Stockage d'énergie gravitaire

[grelinette]

Bonjour,

C'est juste une petite question pour bien comprendre le principe de stockage d'énergie, et éventuellement donner des idées !

Quelle énergie représente un volume d'eau de 1000 litres stockés à 10 mètre de haut ?
(et accessoirement, quelle énergie faut-il pour stocker cette énergie ?)

Sur Econologie nous avons déjà évoqué plusieurs projets de stockage d'énergie :
- masses qui tournent,
- wagons qui remontent de gros blocs de béton sur une pente (post que je n'ai pas retrouvé),
- etc...
mais j'ai souvent lu que le stockage de l'eau en hauteur avait un des meilleurs rendements, de l'ordre de 80 % !.

Comment est calculé ce rendement ?

Il y a sans doute de nombreux paramètres qui influent sur le calcul, notamment le rendement de la pompe qui monte l'eau en hauteur, ce qui sous-entend que dans le cas d'un barrage où l'eau est stockée par gravité (remplissage par une rivière), donc sans énergie apportée, ce rendement est encore plus rentable. Ceci dit, quand on voit certains projet pharaoniques, pourtant justifiés par des études scientifiques, le déplacement et le stockage de l'eau semble plus simple et plus économique...

Mais est-il rentable qu'une énergie produite et non utilisée soit stockée dans un réservoir d'eau en hauteur ?

Et à partir de quel volume de stockage d'eau, ce stockage est-il intéressant, par exemple pour une habitation individuelle ?

Je pense par exemple à une éolienne individuelle tournant toute la journée, ou une toiture de panneaux PV en plein été, production d'énergie qui permettrait de remonter de l'eau sur un point eau pour être utilisée ultérieurement.

Certains rappelleront sans doute que le plus rentable reste encore de renvoyer le courant produit et non utilisé dans le réseau électrique plutôt que de faire tourner une pompe, mais dans le cas d'un site non relié au réseau (un écogîte en montagne par exemple), ou par choix, on peut souhaiter ne pas renvoyer cette énergie dans le réseau.

Certes, l'eau est un matériau qui peut devenir couteux et rare, ce qui change surement la donne, mais la récupération des eaux pluviales se développe, ou tout simplement, dans certaines régions les piscines représentent des volumes d'eau astronomiques qui sont déversés dans les égouts à l'automne, ou au printemps lorsque les piscines sont vidées pour être remise en eau avant l'été.

[izentrop]

Quelle énergie représente un volume d'eau de 1000 litres stockés à 10 mètre de haut ?

27 wh, pas grand chose donc
http://enrj.renouvelables.free.fr/energ ... lique.html

le stockage de l'eau en hauteur avait un des meilleurs rendements, de l'ordre de 80 % !.

Peut-être avec un équipement industriel ... En amateur si tu obtient 60 % ce sera beau, pareil à la reconversion en électricité et encore ça doit être moins que ça.

[Gaston]

Le stockage par pompage de l'eau est intéressant parce que la matière première est souvent disponible en grande quantité et on peut faire "facilement" des stockages immenses (plusieurs millions de m3) sans trop de danger.

Pour une maison individuelle, on peut considérer qu'un stockage de 10kWh est intéressant.
Il suffit donc de pomper 30m3 d'eau à une hauteur de 120 mètres... ou 300m3 à 12 mètres

Par contre, il peut être intéressant d'utiliser l'énergie en excès pour "simplement" pomper de l'eau qu'on utilisera plus tard, comme le faisaient les éoliennes d'autrefois en stockant l'eau dans des réservoirs à quelques mètres de hauteur pour alimenter les arrosages.

[simplino]

Amusant de constater que la gravitation est une force faible rikiki !!

et aussi que certains ont tout oublié des bases de l'énergie à leur remettre dans le cerveau pas à pas lentement !!
Mettre une grande piscine en haut de sa maison à 12m.

car 1Joule c'est forcer de 1m contre un Newton et vu l'accélération terrestre de 9,81m/s2 forcer en remontant de 1m un Kilogramme poids c'est une énergie de 9,81Joules !!!
1 Watt c'est un Joule par seconde et remonter un kilo de 1m/s c'est 9,81 Watts et 102kilos à 1m par seconde c'est 1kWatts !
donc vu que 1kWh c'est un travail de 1000Joules par seconde pendant une heure on utilise 3600s fois 1000 Joules soit 3,6 millions de Joules pour moins 0,1€ !!!
Donc 10kWh c'est 36 millions de Joules de fait remonter 36/9,81 de fois 1 litre d'eau de 1kg sur 1 mètre de haut !!
Donc on stocke à 1m de haut 3,67mille m3 ou à 12m 306m3 d'eau !!

La chaleur de 10kWh dans une buche est stockée dans un poids de 2kg de bois, à condition de ne pas tout perdre dans la cheminée en foyer ouvert !!

La chaleur stockée dans une masse de 1m3 de terre argile chauffée de 36°C en plus (de 20 à 56°C ) est de 10kWh aussi , ce qui explique pourquoi un poêle de masse doit faire au moins plus d'une tonne !!
Dans de la chaux vive ou autre réaction chimique on stocke 10 à 1000 fois plus comme le gazoil, la graisse du corps et l'essence 10kWh par litre !!

Enfin pour perdre un kilo de graisse en trop avec notre rendement humain mécanique de 20% il faut monter 7200m de dénivelé sans rien manger en plus !!

Donc faites de l''exercice très intense si vous aimez trop la cochonnerie graisseuse ou sucrée !!

A raison d'un Himalaya par jour vous perdrez un kilo par jour !!

[Ahmed]

A raison d'un Himalaya par jour vous perdrez un kilo par jour !!

Ce sera le moment d'en profiter pour remonter un gros bidon d'eau au sommet: double gain!

[chatelot16]

le rendement d'une pompe a eau n'a rien a voir avec industriel ou amateur

le rendement d'une pompe a bras pour puit est très bon , proche de 100% parce que c'est a basse vitesse ... le rendement de pompe centrifuge industrielle est souvent assez minable parce que optimisé dans un autre but , reduire le prix de la pompe et peu importe l'energie consomé vu qu'elle est pas chere : oui l'energie n'est pas encore assez chère pour que tout le monde l'èconomise !

pour calculer l'energie stocké dans de l'eau c'était simple a l'epoque ou l'unité d'energie etait le kg.m : monter un kg d'eau de 1m stocke 1kg.m

maintenant l'unité iso d'energie est le joule ... mais il faut savoir que 1J = 1N.m

donc monter 0,1 kg d'eau fait 1 N , et monté a 1m fait 0,1 joule

pour continuer d'embrouiller le joule unité legale n'est pas l'unité usuelle d'energie : l'unité usuelle est le kWh : l'etat et l'edf sont hors la loi en utilisant le kWh

un joule est 1 W.s ... pour passee au W.h il il a un rapport 3600 parce que 3600 s dans une heure

[Christophe]

Oui le stockage gravitaire par eau nécessite soit des volumes soit des hauteurs importantes!

La formule est simple (énergie potentielle brute stockée en joules): Ep = mgh = rho (masse volumique) * volume * 9.81 * h soit pour l'eau 9.81*v*h soit 98100 Joules pour 1000L à 10 m soit 98 100 / 3 600 000 = 0.02725 kWh soit 27,25 Wh comme dit plus haut...donc quasi rien du tout!

J'ai eu la chance de survoler le lac artificiel EDF de pompage turbinage de Revin dans les ardennes l'année dernière, voici quelques photos: energies-renouvelables/edf-lac-artificiel-de-turbinage-pompage-de-revin-t13865.html

[chatelot16]

le stockage gravitaire de l'eau est bon quand on a de l'eau gratuite et un reservoir a bas prix , comme un lac artificiel

si il faut construire le reservoir entierement c'est difficilement rentable

cas particulier : nappe phreatique a grande profondeur ... on pourait imaginer une pompe du style pompe pour forage reversible servant aussi de turbine

difficilement rentable pour stockage d'energie seule , mais est ce interressant combiné a une pompe a chaleur geothermique : non seulement on utilise l'eau comme source de chaleur pour la pac , mais on pompe quand on a de l'electricité de trop et on turbine quand on en manque

chez moi une citerne de 50m3 existe deja ... la nappe est a 100m de profondeur : ça fait 13600Wh ... 13kWh ... finalement des clopinette par rapport au prix du forage a 100m

[Christophe]

le stockage gravitaire de l'eau est bon quand on a de l'eau gratuite et un reservoir a bas prix , comme un lac artificiel

Euh un lac artificiel cela coute bonbon tout de même!!

Donc l'idéal c'est d'avoir 2 lacs naturels exploitables...Évidement c'est rare mais on trouve le cas dans la station du Lac Noir / Lac Blanc dans les vosges par exemple!

C'était d'ailleurs la première station de pompage turbinage en France (dans le monde???) : j'en avais déjà parlé ici solaire-photovoltaique/photovoltaique-en-ecogite-petite-question-stockage-energie-t8225-10.html#p137760

On peut aussi avoir un lac en hauteur et une source d'eau en bas pourvu qu'elle ait assez de débit donc pas forcément un lac, je ne sais pas pourquoi EDF n'a pas fait ceci à Revin, car on voit bien sur les photo la proximité de la Meuse...et un beau dénivelé entre le lac naturel du bas...ce qui aurait éviter d'avoir à construire celui artificiel du haut.

Peut être une histoire de "débit" trop important remis dans la meuse en cas de turbinage?

[grelinette]

le stockage gravitaire de l'eau est bon quand on a de l'eau gratuite et un reservoir a bas prix , comme un lac artificiel

Euh un lac artificiel cela coute bonbon tout de même!!

En fait, pas si cher que ça si tu fais comme certains agriculteurs : un grand trou dans le sol au tracto, la terre de fond mise sur les 4 côtés comme rebords, puis un feutre géotextile et une membrane EPDM 1mm ("Firestoneliner", entre et 3 et 5 € du m², garantie 20 ans). Coût total : moins de 4000 €.

Grande réserve d'eau

Chez moi, il y a une réserve d'eau qui récupère l'eau de pluie des toitures des bâtiments. Je l'ai remise en état il y a 2 ans et depuis elle est quasi pleine de septembre à juin. La membrane EPDM est très lourde à déplacer même pliée, mais une fois sur place et dépliée, à 2 nous l'avons facilement posée.
La réserve fait environ 15 m x 15 m par environ 2 m de profondeur, soit environ 450 m3 d'eau.

Petite réserve d'eau

J'avais le projet de mettre une éolienne pour faire circuler cette eau en circuit fermé, la filter en passant, et en stockant une partie en hauteur (il y a juste à côté une butte d'envion 6 m de haut) pour avoir de la pression et éventuellement actionner un dispositif de production d'énergie.