La startup israélienne Chakratec a développé une technologie de recharge ultrarapide alimentée par des volants d’inertie. Ce système innovant permet de recharger la batterie d’un véhicule électrique avec une puissance de charge supérieure à celle que peut fournir le réseau. Une première borne de ce type, d’une puissance de 100 kW, est installée à Prague.
L’utilisation d’un volant ou roue d’inertie pour stocker l’énergie n’est pas une innovation récente : cette technique aurait été inventée il y a plus de 6.000 ans par les potiers de Mésopotamie pour entretenir la rotation du tour sur lequel prenaient forme leurs récipients en argile. Dans le domaine de la mobilité elle était utilisée au siècle dernier, notamment dans des rames de métro ou par la société Suisse Oerlikon qui équipait ses Gyrobus d’un moteur à inertie. Ceux-ci ont été mis en circulation dans plusieurs villes de Belgique.
Un volant d’inertie est essentiellement constitué d’une roue dont la masse est progressivement accélérée, par exemple par un moteur électrique. L’énergie y est donc stockée sous forme cinétique. Ensuite, comme dans le principe du freinage régénératif, la roue peut régénérer de l’électricité en entraînant un alternateur. Elle est alors freinée.
La startup israélienne Chakratec a eu l’idée d’utiliser cette technique pour stocker l’électricité dans une borne de recharge et la restituer avec une puissance plusieurs fois supérieure à celle du réseau électrique local. Cela permet ainsi d’éviter les coûts importants d’un renforcement du réseau pour alimenter une borne de recharge ultrarapide de forte puissance.
Par rapport à un stockage par batterie chimique, l’avantage d’un volant d’inertie est qu’il permet de réaliser environ 200.000 cycles de charge et de décharge rapide sans perte de capacité, ce qui correspond à une durée de vie d’environ 20 ans. Cette technologie de stockage est en outre particulièrement « écologique » puisqu’à la différence des batteries lithium-ion, par exemple, elle ne nécessite pas l’utilisation de ressources stratégiques comme le cobalt ou le lithium.
Ilan Ben-David, le co-fondateur de Chakratec explique le principe du volant d’inertie par une comparaison humoristique : « C’est comme la chasse d’eau d’un WC » explique-t-il, « Quand vous tirez la chasse, le réservoir se vide rapidement avec un fort débit. Ensuite il se remplit lentement et ce n‘est que lorsqu’il est plein que vous pouvez tirer la chasse à nouveau ». De même, lorsqu’une borne ultrarapide recharge la batterie d’un véhicule électrique, le volant d’inertie est freiné pour libérer rapidement, avec une forte puissance, l’énergie qu’il a accumulée. Ensuite la roue est de nouveau accélérée pendant une plus longue période pour restocker l’énergie. « Les batteries chimiques ne peuvent pas être utilisées pour cette application en raison du nombre de cycles et de la puissance requise » nous confie Ilan Ben-David.
Un projet pilote à Prague
Une borne ultra-rapide conçue selon ce principe par Chakratec a été installée au Parc des expositions Letňany de Prague par le Škoda Auto DigiLab. La borne est alimentée par dix roues d’inertie abritées dans un conteneur adjacent et qui, selon la brochure téléchargeable sur le site de Chakratech, peuvent recharger 5 véhicules par heure . Il s’agit d’un projet pilote dont l’objectif est de tester et d‘évaluer la technologie. Deux autres bornes du même type auraient déjà été placées dans d’autres pays, toutefois le communiqué dont nous avons pris connaissance ne divulgue pas l’endroit. La borne de Prague dispose d’une puissance de charge de 100 kW mais Chakratec propose sur son site des installations pouvant fournir jusqu’à 300 kW.
A Prague, les électromobilistes peuvent actuellement utiliser cette borne gratuitement. Evidemment, la puissance de charge est limitée par les caractéristiques de leur véhicule. Peu de modèles acceptent déjà une puissance de charge de 100 kW.
En fonction des résultats de l’expérience, les partenaires prévoient d’installer d’autres stations de charge rapide conçues par Chakratec en Tchéquie et dans d’autres pays.
Commentaires
Il ya qqs. années un chercheur français proposait un stockage d'énergie similaire mais avec des volants à inertie en ...
béton armé? question de prix de revient beaucoup + faible.
Techniquement, on sait que ça peut marcher.
Mais pour que la technologie soit adoptée en masse il faudra une petite révolution dans la construction des volants d'inertie.
Le point qui coince c'est le prix de la mécanique de précision capable de faire tourner ces imposantes masses à très grande vitesse... Et bien faire gaffe à assurer l'entretien derrière car un volant mal équilibré qui éclate ça peut faire des dégâts considérables.
A ma connaissance... A capacité et puissance équivalente, les batteries sont moins chères et ont moins d'entretien... Même en considérant la durée de vie du matériel...
Il y a la solution d'energietro avec leur volants d'inerties en béton précontraint qui pourrait faire baisser les prix. Dans leur cas, ils utilisent une butée magnétique sans contact pour le roulement du bas, ce qui suprime en partie le problème d'usure. Par contre il faut que le concept prouve encore sa pertinence économique.
Dans le même principe de stockage par inertie... https://energyvault.com/
Plutôt pour stocker les énergies intermittentes, mais posé à côté de supercharger ca permettrai de stocker assez d'énergie pour délivrer rapidement des kWh genre au bord des autoroute en périodes de vacance...
On monte les blocs 2 ou 3 jours avant et on les fait descendre rapidement pour charger les VE. Ca permettrait de lisser la charge sur le réseau. Bon c est pas très jolie mais certainement efficace !
Une vidéo intéressante qui traite du sujet sur le plan technique et industriel.
https://www.youtube.com/watch?v=_QLEERYS5C8
A chaque changement de type d'énergie, il y a des pertes.
Lorsque l'on passe de l’énergie électrique à l'énergie mécanique première perte.
Puis deuxième perte de l'énergie mécanique du moteur électrique à l'énergie cinétique.
Troisième perte en stockage de l'énergie cinétique.
Quatrième perte pour passer de cette énergie cinétique à de l'énergie électrique.
oui,il y a forcément des pertes, mais si elles sont acceptable pourquoi pas ? car ce systeme a l avantage de lisser l energie necessaire aux volants d inertie alors qu une voiture aurait fait appel a un pic de puissance. De ce que j ai compris les reseaux d electricité n aiment pas etre solliciter par des demandes tres fortes en puissance electrique pour des courtes périodes. C'est compliqué a gerer. C'est intelligent comme systeme. Ce qui me surprend c'est combien d energie elle peut stocker et restituer?
Un volant d'inertie ne contient que très peu d'énergie, ou alors il est énorme et l'impact de sa construction aussi. J'avais fait un rapide calcul (avec des hypothèses très favorables pour le volant, type vitesse moyenne de rotation = vitesse du bord extérieur, ce qui est bien évidemment faux), pour un ensemble de volants d'inertie dont la rotation extérieure est à 300 km/h, un jour (24h) de stockage en France demanderait plus d'un milliard de tonnes de matière (à cette vitesse, on est à environ 1 tonne pour 1 kWh).
Le volant d'inertie pour qql dizaines de secondes le temps qu'un moyen de production pilotable prenne le relais, pourquoi pas, pour du stockage long, aucun sens (en plus du fait qu'il faille sans arrêt entretenir la vitesse, donc réinjecter de l'énergie)
Ils tournent beaucoup plus vite que dans vos calculs. La limite est dependante de la matiere utilisêe et leur limite de rupture ainsi que l'utilisation de precontrainte pour augmenter cette vitesse de rotation maximale.
Dans le meilleur des cas il y a déjà 10% de pertes de l’électricité du réseau pour la transformer en énergie mécanique grâce au moteur électrique.
Ensuite, des pertes mécaniques de frottements des engrenages et paliers voir de frottements de viscosité de tout ce beau monde entre le moteur et volant d'inertie. (Je ne peux pas quantifier vu que l'on ne sait rien des technologies qu'ils veulent employer.)
Puis à nouveau 10% pour passer de l'énergie mécanique et la transformer en électricité.
Les volants d'inertie sont particulierement bien adapté en combinaison avec une source d'énergie regulière comme le photovoltaique mais pas du tout adapté à l'éolien, avec de longues periodes sans production. Donc la technologie a ses avantages si on l'utilise a bon escient.
Bonjour,
la solution ne serait-elle pas de combiner les deux ?
Si pendant une période de temps seul le système à inertie est utilisé pour la recharge puis des batteries de secours ponctuellement, on peut bénéficier du recours à l'inertie sans restreindre l'usage du point de recharge en période basse de production.
Néanmoins, étant utilisateur d'un VE depuis 7 ans, j'aurais préféré que la première méthode pour limiter les pics de recharge en soirée repose sur la mise à disposition de bornes pour recharger sur le lieu de travail en journée (et je ne suis pas gourmand, j'ai juste besoin d'une prise 220v/16A).
oups.
c'est plutôt 5% a l'aller et 5% au retour. (ça dépends du moteur)
comme je ne peux pas modifier je fais un nouveau post.
les grandes inconnues sont les pertes du volant d'inertie.