Batteries pour PEMP : les options les plus récentes et les plus efficaces

Par Euan Youdale01 juin 2023

Les choix en matière de batteries s'élargissent à mesure que l'industrie trouve des solutions pour rendre le travail sur le terrain plus durable et efficace.

Le stockage et la longévité de l'énergie sont deux des grands problèmes entourant les batteries et la fourniture d'énergie électrique sur le terrain.

Outre les solutions au lithium désormais bien établies qui offrent des capacités de stockage supérieures à celles du plomb-acide et qui ne nécessitent aucun entretien, ainsi qu'une durée de vie plus longue, les fabricants de batteries sont déterminés à explorer toutes les options.

Trojan Battery a adapté sa gamme AGM, basée sur la technologie de base au plomb-acide, avec la nouvelle batterie AES, disponible en versions 6, 8 et 12 volts. Il s'agit d'une batterie sans entretien adaptée aux plates-formes élévatrices et aux unités de manutention.

Il intègre la technologie Absorbant Glass Mat (AGM) et offre environ 2 500 cycles de charge, sans perte de performances, même lorsque les unités sont partiellement chargées.

Selon le fabricant, cela représente le double des 1 200 cycles offerts par les unités AGM traditionnelles et signifie que les utilisateurs pourront « maximiser la productivité et réduire considérablement leur coût total de possession ».

Trojan déclare : « Certaines batteries AGM traditionnelles doivent être complètement rechargées après chaque cycle pour éviter d'endommager le fonctionnement de l'état de charge partiel (PSoC).

"Cela ne se produit pas toujours, provoquant une sulfatation et une corrosion, réduisant la durée de vie de la batterie et nécessitant des remplacements fréquents."

La batterie Trojan AES est optimisée avec un additif exclusif et sa technologie Deep-Cycle Series, avec des formulations de pâte, lui permet de résister à des décharges répétées quotidiennes.

Également dotée d'une conception durable, la batterie AES peut être utilisée à des températures allant de -40 °F (-40 °C) à 160 °F (71 °C). Il offre également une compatibilité plug-and-play avec les chargeurs utilisant des profils AGM.

Au sujet de la capacité, une autre solution consiste à apporter des capacités supplémentaires sur le terrain. Sunbelt Rentals, aux États-Unis, a signé un accord de plusieurs millions de dollars avec Moxion Power pour l'achat de 600 unités de batterie mobiles MP-75/600 de la société.

La société de technologie de stockage d'énergie mobile propre Moxion Power propose une solution 100 % électrique aux industries qui ont toujours utilisé des générateurs.

Les unités ont une capacité énergétique suffisante pour fonctionner pendant des jours ou des semaines avant qu'une recharge ne soit nécessaire.

« Les batteries de Moxion sont pratiquement silencieuses, ne produisent aucune émission directe et peuvent être chargées avec de l'énergie renouvelable, ce qui en fait une solution plus propre et plus durable que les générateurs diesel », a déclaré Paul Huelskamp, ​​PDG et cofondateur de Moxion.

Mark Wilton, directeur de l'énergie durable, Power & HVAC chez Sunbelt Rentals, a ajouté : « La sécurisation de ces batteries pour notre flotte soutient notre engagement à fournir aux clients des solutions qui peuvent les aider à réduire considérablement les émissions.

"Nous sommes convaincus que notre partenariat avec Moxion n'est que le début et nous sommes impatients de travailler ensemble pour fournir une énergie propre et fiable aux chantiers des clients."

L'accord avec Sunbelt Rentals fait suite à un accord avec Amazon Studios, qui a vu Moxion fournir ses batteries mobiles pour alimenter les plateaux de cinéma et de télévision hollywoodiens, en remplacement des générateurs diesel.

Des unités mobiles à l'optimisation de la batterie intégrée d'une PEMP, l'objectif est de faciliter au maximum le travail de l'opérateur en maximisant les capacités des unités sur site.

Le spécialiste des chargeurs de batterie Delta-Q lance un système de charge appelé XV3300, qui comprend un chargeur de batterie de 3,3 kW, un convertisseur DC-DC de 500 W pour alimenter les charges auxiliaires des véhicules et une interface de station de charge EV intégrée ensemble. Ces fonctionnalités clés sont enfermées dans une conception IP67 renforcée.

La solution de charge XV3300 est disponible en modèles CC de 58,8, 65 et 120 volts et est évolutive, permettant aux équipementiers d'empiler jusqu'à trois chargeurs pour des niveaux de puissance allant jusqu'à 10 kW.

Le chargeur de 3,3 kW utilise des algorithmes complexes pour fournir une charge précise aux batteries de différentes chimies et tensions, maximisant la durée de vie de la batterie et optimisant le temps de charge.

Le convertisseur DC-DC intégré du chargeur fournit une alimentation auxiliaire pour faire fonctionner les accessoires du véhicule tels que les climatiseurs, les contrôleurs, les feux, les clignotants, la navigation et les appareils de communication.

En effet, l'entretien et le remplacement de la batterie sont l'un des coûts permanents les plus importants pour les propriétaires d'élévateurs à ciseaux.

Il n'est donc pas étonnant que le lithium devienne une option incontournable pour de nombreux fabricants et clients de PEMP.

Genie, avec ses plates-formes élévatrices à ciseaux E-Drive, offre une aptitude en pente de 25 % et un angle de rampe de 14°.

Par exemple, l'élévateur à ciseaux GS-1932 E-Drive Lithium-Ion est équipé d'une batterie sans entretien qui a été rigoureusement testée pour sa longévité et sa fiabilité, même dans des environnements à température extrême.

Conçues spécifiquement pour une utilisation dans les PEMP et certifiées par le Underwriters Laboratory (UL) indépendant contre les incendies, les chocs électriques et les explosions, les unités offrent un temps de charge de quatre heures.

C'est 33% plus rapide que les batteries FLA et la possibilité de travailler un quart de travail complet sur une seule charge.

Les ascenseurs offrent également des moteurs E-Drive sans balais et entièrement étanches à l'humidité et à l'eau pour une longévité sans entretien.

De plus, le potentiel de fuites hydrauliques est considérablement réduit car E-Drive a 70 % de flexibles et de raccords hydrauliques en moins.

Alors que les options au lithium prolifèrent dans l'industrie, leur utilisation est remise en question en ce qui concerne la disponibilité à long terme et leur propre impact sur l'environnement à travers leur recyclage.

Roberta Prandi, écrivant pour New Power progress du groupe KHL, souligne que ce n'est pas seulement d'un point de vue éthique, mais aussi parce que les batteries lithium-ion utilisées dans les équipements mobiles modernes utilisent divers métaux précieux et d'autres substances qui, si elles ne sont pas traitées de manière appropriée, pourraient être nocives pour l'environnement.

La récupération des minéraux utilisés dans les batteries contribuera également à l'augmentation de la demande de production de batteries, pour laquelle les limites d'extraction de ces matériaux ne suffisent pas (actuellement, 35 % et 25 % du lithium et du cobalt extraits respectivement sont utilisés pour produire des batteries au lithium).

Le développement de nouvelles générations de cellules réfléchit donc attentivement à la question de la pénurie de matériaux en mettant sur le marché des solutions qui, par exemple, ont un pourcentage réduit de cobalt, un matériau qui a entre autres un fort impact environnemental.

Cependant, il existe également des produits chimiques au lithium totalement exempts de cobalt, comme par exemple la technologie lithium ferrophosphate (LFP) de Flash Battery.

L'entreprise s'est également concentrée sur le LFP parce qu'il répond le mieux aux besoins du secteur industriel ; selon Flash Battery, il s'agit de la technologie la plus sûre et la plus stable à sourcer sur le marché, elle est disponible dans des formats de grande capacité, et elle a également une durée de vie exceptionnellement longue (plus de 4000 cycles de recharge).

L'Europe ne fait pas encore partie des acteurs majeurs du recyclage ; actuellement la plupart des batteries usagées sont dirigées vers la Chine et la Corée du Sud : en 2018, 97 000 tonnes de batteries au lithium ont été recyclées, dont 67 000 en Chine, 18 000 en Corée du Sud, et seulement le reste en Europe.

On estime qu'en 2030, il sera possible de récupérer entre 400 et 500 millions d'euros par an (aux prix courants), en ne considérant que l'aluminium, le cobalt, le nickel et le lithium. On estime également qu'en 2025 les batteries usagées constitueront environ 800 000 tonnes de minerais à éliminer et à recycler.

Actuellement, le processus d'élimination et de recyclage des batteries au lithium est principalement déterminé par la valeur marchande de leurs composants et leur disponibilité dans les centres de recyclage.

Pour cette raison, en Europe et surtout en Allemagne, l'aluminium, le cuivre et le cobalt sont les éléments d'intérêt majeur, car ils sont récupérés sous forme d'alliages métalliques de « masse noire » (mélange de tout ce qui est fondu) nécessitant des étapes supplémentaires pour produire un matériau pouvant être utilisé directement pour les batteries neuves.

En Europe, la directive 2006/66/CE a actuellement pour objectif de recycler au moins 50 % des piles au lithium usagées en poids moyen, en finançant leur collecte, leur traitement et à terme leur recyclage.

Assurer la durabilité à long terme nécessitera cependant d'atteindre l'objectif de 95% mentionné précédemment et c'est précisément l'une des raisons pour lesquelles un nouveau règlement européen sur les batteries est en cours d'élaboration.

En effet, dans les années à venir, les nouvelles technologies du lithium seront mises en œuvre selon des critères précis en termes de conception durable, en évitant l'utilisation de matériaux nocifs pour l'environnement (par exemple le cobalt) et en optimisant ou en supprimant les processus de production qui sont particulièrement polluants. Les futures batteries devront également être conçues pour faciliter un démontage facile et un recyclage efficace.