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Accueil du site > Actualités > Technologies > Innovation technologique et électricité : VOSS, un volant d’inertie en béton, (...)

Innovation technologique et électricité : VOSS, un volant d’inertie en béton, une solution pour stocker l’énergie solaire à faible coût


 

Le volant EnergieStro est constitué :


- D’un cylindre (1) capable de résister à une grande vitesse de rotation pour stocker l’énergie sous forme cinétique.


- Un moteur/alternateur (2) permet de transférer de l’énergie électrique au volant (accélération) puis de la récupérer (freinage).


- Les paliers inférieur (3) et supérieur (4) sont des roulements à billes.


- Une butée magnétique passive (5) supporte le poids du volant.


- Une enceinte étanche (6) maintient le volant dans le vide pour supprimer le frottement de l’air.


- Un convertisseur électronique (non représenté) transforme la tension continue aux bornes du volant
en une tension alternative haute fréquence pour le moteur/alternateur.

 

 

Cette vidéo est une présentation d'André Gennesseaux, un ingénieur mécanicien ayant inventé un volant d'inertie en béton pour stocker l'énergie électrique sous forme d'énergie cinétique.

 

La technologique VOSS :

EnergieStro innove avec son volant d’inertie VOSS (Volant de Stockage Solaire) en matériau à faible coût, le béton (en cours de brevet). Jusqu’ici les volants étaient faits dans des matériaux à haute résistance, très chers : fibre de carbone ou acier à haute limite élastique. Le nouveau matériau d’EnergieStro va permettre de diminuer d’un ordre de grandeur le prix du stockage de l’énergie.

 

EnergieStro innove encore avec un alternateur spécial à faibles pertes. Les alternateurs classiques ont un très bon rendement à pleine puissance, mais des pertes élevées à faible puissance, qui causent une auto décharge des volants en quelques dizaines de minutes. EnergieStro vise une durée de stockage d’une dizaine d’heures permettant de restituer la nuit l’énergie solaire stockée dans la journée. Cet alternateur a nécessité de résoudre le défi du refroidissement dans le vide.

 

Pour réduire encore les coûts, EnergieStro n’utilise pas de paliers magnétiques, trop chers, mais de simples roulements à billes, assistés par une butée magnétique passive, ce qui a nécessité de résoudre le défi de la lubrification dans le vide.

 

Expérience :

 

EnergieStro a testé ses volants en alimentant plusieurs sites pilotes pendant plusieurs années : une habitation, deux relais GSM, notre usine… Ils y ont accumulé des dizaines de milliers d’heures de fonctionnement et des centaines de milliers de cycles.

 

Avantage des volants sur les batteries :

  • Durée de vie illimitée : celle des batteries ne dépasse pas quelques milliers de cycles.
  • Insensibilité à la température : les batteries n’aiment pas les températures extrêmes.
  • Aucun matériau toxique ou stratégique : plomb, cadmium, lithium dans les batteries.
  •  

Source : EnergieStro.

 

Le principe de stockage d'énergie par un volant d'inertie n'est pas nouveau, même certaines voitures l'utilisent désormais pour stocker l'énergie cinétique de la voiture normalement perdue lors du freinage. Ce qui est nouveau, c'est l'emploi du béton, un matériau peu cher.

 

Une bonne idée qui va sans doute bien se développer et se généraliser

 

À voir !

 

 

Nota Bene :

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Tags : Innovation Energie Science et techno




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30 réactions à cet article    


  • 2 votes
    LesPetitsPasVersAutreChose (---.---.80.109) 27 septembre 2016 13:17

    Vraiment prometteur ! Quand est-ce que ça arrive dans les bonnes boutiques ? A quel prix ? Ca urge... smiley


    • 1 vote
      Maître Carré (---.---.114.32) 27 septembre 2016 14:23

      C’est une bonne idée de stocker l’énergie électrique dans un volant. Je me souviens d’ailleurs qu’un ancien magazine Science & Vie avait présenté un projet d’autobus alimenté par un volant horizontal sous le plancher. Il suffisait de lancer le volant le matin, et le bus pouvait rouler toute la journée.

      Mais je ne comprends pas qu’il dise qu’à cause du prix, le béton est meilleurs l’acier pour ce genre de volant. Surtout que, comme il dit, il faut « ficeler comme un rôti » le volant pour qu’il n’éclate pas avec la force centrifuge. Cela n’est-il pas coûteux de ficeler le volant ?

      De plus, le béton étant moins dense que l’acier, il ne peut pas stocker autant d’énergie à dimension égale.


      • 2 votes
        Croa Croa 27 septembre 2016 18:07

        À Maître Carré,

        C’est forcément coûteux de « ficeler » le volant, ce qu’il faut faire avec de l’acier ou avec un stratifié composite. D’après ce que j’ai comprit ça reste bien moins cher que la solution massive fonte ou acier.

        Effectivement le béton est deux fois moins lourd que l’acier (à la louche.) En plus même « ficelé » il reste sûrement plus fragile donc il ne peut pas tourner aussi vite. Finalement ce choix reste surprenant ! (Je pense pareil.)


      • vote
        Croa Croa 28 septembre 2016 00:06

        À Zatara

         ???

        Un volant acier ou en fonte est facile à produire en série. Un volant composite est sans intérêt (trop léger.) Toutefois nous parlons d’un volant béton cerclé fer ou composite : Effectivement c’est plus difficile à produire en série mais s’agissant d’un volant béton impossible de faire plus simple ! Les fabriquer tout de même en série n’est qu’un problème d’organisation finalement.

        La suite est purement physique : pour emmagasiner de l’énergie cinétique il faut de la masse et de la vitesse donc plus c’est lourd et plus ça va vite plus ça contient de l’énergie (niveau classe de 3e smiley ). Le seul intérêt d’en prévoir tout un groupe tient à la faisabilité de réaliser plutôt un seul gros au lieu de plusieurs petits : effectivement les bétons sont peu homogènes et un volant se doit d’être parfaitement équilibré... Finalement j’y crois de moins en moins à ce truc, tient !


      • vote
        zzz999 27 septembre 2016 15:39

        Nos anciens ont fait plus fort il stockait l’énergie dans des atomes de mercure préalablement massivement alignés dans un champ magnétiques très fort, c’est comme ça que les vimanas étaient alimentés.


        • 1 vote
          mac1 27 septembre 2016 17:37

          Peu de chiffres dans cette vidéo il me semble.
          Combien de Kwh stockés pour quel poids, quel encombrement et quelle vitesse de rotation ?


          • vote
            Croa Croa 27 septembre 2016 18:10

            À mac1,

            Sur l’original il y a un débat où sont abordé ces questions.


          • vote
            Croa Croa 27 septembre 2016 18:18

            À mac1 (suite)

            La vitesse de rotation n’est cependant pas abordée. À priori ça doit être du 12000t/mn pour une fréquence de service de 400Hz afin d’avoir la meilleure puissance massique comme dans une APU typique d’avion. (Mais je n’en sais rien en fait.)


          • vote
            Croa Croa 27 septembre 2016 18:44

            Actuellement (notamment en Espagne) sont déjà mis en place pour certaines centrales solaires à concentration la solution consistant à stoker l’énergie produite sous forme d’eau surchauffée ou d’autres fluides liquides en énormes ballons calorifugés : On ne lâche la vapeur dans les turbines qu’en fonction des besoins donc en partie la nuit.
            *
            Ce serait intéressant de comparer avec cette autre solution de stockage de l’énergie.
            Quelqu’un a-t-il un avis à ce propos ?


            • 3 votes
              sls0 sls0 27 septembre 2016 20:12

              @Croa
              La réponse est dans le comparatif que j’ai mis dans mon commentaire ci-dessous.
              Il faut prendre chaleur avec changement de phase du fait que vous parlez d’eau surchauffée.
              L’eau on peut la surchauffer jusqu’à 374° Le rendement est pas mal.


            • 2 votes
              sls0 sls0 27 septembre 2016 20:05

              Quand une évolution technologique me fait rêver, un coup d’oeil sur ce comparatif des moyens de stockage d’énergie me fait redescendre sur terre.
              Elles sont chiantes les lois physiques.
              12,5MJ/kg d’énergie mécanique pour le pétrole.
              0,032MJ/kg pour l’énergie cinétique.


              • vote
                Croa Croa 27 septembre 2016 20:16

                À sls0

                Merci, ton tableau répond aussi à ma question ! (La solution espagnole est meilleure.)


              • 4 votes
                BlueMan BlueMan 27 septembre 2016 20:59

                @sls0 : ce tableau n’a pas grand intérêt parce-que fondé sur l’énergie massique. Il est sur que par E=mc2, l’uranium gagne, et de loin, puisque cet élément est constitué de nombreuses particules élémentaires.

                Il serait plus intéressant de trouver un tableau comparatif montrant les efficacités des différentes solutions pour stocker de l’électricité.


              • vote
                pegase pegase 28 septembre 2016 00:23

                @BlueMan

                Le rendement surtout , pas un mot sur le rendement de ces systèmes, par contre le pompage turbinage (les fameuses STEP) atteint 83% pour les meilleurs installations ..


              • 1 vote
                Croa Croa 28 septembre 2016 09:55

                À pegase,

                Dans le tableau proposé par slsO t’as aussi les rendements de conversion.


              • 1 vote
                pegase pegase 28 septembre 2016 12:52

                @Croa

                Ils mettent 95%, mais ça ne prend pas en compte le facteur temps .. Un tel système conserve de l’énergie que pendant un temps donné assez court à mon avis .. 

                Alors qu’une STEP n’a pas de limites dans le temps, et puis il y a aussi le volume d’énergie ... imaginez le nombre de ces dispositifs qu’il faudrait pour remplacer seulement la STEP de Grand’Maison en Isère (1 800 MW) , alors que les plus grosses installations par énergie cinétique ne font que 10 ou 20 MW .....

                La France n’a qu’une centrale de plus de 1 000 MW, sa puissance totale en pompage/turbinage est de 5 098 MW (aucun grand projet en cours) :

                La plus puissante centrale de pompage-turbinage du monde est Bath County (3 003 MW), aux États-Unis, en Virginie ; elle est suivie par deux centrales chinoises : Huizhou (2 448 MW) et Guangzhou (2 400 MW) ; en 2020, la centrale japonaise en construction de Kannagawa prendra le 2e rang avec 2 820 MW.

                La centrale la plus puissante d’Europe est la centrale française de Grand’Maison, au 7e rang, suivie :

                • au 8e rang par la centrale britannique de Dinorwig (1 728 MW),
                • au 16e rang, par la centrale d’Entracque en Italie (1 317 MW),
                • au 28e rang par la centrale de Coo-Trois-Ponts en Belgique (1 164 MW),
                • au 31e rang par la centrale de Vianden (1 096 MW) au Luxembourg,
                • aux 36e et 38e rangs par les centrales allemandes de Goldisthal (1 060 MW) et de Markersbach (1 050 MW),
                • au 40e rang par la centrale autrichienne de Malta-Reisseck (1 026 MW),
                • aux 41e, 47e et 48e rangs par les centrales italiennes de Roncovalgrande (1 016 MW), d’Edolo (1 000 MW) et de Presenzano (1 000 MW).

              • vote
                Croa Croa 28 septembre 2016 15:44

                À pegase « Alors qu’une STEP n’a pas de limites dans le temps »

                Détrompes-toi ! Il y a au moins l’évaporation mais souvent aussi des fuites.


              • 1 vote
                sls0 sls0 29 septembre 2016 23:15

                @Zatara
                Ce tableau c’est de la thermodynamique basique que tout le monde peut comprendre.
                Je comprends qu’il dérange pas mal ceux qui on leurs salades à faire passer.


              • vote
                sls0 sls0 30 septembre 2016 16:16

                @Zatara

                Pour le cout, je laisse cela à la cour des comptes, c’est leur boulot et sont certainement plus performants que vous et moi, ils ont réussi à faire plier EDF coté démantèlement, les chiffres à quelques pourcents près doivent être corrects.

                Vous voulez comparer de la production d’énergie à un stockage d’énergie, on ne peut pas, votre raisonnement est biaisé, vos conclusions sont biaisées.

                Le tableau ne vous plait pas parce qu’il est simple et sans appel, il ne faut presque pas de connaissances pour le comprendre.
                Oui il dérange les croyants, les gobeurs compulsifs.

                C’est marrant que vous opposiez le nucléaire au volant d’inertie, à part le fait que les pompes primaires en sont équipées, je ne vois pas le lien. Le volant son boulot c’est stocker de l’énergie, qu’elle soit solaire ou nucléaire. Dans les deux cas ce n’est pas beaucoup.

                Vous pouvez trouver la production d’électricité journalière française, on doit trouver l’énergie stockable dans ces volants, en divisant l’un par l’autre vous aurez le nombre de mégatonnes de béton nécessaires pour le stockage.

                Vous remarquerez que je continue de vouvoyer ce qui est une marque de respect et éventuellement de sérénité.

                Coté Zatara ça tutoie et ça s’énerve pas manque d’arguments sérieux, désolé, n’est pas croyant ou gobeur qui veut mais c’est aussi bénéfique coté sérénité, on a pas de croyances à défendre, avoir la physique ou la mécanique de son coté ça aide pas mal.


              • vote
                sls0 sls0 1er octobre 2016 01:20

                @Zatara
                Vous pouvez continuer à tutoyer, ça ne me dérange nullement, je faisait seulement remarquer que c’était une preuve d’énervement. Ca arrive quand on est à cour d’arguments fiables.

                La cour des comptes c’est une dizaine de personnes avec de gros moyens coercitifs qui ont bossé pendant 3 mois pour sortir un rapport et vous voulez que je fasse mieux en deux trois heures ?

                Et oui c’est biaisé, d’un coté c’est du stockage et de l’autre de la production, un peu comme le seau et la pompe qui sert à le remplir, il n’ont pas la même fonction difficile à comparer.

                Et l’éolien c’est du stockage ? le biais, il est dans votre tête sls0, pas dans mon explication.

                Le sujet c’est le stockage d’énergie via un volant d’inertie, je démontre que ce n’est pas performant, je réponds par rapport au sujet. Vous venez avec vos centrales nucléaires et maintenant des éoliennes. Le sujet c’est le stockage. D’autres intervenants on parlé de moyens de stockage différents, ça reste dans le fil du sujet. Vous ça part dans tout les sens, on se recentre.

                En 2007 David Mackay a sorti un livre avec une autre approche sur l’énergie du futur, il compte en production possible par m², son raisonnement est assez imparable. Il m’a fait revoir certaines de mes positions. Pas de parti pris, des chiffres simples, reconnus et validés ensuite une règles de trois.
                Ce livre on peut le lire gratuitement sur ce site. Il m’a fait réfléchir, revoir mes à priori. Il est intéressant est pas dénué d’humour je vous en conseille la lecture.
                Je suis tombé sur ce livre en faisant une recherche sur l’énergie des vagues, on me demande souvent conseils pour l’éolien et le solaire, j’ai eu une question sur la récupération de l’énergie des vagues, dans ce livre j’y ai eu des réponses, il est complet et simple.


              • vote
                sls0 sls0 1er octobre 2016 16:36

                @Zatara
                Votre logique en arrière plan c’est détourner sur un autre sujet car n’ayant pas d’arguments valables à opposer sur le sujet principal.

                Si employer la méthode scientifique pour argumenter est pour vous un formatage, je suis formaté.
                Employer des méthodes rhétoriques de religions ou sectes est-ce du formatage ?

                Oui ça ressemblera toujours à de la mauvaise foi chaque fois que devant moi j’aurai des croyances et non une méthode scientifique qui a fait ses preuve depuis Galilée.


              • 1 vote
                sls0 sls0 1er octobre 2016 21:14

                @Zatara
                La méthode scientifique n’est pas opposée à l’imagination au contraire, c’est elle qui permet de valider ou invalider l’hypothèse due à l’imagination.

                Le cheminement c’est imagination découverte et contrôle scientifique pour valider.
                Le volant d’inertie ça fait des siècles qu’il est connu, c’est de l’équation de base de sciences pures et dures.

                Il suffit qu’une pub vous plaise malgré des incohérences et il faudrait que ce soit validé pour vous faire plaisir. Ca fait des siècles que l’on sait que l’on ne peut pas stocker beaucoup d’énergie dans ce système c’est tout. Vous aurez beau me critiquer, ça ne changera rien aux lois physiques.
                Oh c’est du niveau collège/lycée, je veux bien en discuter avec un enfant de 10-12 ans, avec un adulte, il y a un coté lassant. Il fallait faire attention à ce que disait le prof. Merde alors, c’est le cancre de service qui fait chier celui qui a écouté en classe, c’est le monde à l’envers.

                Toute votre rhétorique ni changera rien, on ne sait pas stocker beaucoup d’énergie dans un volant d’inertie. La vraie vie ce n’est pas un dessin animé, il y a des lois physiques.
                Un rappel du cour du collège au moment où vous dormiez :
                Le moment d’inertie c’est : J=1/2 m*R² (pour un cylindre plein)
                Et l’énergie développée est : E=1/2 J* ?² (oméga s’exprime en radians par seconde)

                La France produit 1 504 310 400 joules d’électricité par jour, pour stocker cette énergie dans des systèmes de volant de 2m de diamètre tournant à 3000tr/min il faut 593 275 952 793,6 tonnes de béton. l’équivalent d’un cube de 6 110m de coté.
                Ca va maintenant après ce petit rappel des années collège ?

                C’est tellement basique que je n’arrive pas à comprendre que ce ne soit pas évident pour vous.


              • vote
                sls0 sls0 2 octobre 2016 00:48

                @Zatara
                Le sujet de l’article c’est le stockage d’énergie.
                Le jour où il y aura un article sur le solaire, on parlera de solaire.
                Dans la tartine que j’ai mis, il y a un cube de béton de 6km ce qui rend le stockage à inertie assez indigeste.
                En langage grimaultien l’équivalent de 88 033 pyramides de Kéops.

                J’installe du solaire et de l’éolien, je connais, savez vous que la production annuelle de lithium suffit à équiper 10 millions de voiture, pas plus. On est mal barré coté stockage.
                Plus haut une personne a parlé de solaire thermique, ça permet le stockage de l’énergie sous forme de sels ou eau surchauffée. Là ça me va en production.
                Dans la cambrousse j’installe du photovoltaïque, pour une consommation style cambrousse c’est le top. Pour notre style de consommation il vaut mieux l’oublier.
                J’ai du solaire chez moi, en ce moment avec Matthew qui est passé en catégorie 4, j’en ai à minima pour 4 jours sans production. Le solaire dans le cadre d’un panachage c’est bien, ne compter que la dessus c’est du déboire en vue.

                Je ne sais pas si bilan carbone vous dit quelque chose, mais un panneau construit en Chine et installé en France, son bilan carbone, c’est au bout de 30 ans qu’il est amorti. Vous parlez d’un vue d’ensemble.

                Un français consomme 7 289 kWh/an ce qui fait une moyenne de 832W, un panneau photovoltaïque a un rendement de 17%, il faut donc 832/0,17= 4894W d’installés.
                Quand on regarde la surface des fermes de production et qu’on fait le rapport avec la puissance installée c’est 22W/m². Je divise dons les 4894 par 22 ça fait 222m² de panneaux solaire par personne, oui ça fait une grande toiture si on vise l’individuel, si l’on vise le collectif, c’est un carré de 120km de coté, il n’y a pas que la muraille de Chine qui sera visible de l’espace.

                Que de la basique règle de trois avec des éléments que l’on trouve sur internet. Ne cherchez pas à éviter de répondre à du basique en sautant du coq à l’âne comme d’habitude.

                Ce brave cyclone fait que j’ai pas mal de temps libre vu les conditions climatiques. Je peux perdre mon temps avec quelqu’un qui maitrise plus le sophisme et la dialectique que de la technique vraiment basique.


              • vote
                sls0 sls0 2 octobre 2016 18:50

                @Zatara
                Plus haut j’avais mis un lien pour un livre assez pertinent et imparable au niveau raisonnement. J’ai dû revoir certaines de mes hypothèses suite à sa lecture.
                Lisez le, il est sans parti pris, des chiffres bruts sans interprétations.
                Vous y trouverez des arguments pour le solaire. C’est surtout la sobriété que l’on voit en filigrane, s’il y a un message c’est celui là.
                Il a le mérite de remettre l’église au milieu du village, j’ai dû modifier ma façon de voir. Suite à sa lecture on a une meilleure vu d’ensemble car au niveau énergies alternatives il est vraiment complet.

                Il est tellement complet que je me sers d’une partie de ses calculs pour calculer les dégâts des vagues sur la cotes. Avant je ne donnais que la surcote et la zone de dégâts.

                Lisez le, il est agréable à lire et il y a même une petite touche d’humour.
                Les grands maitres des ONG écolo en parle en bien ça veut dire que tout le monde y trouve ses petits grâce à sa neutralité.



                • 1 vote
                  Croa Croa 28 septembre 2016 15:39

                  À l’auteur ; Tu t’es trompé là « Un convertisseur électronique (non représenté) transforme la tension continue aux bornes du volant en une tension alternative haute fréquence pour le moteur/alternateur. »
                  (On se fout de ce que fait le « convertisseur » dont les fonctions sont complexes et sûrement pas celles que tu indique ici ! Je présume que tu as mal lu le descriptif et vouloir résumer ça sans avoir comprit est assez casse-gueule smiley )


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                    BlueMan BlueMan 28 septembre 2016 16:51

                    @Croa : non, je ne me suis pas trompé pour la simple raison qu’il s’agit d’un copier/coller du texte original pris sur le site du constructeur. ^^


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                    Croa Croa 28 septembre 2016 23:18

                    À BlueMan,

                    Impossible !

                    - Le volant est un dispositif mécanique. Comment pourrait-il avoir des bornes ?

                    - Les cellules font du continu, certes, mais un onduleur transforme ça en 50Hz (surtout les cellules récentes qui disposent de leur propre onduleur interne afin de minimiser les pertes en cas d’ombres portés. Comme tout est synchrone ça peut se brancher en parallèle.)

                    - Sinon effectivement ce n’est sûrement pas du 50Hz au niveau du moteur/alternateur. Pour gagner en puissance massique l’usage de fréquences proche du 400Hz (comme dans un APU d’avion) est possible mais on reste dans les basses fréquences sans aller jusqu’à prévoir une haute fréquence supposant des vitesses de rotation invraisemblables.


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                    BlueMan BlueMan 29 septembre 2016 18:07

                    @Croa : le mieux, c’est que tu ailles sur le site du constructeur. Et, au pire, écris leur si tu ne comprends pas comment ça marche.


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                    sls0 sls0 1er octobre 2016 01:33

                    @BlueMan
                    A priori Croa maitrise, la connaissance il a ce qui lui permet de faire la remarque.
                    Le fait que vous êtes passé à coté indique soit une distraction soit une méconnaissance du sujet.
                    Ensuite écrire ’’si tu ne comprends pas’’ je trouve cela comique.



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