L'entreprise ferroviaire BLS donne le bon exemple

Une usine pionnière avec une batterie de sodium pour stocker l'énergie solaire

BLS modernise constamment sa technologie et applique des solutions innovantes et tournées vers l'avenir. Le nouveau bâtiment technique et la station de commutation de Holligen/BE sont alimentés par des panneaux photovoltaïques. Le système a été installé par la société Alectron AG, basée à Ruswil. Une nouvelle caractéristique était le stockage de l'électricité dans une batterie de sodium. Ce système de stockage durable et écologique a été fabriqué par Innovenergy GmbH de Meiringen. Ce système représente une installation pilote avec une alimentation électrique indépendante.

Le poste de commutation de Holligen alimente en électricité les lignes ferroviaires en direction de Neuchâtel, Schwarzenburg, Fribourg et la gare de Berne. Avec le concept technologique choisi, en accord avec la stratégie énergétique du gouvernement fédéral, le BLS a pris sa responsabilité au sérieux et a misé sur une technologie de construction durable ainsi que sur un stockage d'électricité respectueux de l'environnement grâce à des batteries au sodium. BLS est ainsi la première entreprise ferroviaire à utiliser concrètement cette nouvelle technologie. Le poste d'aiguillage de Menznau utilise également une batterie de sodium pour stocker l'électricité.


Le cœur, la batterie au sodium

Cette technologie est née en Afrique du Sud dans les années 1980. Les batteries de sodium installées dans l'usine BLS de Berne sont produites par l'entreprise FZSoNick à Stabio/TI. Ces derniers ont à leur tour été intégrés dans un système de stockage par batterie avec fonction ASI et contrôle intelligent par innovenergy de Meiringen. Battery Consult, également de Meiringen, a poursuivi le développement et l'optimisation de la batterie au sodium ces dernières années avec le soutien d'un projet de recherche brésilien.

La batterie au sodium FZSoNick présente des avantages essentiels tels que :

  • Elle ne peut ni brûler ni exploser
  • Elle est 100% écologique et durable
  • Elle est produit à partir de matières premières abondantes (dont le sel des salines suisses).
  • Elle a une longue durée de vie, jusqu'à 25 ans.
  • Elle prend 3 fois moins de place que les batteries au plomb.
  • Elle est 100% recyclée
  • Elle fonctionne indépendammente de la température extérieure

La solution de stockage d'innovenergy a attiré beaucoup d'attention lors du salon Energy Storage Europa de Düsseldorf et du salon ees/Intersolar de Munich en 2019.
 

Un concept durable pour une consommation d'énergie optimale

Les conditions particulières du climat intérieur du bâtiment technique devaient être respectées. L'équipement technique nécessite une température intérieure de 10 à 26° C. Le bâtiment a été isolé dans une moindre mesure. Cela permet à l'excès de chaleur dégagé par les équipements techniques de s'échapper à travers l'enveloppe du bâtiment. En hiver, l'air extérieur rafraîchit les pièces. Il y a un plancher creux qui sert d'isolation thermique. Si cela ne suffit pas, il est possible de réguler la température avec le climatiseur pour qu'elle ne descende pas en dessous de 10° C. Pendant les périodes de transition du printemps et de l'automne, le climat intérieur est régulé par la circulation de l'air. L'air chaud est introduit dans le plancher creux par un tuyau. En été, l'air frais est soufflé dans la pièce depuis le plancher creux grâce à la ventilation contrôlée. Si cela ne suffit pas pour refroidir, on utilise le système de climatisation.

Cas hivernal : la chaleur interne est dissipée par la transmission de l'enveloppe du bâtiment.

Cas d'été : le climat intérieur est assuré par les unités de climatisation.

Printemps/automne : le climat intérieur est assuré par l'activation du plancher creux.

L'importante alimentation électrique

Un système photovoltaïque est installé sur le toit plat du bâtiment technique. Elle fournit l'électricité nécessaire aux équipements techniques à l'intérieur du bâtiment. Le système utilisé pour l'alimentation sans interruption (ASI), c'est-à-dire une véritable alimentation de secours, est alimenté par la batterie de sodium. En cas de panne de courant, le système UPS continue à fournir du courant pendant une demi-heure. L'avantage de la solution choisie : un seul système de batteries d'accumulateurs est nécessaire pour les deux fonctions « station de commutation d'alimentation » et « système ASI ».

BLS est la première entreprise ferroviaire à opter pour le stockage de l'électricité dans une solution de batterie au sodium. Les batteries au sodium sont composées de 32 % de sel de table normal, 22 % de nickel, 22 % de fer et 20 % de céramique. Ils sont fabriqués à 100 % en Suisse. Les batteries au sodium ont une durée de vie plus longue que les batteries classiques au plomb ou au lithium-ion. En moyenne, ils accomplissent leur tâche de manière fiable pendant 20 ans ou plus. Les matières premières utilisées sont à nouveau recyclées.

Le cycle : système PV et système de stockage par batterie au sel assure un niveau d'autosuffisance de 100 % pour le système de technologie ferroviaire en été. Grâce à cette nouvelle stratégie, la BLS économise près de 2/3 de l'énergie nécessaire au refroidissement de son nouveau bâtiment technique. Cela correspond à la production annuelle de 14 réfrigérateurs. La production d'énergie propre prévue de l'installation solaire couvre une demande annuelle d'électricité de 3 à 4 ménages. En outre, des coûts supplémentaires d'exploitation et de maintenance peuvent être économisés. À long terme, il s'agit d'une solution économiquement bienvenue.

Le système basse tension dans le bâtiment technique et sur la plate-forme est alimenté par le système PV et la batterie au sodium indépendante. Ils garantissent un fonctionnement sûr à tout moment. BLS entend continuer à développer le concept de « stockage indépendant de l'énergie » et rendre ainsi son infrastructure adaptée à l'avenir et efficace sur d'autres sites.

Demandé …

chez Elmar Bumann – Chef de l'ingénierie structurelle BLS

Quelles ont été les principales raisons du choix d'un système de stockage de batterie au sodium ?Dans le cadre de la stratégie énergétique pour les transports publics 2050 (ESÖV) de l'Office fédéral des transports (BAV), le BLS s'est inscrit dans une idée de projet plus vaste concernant l'énergie solaire avec un stockage durable des batteries au moyen d'accumulateurs au sel. Lorsque le projet innovant nous a été attribué, nous avons voulu acquérir de l'expérience avec la batterie au sel évaluée dans le cadre d'un projet plus modeste. La batterie au sel est durable et respectueuse de l'environnement, en plus de répondre à toutes les exigences techniques.

Était-il déjà possible de s'inspirer de l'expérience pratique ?Oui, avec Battery Consult et Innovenergy, nous avions deux partenaires impliqués dans la mise en œuvre du projet qui avaient déjà une expérience pratique de l'utilisation des batteries au sodium. Cette expertise existante a servi de base au développement d'un système de gestion de l'énergie qui pourrait être conçu précisément pour répondre aux besoins de BLS.

Quelle est la fourchette de prix des batteries au sodium par rapport aux batteries classiques ?La batterie au sodium est 10 à 15 % plus chère à l'achat. Cependant, dans notre analyse LCC (coûts du cycle de vie), cette batterie permet d'économiser des coûts et des ressources. Sur la base de ce résultat, à long terme, la batterie au sodium est moins chère que les batteries classiques. Un effet secondaire positif et souhaité est le bénéfice évident pour l'environnement.

Des « problèmes de démarrage » ont-ils dû être résolus pendant la mise en service ou tout a-t-il fonctionné dès le départ ?
Grâce à une planification minutieuse du système photovoltaïque couplé au système de stockage de batterie au sodium d'innovenergy, la mise en œuvre s'est déroulée sans problème notable. La mise en service de l'alimentation sans coupure (ASI) a posé des problèmes. Comme le BLS a développé et mis en œuvre le premier système UPS de ce type en Europe, ces éléments ont été pris en compte dans l'évaluation des risques à l'avance. Après quelques optimisations, le système a fonctionné sans problème.

Pouvez-vous déjà dire quelque chose sur l'opération jusqu'à présent ? Le pas à franchir pour cette nouvelle technologie en vaut-il la peine ?Les techniciens du bâtiment de la BLS ont enregistré et contrôlé en permanence les données du système. L'installation photovoltaïque, le système de stockage de batterie au sodium et l'onduleur fonctionnent de manière fiable et sans défaillance notable. Les premières évaluations tendent à confirmer les hypothèses que nous avons formulées dans le projet. L'expérience acquise est continuellement intégrée dans l'optimisation de l'usine existante et servira de base à la réalisation de tous les autres projets comparables.

Pour plus d'informations :
BLS AG
Genfergasse 11
CH-3001 Berne
Telefon: +41 58 327 27 27
kundendienst@bls.ch
www.bls.ch