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L’énergie congelée dans le congélateur: un stockage thermique à long terme arrive

Jason Dreisbach passe au moins une demi-douzaine d’appels chaque semaine de personnes essayant de lui vendre la technologie pour réduire les coûts énergétiques. En tant que propriétaire de Dreisbach Enterprises, propriétaire d’une chambre froide opérant dans le nord de la Californie, il est une cible populaire. L’entreposage frigorifique – du stockage des aliments surgelés à la réfrigération des aliments et des restaurants – a l’un des coûts énergétiques les plus élevés de tous les secteurs; les dépenses énergétiques viennent généralement après les salaires.

Dreisbach tolère les arguments de vente qui alimentent une gamme de solutions énergétiques, de l’éclairage LED aux toits solaires en passant par les piles à combustible. Lorsque Viking Cold Solutions s’est tourné vers la technologie de stockage de chaleur en 2017, son intérêt a été éveillé car, bien qu’il ait eu de nombreuses questions, « ce n’est pas un concept étranger », a-t-il déclaré. La bataille dans les entrepôts frigorifiques n’est pas de garder les choses froides, mais d’éliminer la chaleur. « Nous nous battons constamment [British thermal unit] intrusion », a expliqué Dreisbach. Viking Cold a offert quelque chose qui a aidé dans le combat.

L’entreposage frigorifique est depuis longtemps la cible des programmes d’efficacité énergétique et de réponse à la demande en raison de ses besoins énergétiques intenses. Pourtant, ces installations omniprésentes ne sont pas pleinement utilisées pour leurs économies d’énergie ou leur potentiel en tant que ressources énergétiques flexibles. Certaines entreprises prometteuses avec des solutions de stockage de chaleur mécaniquement complexes ciblant les secteurs commerciaux, y compris la chaîne du froid, ont quitté leur emploi ou se sont tournées vers des offres basées uniquement sur des logiciels.

Il est difficile de vendre une entreprise, en particulier des épiceries ou des entrepôts de produits surgelés, renoncer à des carrés précieux pour toute solution de stockage d’énergie ou exposer les produits de vos clients à des économies de coûts. En conséquence, Viking Cold a constaté que bon nombre de ses clients potentiels avaient un succès limité à participer à la gestion de la demande. Jusqu’à récemment, la plupart des services publics ne recherchaient pas activement le stockage d’énergie à long terme dans le cadre de leur portefeuille de flexibilité de réseau. Maintenant, tout est en train de changer.

Grande cible, facilement négligeable

Viking Cold Solutions n’avait pas prévu de développer une technologie pour les services publics à utiliser comme ressource réseau. Son fondateur voulait simplement transporter plus efficacement les aliments surgelés entre Jacksonville, en Floride et Porto Rico pour des clients tels que Sam’s Club. La solution brevetée utilise le stockage de chaleur au profit des fournisseurs et des utilitaires de stockage d’aliments surgelés.

En termes simples, toutes les solutions d’énergie thermique impliquent de l’eau de chauffage ou de refroidissement ou un autre moyen qui est ensuite utilisé pour déplacer les charges énergétiques. Dans le cas de la technologie Viking Cold, elle améliore également l’efficacité. Le stockage de chaleur est actuellement une part petite mais croissante du marché du stockage d’énergie en dessous d’un mètre, selon les analystes du stockage d’énergie de Wood Mackenzie.

Source: Wood Mackenzie Power & Renewables

La technologie Viking Cold pour les entrepôts d’aliments surgelés ressemble à un radiateur posé au-dessus de grilles d’aliments surgelés. Ils sont constitués de bouteilles en plastique scellées remplies d’eau et de sels de sel dissous qui agissent comme un matériau de phase pour l’absorption de l’infiltration thermique à l’intérieur du congélateur. Il n’y a pas de composants mécaniques dans le système, mais le matériau à changement de phase est associé à une plate-forme d’intelligence qui optimise la température et la consommation d’énergie et se connecte à presque tous les systèmes de gestion de bâtiment ou de stockage.

«Avec notre technologie, nous traitons essentiellement les matériaux à changement de phase comme une batterie thermique», a déclaré James Bell, président et chef de la direction de Viking Cold Solutions. «Nous savons exactement combien d’énergie il y a à l’intérieur. Avant de stocker la chaleur, les gens ne faisaient que deviner. Il a en outre noté que les pratiques d’économie d’énergie pour ce secteur utilisent traditionnellement la nourriture ou le bâtiment comme moyen de stockage d’énergie, «mais maintenant nous avons quelque chose de spécifiquement conçu pour le stockage d’énergie qui est sans danger pour les aliments et l’environnement.» Les systèmes peuvent fournir plus de 12 heures. les changements de charge, améliorant l’efficacité du refroidissement de 25% en moyenne.

Né en Floride, majeur en Californie

Dreisbach Enterprises et la San Diego Food Bank sont deux sociétés basées en Californie qui ont investi dans la technologie Viking Cold pour gérer leurs activités plus efficacement. Dans l’accumulateur de chaleur, ils ont trouvé une puissante solution de stockage à long terme qui les aide à tout faire, de l’intégration plus rentable des énergies renouvelables à une résilience accrue pendant les pannes de courant, en plus de participer à plusieurs programmes de services publics d’une manière qu’ils ne pouvaient pas auparavant. Viking Cold est un développeur agréé pour les projets du California Self-Generation Incentive Program, qui fournit des fonds pour la mise en œuvre du stockage d’énergie derrière le compteur.

Le stockage moyen d’un réfrigérateur a un potentiel de stockage d’énergie d’environ 1 mégawatt, selon Viking Cold. Dans le cas de Dreisbach Enterprises, en 2017, elle a intégré la technologie dans une partie de l’une de ses installations de 100000 pieds carrés dans le nord de la Californie, ce qui réduit désormais près d’un demi-mégawatt de congélation par jour pendant 13 heures. Avant l’installation, Dreisbach utilisait une pratique courante d’entreposage frigorifique connue sous le nom de volant d’inertie (également appelé flottant), qui consiste à sous-refroidir les aliments, puis à arrêter les systèmes de réfrigération pendant une charge de pointe coûteuse de six heures.

« Ce que Viking Cold nous a permis de faire, c’est [to avoid] en refroidissant au degré que nous avions, puis vous le chassez beaucoup plus longtemps », a déclaré Dreisbach. « Au lieu de six heures, nous conduisons 12 ou 13 heures, six jours par semaine, sans allumer nos plus gros compresseurs. » Le résultat est une période de remboursement de 22 mois au lieu de 36. D’autres avantages sont apparus: ce n’est tout simplement pas aussi inconfortable dans l’entrepôt lorsque les employés travaillent parce que les fans fument moins; Les besoins et les coûts d’entretien et de maintenance ont été réduits, et lors du récent arrêt de 24 heures, causé par un transformateur du Pacifique à proximité près du Pacifique, la température n’a augmenté que d’environ 5 degrés, a déclaré Dreisbach, par rapport à une augmentation d’environ 15 degrés sans technologie. Stockage d’énergie thermique à froid Viking (TES).

Le système TES de la San Diego Food Bank a permis à l’organisation d’arrêter les compresseurs pendant la nuit et d’utiliser son champ solaire sur place pour utiliser plus de réfrigérant pendant la journée. L’usine a également réduit son pic du matin, qui se produit avant que le panneau solaire ne génère de l’énergie, d’environ 12 kilowatts. Les économies d’énergie totales étaient de près de 40%.

La banque alimentaire de San Diego a réussi à déplacer les heures de fonctionnement pour mieux utiliser sa production solaire et éliminer 95% de la charge de réfrigération générée sur le réseau. (Source: Viking Cold Solutions)

Ressource d’énergie distribuée à prendre

Bien que le stockage de chaleur soit disponible sous diverses formes depuis longtemps, le composé actuel semble particulièrement bien adapté à la solution. Les batteries au lithium-ion, qui dominent le marché du stockage d’énergie, offrent environ deux heures de stockage pour les services publics qu’elles peuvent utiliser. Pour les charges de frigorigène lourdes, Viking Cold a constaté que les batteries lithium-ion ne sont ni réalisables ni économiques par rapport à son TES, qui a un coût énergétique nivelé inférieur à 0,02 USD par kilowattheure.

Dans le même temps, la nécessité d’encourager le transfert de charge prend une nouvelle importance car le vent et la lumière solaire continus sont rapidement ajoutés au réseau, et que l’atténuation des pics devient de plus en plus un point chaud alors que les services publics cherchent à supprimer les usines inefficaces. Les régulateurs facturent plus souvent les services publics en fournissant «tous les plans de ressources ci-dessus» qui incluent une gamme de ressources énergétiques distribuées, en particulier le stockage d’énergie. Enfin, les services publics recherchent des opportunités d’être proactifs avec des services à valeur ajoutée pour leurs plus gros clients afin d’éviter qu’ils ne commettent des erreurs.

La technologie Viking Cold peut résoudre ces divers défis communautaires, mais elle est souvent encore perçue à travers l’efficacité. C’est très bien pour Bel, qui dit que l’entreprise se concentre principalement sur le service aux clients de la chaîne du froid. Il s’agit d’une distinction importante, car certains autres fournisseurs de chaleur prometteurs ont donné la priorité à la recherche de contrats de services publics et de services publics plutôt que de se concentrer sur la consommation finale. Si Viking Cold peut travailler avec des fournisseurs d’énergie, l’entreprise y voit une cerise sur le gâteau.

«Il y a un an ou deux, nous avions peut-être un ou deux services publics qui nous inspiraient», a déclaré Collin Coker, vice-président des ventes et du marketing chez Viking Cold Solutions. « Nous en avons des dizaines maintenant. » Et la nature même de ces incitations évolue. Un grand outil appartenant à des investisseurs pour le Midwest élabore un programme qui augmentera la capacité de stockage des systèmes TES comme Viking Cold’s.

«Dans l’ensemble, l’écosystème du fournisseur de chaleur n’est pas encombré aujourd’hui, mais une concurrence accrue peut être perçue car de plus en plus de services publics incluent des incitations pour cette technologie et les clients réalisent la proposition de valeur offerte par TES», ont déclaré les analystes de Wood Mackenzie en 2019. Moniteur de stockage d’énergie rapport.

Au cours de l’année écoulée, Viking Cold a révélé que les services publics et les réfrigérateurs abordent l’entreprise avec leurs défis, au lieu d’espérer simplement que quelqu’un comme Dreisbach reviendra aux appels de l’équipe de vente. «Plus tard, je vois à quoi ressemblait l’isolement il y a 100 ans», a déclaré Bell.

«Maintenant, vous ne penseriez même plus à un bâtiment sans isolation. À l’avenir, pourquoi quelqu’un construirait-il une usine à température contrôlée sans l’efficacité et la résilience d’un TES? «