant que fluide support on peut utiliser non seulement de l'air mais aussi un gaz inerte. Une telle méthode de travail est avantageuse dans des systèmes dits fermés tels qu'ils sont décrits par exemple dans les documents DE-PS 31 60 671 et DE-PS 34 24 298. Un avantage particulier con- siste toutefois à mettre en oeuvre le procédé dans un sys- tème dit ouvert, c'est-à-dire un système dans lequel on utilise comme fluide support de l'air qui, lors du stockage d'énergie, est chauffé par le courant électrique et est utilisé pour sécher la zéolite ou le gel de silice chargés d'eau, tandis que, lorsqu'on utilise ultérieure- ment l'énergie stockée de la zéolite ou du gel de silice séchés, de l'air chargé d'eau est introduit dans une telle zéolite séchée ou dans un tel gel de silice séché. Dans ce cas, on peut soit utiliser de l'air qui, en raison des - 4 - conditions atmosphériques, présente une humidité suffisan- te, de préférence de l'ordre de 100% d'humidité relative, soit on peut humidifier préalablement l'air dirigé dans la zéolite séchée ou dans le gel de silice séché pour augmen- ter la température pouvant être obtenue lors de l'utilisa- tion, comme cela est décrit dans le document DE-PS 31 30 671. Avec le présent procédé il est, en outre, avantageux de mettre en oeuvre la zéolite ou le gel de silice sous la forme d'un produit en vrac. Ainsi, il est possible de réaliser le procédé dans des colonnes individuelles, comme cela est décrit de façon plus détaillée dans le document DE-OS 30 22 583. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, la zéo- lite est toutefois mise en oeuvre sous la forme d'une pierre d'emmagasinage et l'on a découvert qu'en utilisant aussi de la zéolite sous la forme d'une pierre d'emmagasi- nage, par exemple avec.des dimensions de 10 x 15 x 30 cm, on peut obtenir un transport suffisant de l'eau aussi bien pour le séchage de la zéolite que pour l'utilisation de l'énergie stockée dans la zéolite, c'est-à-dire pour re- charger la zéolite avec de l'eau. De façon avantageuse, une telle pierre d'emmagasinage peut présenter des perça- ges afin que les distances de diffusion ne soient pas trops grandes, par exemple comme dans ce qu'il est convenu d'appeler une brique perforée. L'utilisation d'une pierre d'emmagasinage en zéolite est avantageuse étant donné qu'on peut utiliser, dans ce cas, un chauffage à résistance qui y est relié de manière ther- moconductrice pour sécher la pierre d'emmagasinage en zéo- lite chargée d'eau, ainsi qu'il est décrit par exemple -5- dans le document DE-AS 25 46 597. Il va de soi qu'il est nécessaire aussi dans le cas d'un chauffage à résistance relié de manière thermoconductrice à la pierre d'emmagasi- nage en zéolite de diriger une plus petite quantité d'un fluide support, par exemple de l'air, à c8té de la pierre d'emmagasinage en zéolite de façon à ce que l'eau sortant de la pierre d'emmagasinage en zéolite sous forme de vapeur d'eau puisse être évacuée. Lors de l'utilisation de l'énergie stockée dans la pierre d'emmagasinage en zéoli- te sous la forme de chaleur que l'on extrait, on procède comme dans le cas d'un produit en vrac, c'est-à-dire que l'on conduit sur une telle pierre d'emmagasinage en zéoli- te un fluide support, en particulier de l'air, qui présen- te une humidité relative suffisante ou qui, par des mesu- res complémentaires, est amené à une humidité relative suffisante, le fluide support, en particulier l'air, con- duit sur cette pierre d'emmagasinage en zéolite se ré- chauffant du fait de l'adsorption de la vapeur d'eau con- tenue dans ledit fluide support, en particulier l'air. Selon une autre forme de réalisation préférentielle du présent procédé la transformation de courant électrique en chaleur et le séchage de zéolite ou de gel de silice chargés d'eau sont réalisés dans des unités modulaires pouvant être accouplées les unes aux autres. Un tel procé- dé de mise en oeuvre est particulièrement économique étant donné qu'une telle unité ne doit pas obligatoirement être dimensionnée pour une quantité maximale de courant excé- dentaire d'une éolienne spécifique étant donné qu'il est possible, dans le cas d'une capacité insuffisante d'une telle unité pour stocker de l'énergie dans une éolienne prédéterminée, de disposer plusieurs de ces unités, pou- vant être accouplées les unes aux autres, parallèlement - 6- les unes aux autres ou de les coupler en série les unes derrière les autres de sorte qu'une adaptation à une quan- tité maximale de courant électrique excédentaire soit pos- sible. 2644640O 7- Revendications R e v e n d i c a t i o n s 1. Procédé de stockage d'énergie électrique générée par transformation d'énergie éolienne, caractérisé en ce que du courant électrique est transformé en chaleur et cette chaleur est utilisée pour sécher de la zéolite ou du gel de silice chargés d'eau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chaleur est transportée au moyen d'un fluide support. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans un système ouvert. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la zéolite est mise en oeuvre sous la forme d'un produit en vrac. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la zéolite est mise en oeuvre sous la forme d'une pierre d'emmagasinage. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pierre d'emmagasinage en zéolite est séchée par un chauffage à résistance qui y est relié de manière thermo- conductrice. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la transformation de cou- rant électrique en chaleur et le séchage de la zéolite ou du gel de silice chargés d'eau sont réalisés dans des uni- tés modulaires pouvant être accouplées les unes aux au- tres.