Un schéma montre le cadre de décision intertemporel pour gérer la dégradation des batteries lithium-ion. une, Variables de décision, objectifs et intrants clés pour chaque décision et leurs relations. b, Le diagramme de flux de données montre les procédures de simulations et de décisions nécessaires pour mettre en pratique le cadre et le flux de données de chaque procédure à la suivante. MBU, avantage marginal de l'utilisation ; ABU, bénéfice moyen de l'utilisation ; ACD, coût moyen de la dégradation. Crédit :Université Carnegie Mellon, Département de génie civil et environnemental
Les systèmes d'alimentation basés sur les énergies renouvelables qui ont des émissions de carbone nulles ou faibles nécessitent un stockage d'énergie à la demande comme les batteries lithium-ion. Mais, la dégradation de ces batteries est une préoccupation majeure sur le plan opérationnel et économique.
Dans un nouveau journal, « Un cadre décisionnel intertemporel pour la gestion du stockage électrochimique de l'énergie, " Publié dans Énergie naturelle , Les chercheurs de l'Université Carnegie Mellon et de l'Université Tsinghua proposent un nouveau cadre qui traite de la dégradation des batteries lithium-ion, également connue sous le nom de stockage d'énergie électrochimique (EES). Ils le font en dérivant, mettre en place et optimiser de nouvelles métriques.
Les chercheurs de Carnegie Mellon Guannan He, Panayiotis Moutis, Soummya Kar et Jay Whitacre, a collaboré avec Qixin Chen de l'Université Tsinghua. Les travaux ont été menés, en partie, à l'Institut Wilton E. Scott pour l'innovation énergétique de la CMU.
« Les coûts des batteries lithium-ion ont considérablement baissé ces dernières années. Ces batteries, surtout ceux qui sont à bas prix, se dégradent avec l'utilisation et sont maintenant envisagées pour une utilisation dans de très grandes installations de stockage d'énergie reliées au réseau, " dit Whitacre, le Trustee Professor in Energy au College of Engineering et directeur du Scott Institute. « Un outil de planification et de prise de décision opérationnelle perfectionné qui évalue et traite correctement les pannes de batterie en fonction de l'utilisation sur de nombreuses années est nécessaire pour tirer un avantage économique optimal du système. »
« Développer une approche complète et rigoureuse qui évalue et gère de manière optimale la dégradation de l'EES sur différents horizons de décision est impératif pour atténuer le risque de perte de valeur résultant d'une prise en compte inappropriée de la dégradation de l'EES, " a-t-il dit, un doctorat étudiant au Département d'ingénierie et de politiques publiques.
Les auteurs présentent deux métriques pour les décisions d'exploitation et de planification de la batterie :le bénéfice marginal de l'utilisation et le bénéfice moyen de l'utilisation. L'avantage marginal de l'utilisation apporte des informations à long terme aux décisions à court terme et est prouvé dans le document pour permettre la maximisation des avantages du cycle de vie lorsque des décisions à court terme sont prises.
Les chercheurs ont mené deux études de cas, qui a indiqué que le cadre proposé peut améliorer la valeur du cycle de vie de l'EES de plus de 30 % par rapport à la méthodologie commune de répartition des batteries largement utilisée.
