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Inside a steel cylinder, a carbon fiber rotor spins in a vacuum at speeds above 11,000 rpm, held off its central shaft by magnetic bearings so that almost nothing rubs. That is the heart of Pulsar, a flywheel storage prototype that Sacramento-based Qnetic has begun testing at its technology center in Shanghai. The unit is still in low-speed testing. It has not yet been installed on a grid.
Dans un cylindre en acier, un rotor en fibre de carbone tourne sous vide à plus de 11 000 tr/min, maintenu à distance de son axe central par des paliers magnétiques, si bien que presque rien ne frotte. C'est le cœur de Pulsar, un prototype de stockage par volant d'inertie que la start-up basée à Sacramento Qnetic a commencé à tester dans son centre technologique de Shanghai. L'appareil est encore en phase d'essais à basse vitesse. Il n'a pas encore été installé sur un réseau.
The principle is old, the materials are new. Surplus electricity pushes the rotor to high speed, and the energy is stored as motion. When power is needed, a generator turns that motion back into electricity and the rotor slows. The heavier and faster the rotor, the more energy it holds, which is why the strength of the carbon fiber matters so much to the company. Flywheels have mostly been used for short bursts, lasting minutes or even seconds, such as backup power for telecom sites and data centers. Qnetic wants to push them into long-duration storage on the grid.
Le principe est ancien, les matériaux sont nouveaux. Le surplus d'électricité pousse le rotor à haute vitesse, et l'énergie est stockée sous forme de mouvement. Quand il faut de la puissance, un générateur transforme ce mouvement en électricité et le rotor ralentit. Plus le rotor est lourd et rapide, plus il stocke d'énergie, ce qui explique l'importance que l'entreprise accorde à la résistance de la fibre de carbone. Les volants d'inertie ont surtout servi à des décharges brèves, de quelques minutes voire quelques secondes, comme l'alimentation de secours des sites de télécommunications ou des centres de données. Qnetic veut les faire entrer dans le stockage longue durée sur le réseau.
The case against lithium-ion batteries is the one Pratt keeps returning to. Batteries are typically cycled once a day, and they weaken with every cycle. Five years ago, when Qnetic was formulating its concept, large containerized battery systems were just becoming mainstream, and Pratt says batteries were then "too expensive" with degradation as the main problem. He argues that many billions have since gone into battery chemistry without solving cycle life and calendar life. Qnetic's bet is that a flywheel can cycle repeatedly without losing capacity.
C'est l'argument contre les batteries lithium-ion que Pratt ne cesse de marteler. Les batteries sont généralement cyclées une fois par jour, et elles s'affaiblissent à chaque cycle. Il y a cinq ans, quand Qnetic élaborait son concept, les grands systèmes de batteries en conteneurs commençaient tout juste à se généraliser, et Pratt affirme que les batteries étaient alors « trop chères », la dégradation étant le principal problème. Il soutient que des milliards de dollars ont depuis été investis dans la chimie des batteries sans résoudre la durée de vie en cycles ni la durée de vie calendaire. Le pari de Qnetic est qu'un volant d'inertie peut cycler à répétition sans perdre de capacité.
The evidence so far is early. Qnetic reported in September that Pulsar completed its first 100 continuous charge-discharge cycles with zero faults or capacity degradation, a first test rather than a lifetime record. Separately, the motor produced 130 kW at 97.3% efficiency. The company has set up a factory and headquarters in Sacramento for low-volume production, and the Sacramento Municipal Utility District (SMUD) is to test Pulsar in a pilot under an initiative run by the Electric Power Research Institute, with a start targeted for the first half of 2027.
Les preuves disponibles sont encore précoces. En septembre, Qnetic a annoncé que Pulsar avait réalisé ses 100 premiers cycles continus de charge-décharge sans aucun défaut ni dégradation de capacité, un premier test et non un record de durée de vie. Par ailleurs, le moteur a produit 130 kW avec un rendement de 97,3 %. L'entreprise a installé à Sacramento une usine et son siège pour une production en petite série, et le Sacramento Municipal Utility District (SMUD) doit tester Pulsar dans le cadre d'un projet pilote mené dans une initiative de l'Electric Power Research Institute, avec un démarrage visé au premier semestre 2027.
For a utility, the promise is a unit that can be cycled every day for years without the wear that batteries show. The planned design would reach 500 kWh, which is four hours of storage at a nominal 125 kW. But that growth depends on a stronger rotor that is still being developed, and Pratt acknowledges that the company is breaking new ground with composite rotors and that capacity and economies of scale remain hurdles. Competitor Amber Kinetics is also developing a version of its 32 kW units for above-ground deployment in steel shipping containers. Whether Pulsar reaches the grid will be decided by the 2027 pilot, not by the lab.
Pour un distributeur d'énergie, la promesse est celle d'un appareil que l'on peut cycler chaque jour pendant des années, sans l'usure que montrent les batteries. La conception prévue atteindrait 500 kWh, soit quatre heures de stockage à une puissance nominale de 125 kW. Mais cette montée en capacité dépend d'un rotor plus résistant, encore en développement, et Pratt reconnaît que l'entreprise défriche un terrain nouveau avec les rotors composites, et que la capacité et les économies d'échelle restent des obstacles. Le concurrent Amber Kinetics développe lui aussi une version de ses unités de 32 kW destinée à un déploiement hors sol, dans des conteneurs maritimes en acier. Que Pulsar atteigne le réseau se décidera lors du pilote de 2027, et non en laboratoire.