Stockage d'énergie électrique avec un TRAIN!

[ecolami]

Bonjour,
Aux USA il y a un projet de stockage d'énergie électrique avec un train. L'idée est simple, construire une voie ferrée avec une dénivellation, mettre dessus un train électrique LESTE de 1350tonnes de rochers, employer l'électricité EnR intermittente pour faire REMONTER le train et récupérer l'électricité en le laissant REDESCENDRE. Le projet permet de fournir 50 MégaWatt.
L'avantage de cette méthode est que tout est parfaitement au point, inutile de chercher ou concevoir un matériel complexe.
Comme on peut ajuster la capacité de stockage en modifiant le poids du lest ET/OU la dénivellation on a une solution élégante. Le rendement de conversion sera excellent et comparable a l'hydroélectricité (énergie potentielle -électricité). Le train aura un fonctionnement sans pilote sur une voie dédiée.
C'est une solution aux problèmes que posent toujours les batteries, leur entretien, leur durée de vie et accessoirement économie de ressource rare (LITHIUM)

Source SCIENCE & VIE juillet.
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[antek]

Source SCIENCE & VIE juillet.

Je me méfie de ces gens-là et de leurs annonces racoleuses.

[ecolami]

Source SCIENCE & VIE juillet.

Je me méfie de ces gens-là et de leurs annonces racoleuses.

On peut se méfier quand il s'agit de quelque chose qui nécessite des techniques nouvelles. Mais dans ce cas techniquement il n'y a que des choses parfaitement connues. Les trains électriques fournissent dèjà du courant en descendant et l'idée a juste consisté a faire un stockage d'énergie.

[wizz]

Disons que le train chargé plombe 1500 tonnes sur la balance
Disons qu'on est dans les montagnes, avec 1000m de dénivelé
Cela fera donc 4167kWh d'énergie potentielle
En fournissant une puissance de 50MW, ça va durer 5 minutes
(les rendements, c'est cadeau, en ces périodes de soldes)

[A voir en vidéo sur Futura]

[yves35]

bonsoir,

un train électrique LESTE de 1350tonnes de rochers, employer l'électricité EnR intermittente pour faire REMONTER le train et récupérer l'électricité en le laissant REDESCENDRE. Le projet permet de fournir 50 MégaWatt

sur quelle hauteur de dénivellé?

si je me réfère à ceci:
http://www.manicore.com/documentation/stockage.html
et en particulier:

Il faut faire tomber 3,6 tonnes d'eau (ou d'autre chose !) de 100 m de haut pour obtenir un kWh d'énergie

les 1350 tonnes du train montées de 100m représentent 1350/3.6=375 kwh (environ 37 litres de fuel) . Pour obtenir 50 Mwh, il faut monter le train de 5 000 /375=1333 metres ... c'est pas rien (comme infrastructure) .

Pourquoi ne pas se servir des mats d'éolienne qui existent déjà et qui sont costauds . On va supposer qu'ils font 50 m et qu'une masse de 10 tonnes (composé de cailloux des jardins alentour dont les jardiniers seront ravis de se débarrasser)puisse coulisser au gré des stockage -destockage. quel est le potentiel de stockage de 1 000 éoliennes?
10000 tonnes =7.40 trains de 1350 tonnes
la hauteur est 2 X moindre (50 au lieu de 100m) soit 7.40/2=3.70 trains
3.70 trains de 1350 tonnes montés de 100 metres ,c'est 375 X 3.7= 1837 kwh


Vous savez à quoi ça me fait penser?....aux statues de l'île de Pâques


yves

edit ,je viens de voir le calcul de wizz , je me suis sans doute planter d'un facteur 10 , je vois pas ou? la conclusion reste valide

[wizz]

tu montes de 100m
je monte de 1000m
facteur 10...

[yves35]

je me suis sans doute planté d'un facteur 10, je ne sais pas ou ,la conclusion reste valide.

yves

[yves35]

ok bonne nuit (sans cauchemars de train remplis de roches et des freins qui lâchent )

yves

[barda]

C'est quand même un peu bizarre que la moindre connerie publiée dans la presse trouve immédiatement un écho quand il s'agit d'énergie "verte"...

Ceci dit, ça devrait être le rôle d'une revue de vulgarisation scientifique d'apporter un commentaire relativisant l'information et ramenant l'"invention" à ses justes proportions... Il paraîtrait que l'on y privilégie l'embauche de journalistes issus de Voici plutôt que celle de scientifiques formés au journalisme; c'est dommage...

[invite0cbb388c]

C'est quand même un peu bizarre que la moindre connerie publiée dans la presse trouve immédiatement un écho quand il s'agit d'énergie "verte"...

Ceci dit, ça devrait être le rôle d'une revue de vulgarisation scientifique d'apporter un commentaire relativisant l'information et ramenant l'"invention" à ses justes proportions... Il paraîtrait que l'on y privilégie l'embauche de journalistes issus de Voici plutôt que celle de scientifiques formés au journalisme; c'est dommage...

toujours niez la realite ne la change pas.. certains cherchent réellement à avancer pas à constamment se tourner vers un passé peu glorieux

[ecolami]

Bonjour,
Pour stocker de l'énergie on a un nombre limité de possibilités et parmi elles certaines ont un bon rendement de conversion et d'autres un moins bon. Il se trouve que la conversion d'énergie electrique-mécanique et vice versa que l'on a dans ce système de train est excellente, sans dout un peu meilleure que l'hydroélectricité. Le stockage par batteries, par la chaine électrolyse de l'eau (>hydrogène) puis piles a combustible avec l'hydrogène offrent des rendements largement inférieurs.
Le système avec le train permet de stocker des quantités d'énergies considérable puisqu'il suffit d'augmenter le poids du train pour une dénivellation données, ou, au choix, d'augmenter la dénivellation..Il doit exister pas mal de voies ferrées aujourd'hui délaissées et utilisables. On sait faire des trains qui sont trés lourds tels ceux qui évacuent le minerai sur des centaines de kilomètres
Dans l'article cité ils n'ont donné qu'une puissance et non pas l'énergie stockée.

[antek]

Proposition d'amélioration :
- décharger le train en bas
- charger le train en haut

[Tilleul]

La création de grands reservoirs d'eaux artificielles pour stocker de l'énergie potentielle a déjà été réalisé de manière massive pour pouvoir garantir la production des centrales nucléaires. Vous avez par exemple Dinorwig en UK (1,7 GW) ou Kruonis en Lituanie (900 MW), etc...

[WizardOfLinn]

...
Le système avec le train permet de stocker des quantités d'énergies considérable puisqu'il suffit d'augmenter le poids du train pour une dénivellation données, ou, au choix, d'augmenter la dénivellation..Il doit exister pas mal de voies ferrées aujourd'hui délaissées et utilisables. On sait faire des trains qui sont trés lourds tels ceux qui évacuent le minerai sur des centaines de kilomètres
Dans l'article cité ils n'ont donné qu'une puissance et non pas l'énergie stockée.

Voir le calcul de wizz. Pour un dénivelé de 1000m, ça stocke environ 4000 kWh, de quoi produire 50 MW pendant 5 mn. Je pense que le chiffre de 50 MW était surtout destiné à impressionner.

[polo974]

calcul de la vitesse du train (pour une pente de 5%) => 271km/h

pourquoi 5% me demanderez-vous...
pour pouvoir remonter et éventuellement ne pas patiner...

[yves35]

bonjour,


4000 kwh... c'est l'énergie fournie par une corde (3 stères)de bois brulé correctement . A part faire tourner les industries du génie civil et les financiers qui vont se faire du gras, ne vient il pas à l'esprit à ces hardis promoteurs que le même résultat est atteint avec un peu de terrain 1,2 ou 3 ha . Ca ne vient pas au secours des énergies dite nouvelles? crotte alors


yves

[WizardOfLinn]

Il serait plus raisonnable de se limiter à quelques MW.
Maintenant, si on veut disposer de quelques MW pendant plusieurs heures, ça ne duplique pas l'infrastructure, juste le nombre de trains, qui empruntent successivement une voie unique. Ca doit présenter un intérêt pour des zones isolées, désertiques, où on peut disposer de beaucoup d'énergie solaire le jour, et d'aucune autre source locale la nuit, pour alimenter un gros village. Sous réserve que les bénéfices d'une telle solution ne soient pas annulés par des coûts d'entretiens.
Je ne sais pas comment c'est présenté dans S&V, mais ça parait quand même un peu limité et anecdotique, et on est très loin de barrages qui stockent des millions de tonnes d'eau, avec bien moins de complexité matérielle.

[Tilleul]

Pourquoi vous voulez stocker plusieurs heures alors que ce qui rapporte le plus c'est le stockage/déstockage pour faire des services réseaux (moins de 15 minutes voire minute) ?

[ecolami]

Proposition d'amélioration :
- décharger le train en bas
- charger le train en haut

Bonjour,
Cette situation est possible dans le cas d'un transport de minerais ou charbon qui partirait en altitude pour descendre.
L'inconvénient est que l'on ne parle plus de stockage d'énergie mais de récupération (ou production), laissant alors en suspens la question du stockage d'énergie.
Un train qui devrait charger et décharger ne pourrait plus emmagasiner d'énergie pendant tout le temps de chargement ou déchargement.

[ecolami]

La création de grands reservoirs d'eaux artificielles pour stocker de l'énergie potentielle a déjà été réalisé de manière massive pour pouvoir garantir la production des centrales nucléaires. Vous avez par exemple Dinorwig en UK (1,7 GW) ou Kruonis en Lituanie (900 MW), etc...

J'ai été voir les exemples que vous citez: en Lituanie ou il n'y a pratiquement aucun relief c'est une dénivellation de 100m et donc la nécessité d'avoir des débits énormes (=enormes diamètre des conduites forcées) et l'eau est stockée dans un réservoir haut de 100m et avec 48 millions de mètres cubes tandis que c'est le fleuve Niemen qui sert de "réservoir bas" (ou deversoir..) L'installation peut fournir 900MW pendant 12 Heures

Au pays de Galles l'installation est creusée dans la montagne et la dénivellation est des 632 m, le réservoir haut contient 9,2 millions de mètres cubes.

La centrale est équipée de 6 turbines réversibles Francis dont la puissance moyenne est de 275 MW en pompage et 288 MW en turbinage ; la capacité du réservoir permet 5 heures de turbinage ; la vitesse de montée en puissance est remarquable : un groupe à l'arrêt peut atteindre sa puissance maximale en 75 secondes ; dans les situations d'urgence, à partir d'un état de standby synchronisé et en réserve tournante, il peut passer de 0 à 1320 MW en 12 secondes. La centrale fonctionne en moyenne à 74–75% de rendement.

Les installations hydroélectriques sont toujours immenses et le système du train ne peut rivaliser avec elles. Mais il peut répondre à d'autres besoins plus localisés. Le stockage d'électricité a ceci de particulier qu'il peut être( trés) éloigné des sources de production.

J'avais déja suggéré la construction de centrales de pompage turbinage en bord de mer: il faut alors aménager sur une côte élevée un SEUL bassin et employer comme point bas la mer. Le nombre de site utilisables est d'autant plus élevé que l'on ne cherche pas a employer des vallées mais a créer de toute pièces des retenues sur des zones relativement plates (et imperméables!)

[invite897678a3]

Bonjour à tous

A propos de STEP, merci de ne pas oublier ce qui se fait chez nous, en bordure de la Vanoise.

[ecolami]

Bonjour à tous

A propos de STEP, merci de ne pas oublier ce qui se fait chez nous, en bordure de la Vanoise.

Parfaitement! LA station de Grand Maison est la plus grande d'Europe et la seconde plus grande est celle du Pays de Galles a Dynork (selon la page wikipédia de Dynork). En france nous n'avons pas beaucoup (pas assez je trouve) de stations de pompage-turbinage.

[barda]

Sans doute, mais tous les sites qui s'y prêtent sont utilisés. Pour en construire de nouvelles, les chiffrages, en volume et en dénivellation, sont tels que c'est une région entière qui est impactée par un tel aménagement: vallées inondées, barrages énormes, niveau d'eau fluctuant excluant toute utilisation "loisirs"... Il n'est qu'à voir les réactions à des projets de tous petits barrages ou réserves d'eau pour comprendre l'énorme difficulté à créer ex-nihilo des STEP nouvelles... Quant à faire cela en pays plat, ça supposerait que le volume compense le manque de dénivelé, et que la retenue d'eau occuperait dès lors des surfaces prohibitives.

Quant à remplacer cela par un train chargé de quelques centaines de tonnes, cela tient de la farce de collégien, les quantités d'énergie mobilisables étant dérisoires par rapport à l'investissement technique et financier nécessaire (je ne parle même pas de la maintenance). Et que dire de la surface de terre artificialisée... Comme le faisait remarquer yves35 un peu plus haut, 4000 kWh, c'est une corde de bois; et un hectare de forêt produit en France entre 5 et 10 tonnes de matière sèche par an...

[invite0cbb388c]

c'est bien pour ça qu'EDF fait deja des travaux sur les STEPS existantes pour les optimiser ensuite elle passera au développement d'autres qui sont possibles en France ...

[Gwinver]

Bonsoir.
La vitesse du train sera en fait fonction du mode de récupération de l'energie.
Si la récupération revient à faire générer de l'eclectricité au train, à récupérer dans les caténaires, la vitesse du trains en sera réduite ainsi que la durée de restitution de l'énergie.
Un TGV a une puissance de l'ordre de 12 MW, c'est donc un niveau maîtrisé, et les trains sont maintenant en mesure de restituer de l'énergie au freinage.
Cela étant dit, je ne connais pas le rendement de l'ensemble.

[ecolami]

Sans doute, mais tous les sites qui s'y prêtent sont utilisés. Pour en construire de nouvelles, les chiffrages, en volume et en dénivellation, sont tels que c'est une région entière qui est impactée par un tel aménagement: vallées inondées, barrages énormes, niveau d'eau fluctuant excluant toute utilisation "loisirs"... Il n'est qu'à voir les réactions à des projets de tous petits barrages ou réserves d'eau pour comprendre l'énorme difficulté à créer ex-nihilo des STEP nouvelles... Quant à faire cela en pays plat, ça supposerait que le volume compense le manque de dénivelé, et que la retenue d'eau occuperait dès lors des surfaces prohibitives.

Quant à remplacer cela par un train chargé de quelques centaines de tonnes, cela tient de la farce de collégien, les quantités d'énergie mobilisables étant dérisoires par rapport à l'investissement technique et financier nécessaire (je ne parle même pas de la maintenance). Et que dire de la surface de terre artificialisée... Comme le faisait remarquer yves35 un peu plus haut, 4000 kWh, c'est une corde de bois; et un hectare de forêt produit en France entre 5 et 10 tonnes de matière sèche par an...

L'aménagement des nouveaux sites STEP n'est pas aussi contraignant qu'il y parait: en effet il faut disposer sur des sites ou existe déjà un barrage, au choix, d'un second bassin en point bas donc construire un second barrage, ou quand c'est possible utiliser un fleuve ou la mer. D'un point de vue écologique un site dédié ou l'eau est sans cesse recyclée est le meilleur choix. Une chose doit être claire la capacité de stockage d'un ensemble hydroélectrique sera logiquement toujours bien supérieure aux autres dispositifs. On ne peut pas comparer un dispositif qui met en jeux quelques centaines de tonnes jusqu'a 1000 ou 2000 tonnes avec un ensemble hydroélectrique basé sur des millions de tonnes, voire des dizaines de millions de tonnes.
Les autres dispositifs de stockage par énergie potentielle répondent a des besoins différents et moindres, leur cout sera inférieur.

[barda]

On est bien d'accord Ecolami sur ce qu'il faut pour faire une step: deux barrages, retenant un énorme volume d'eau, dénivelés de plusieurs centaines de mètres; et c'est cela qui fait défaut en France en dehors des sites existants... Quant à utiliser la mer, je vois mal, en France, quelle partie du littoral acceptera de noyer quelques km2 du littoral, inondés 1 ou 2 fois par jour, ni sur quel usage de ce littoral on prendra cette surface (les ports? les plages? le domaine du conservatoire du littoral? les sites classés,....,).

Je sais bien qu'il existe divers "projets" de construction d'iles, avec creusement d'un puits profond servant de réservoir, ou de confection en terrain granitique d'un énorme piston de roche pouvant monter et descendre... J'ai tendance à considérer cela comme des fantaisies, des exercices d'école, tout comme le train-stock d'énergie... Non que ce soit impossible scientifiquement et techniquement parlant, mais parce que le coût de l'investissement par kWh stocké devient astronomique...

[wizz]

L'aménagement des nouveaux sites STEP n'est pas aussi contraignant qu'il y parait: en effet il faut disposer sur des sites ou existe déjà un barrage, au choix, d'un second bassin en point bas donc construire un second barrage, ou quand c'est possible utiliser un fleuve ou la mer. D'un point de vue écologique un site dédié ou l'eau est sans cesse recyclée est le meilleur choix. Une chose doit être claire la capacité de stockage d'un ensemble hydroélectrique sera logiquement toujours bien supérieure aux autres dispositifs. On ne peut pas comparer un dispositif qui met en jeux quelques centaines de tonnes jusqu'a 1000 ou 2000 tonnes avec un ensemble hydroélectrique basé sur des millions de tonnes, voire des dizaines de millions de tonnes.
Les autres dispositifs de stockage par énergie potentielle répondent a des besoins différents et moindres, leur cout sera inférieur.

Non. Tu ne peux pas utiliser un fleuve pour faire le réservoir bas.
Le fleuve a un débit, et la vie s'y adapte.
Lorsque tu relaches l'eau du barrage, tu peux augmenter considérablement le débit du fleuve en contre bas. Et inversement, en mode stockage, tu vas pomper l'eau du fleuve, qui dans certains cas, certains moments de l'année, est déjà en débit faible.

Quant à utiliser la mer, il faudrait disposer d'une montagne juste en bord de mer, ce qui n'est pas le cas pour bien des pays dans le monde. De plus, il faudra avoir une étanchéité parfaite du réservoir, sous peine de contaminer la nappe phréatique.


quant au cout, est ce que la construction d'une ligne de chemin de fer est bon marché? ainsi que l'entretien des voies et du matériel roulant.

[ecolami]

Non. Tu ne peux pas utiliser un fleuve pour faire le réservoir bas.
Le fleuve a un débit, et la vie s'y adapte.
Lorsque tu relaches l'eau du barrage, tu peux augmenter considérablement le débit du fleuve en contre bas. Et inversement, en mode stockage, tu vas pomper l'eau du fleuve, qui dans certains cas, certains moments de l'année, est déjà en débit faible.

Quant à utiliser la mer, il faudrait disposer d'une montagne juste en bord de mer, ce qui n'est pas le cas pour bien des pays dans le monde. De plus, il faudra avoir une étanchéité parfaite du réservoir, sous peine de contaminer la nappe phréatique.
(...)

Tes arguments sont valables et c'est pour cela que j'ai précisé "quand c'est possible". Si j'ai suggéré l'utilisation d'un fleuve c'est aprés avoir vu l'exemple cité en Lithuanie avec une gigantesque retenue de 48 millions de mètres cubes qui se déverse d'une hauteur de 100 mètres dans ce qui ressemble soit à un fleuve soit a un estuaire. Il est prévu de pouvoir fournir durant 12 heures 900 MW ce qui fait tout de même un débit horaire de 4 millions de mètres cubes!!! (encore que le réservoir ne se videra sûrement pas entièrement et donc le débit sera moindre.)

[invite0cbb388c]

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Sans doute, mais tous les sites qui s'y prêtent sont utilisés. Pour en construire de nouvelles, les chiffrages, en volume et en dénivellation, sont tels que c'est une région entière qui est impactée par un tel aménagement: vallées inondées, barrages énormes, niveau d'eau fluctuant excluant toute utilisation "loisirs"... Il n'est qu'à voir les réactions à des projets de tous petits barrages ou réserves d'eau pour comprendre l'énorme difficulté à créer ex-nihilo des STEP nouvelles... Quant à faire cela en pays plat, ça supposerait que le volume compense le manque de dénivelé, et que la retenue d'eau occuperait dès lors des surfaces prohibitives.

la realite

Selon EDF, on pourrait installer jusqu’à 5.000 MW de STEP marines en France, en incluant les falaises situées en métropoles.

https://www.lenergieenquestions.fr/l...lotes-par-edf/