L’invention d’une pile à combustible à hydrogène à usage résidentiel, alimentée à l’énergie solaire

Des scientifiques canadiens ont développé un concept de stockage énergétique qui pourrait réduire le coût actualisé de l'énergie (LCOE) des bâtiments résidentiels. Celui-ci repose sur un système de pile à combustible hybride alimenté par l’énergie solaire.

L’hydrogène vert, c’est-à-dire produit à partir de sources renouvelables telles que le solaire et l’éolien, est considéré comme un élément clé dans la transition énergétique mondiale. Il s’agit d’un vecteur d’énergie qui pourrait nous aider à atteindre nos objectifs de durabilité. Au Canada, une équipe de l’Université métropolitaine de Toronto a ainsi développé un système énergétique hybride qui combine énergie solaire et pile à combustible à hydrogène. La particularité de celui-ci réside dans le fait que le surplus d’électricité produit est stocké sous forme d’hydrogène en vue d’une utilisation ultérieure pour répondre aux besoins énergétiques d’une maison. Une étude consacrée à ce concept pour le moins intéressant a été publiée dans la revue Energy and Buildings.

Un système complexe

Le système imaginé par Leila Abdolmaleki du département des sciences architecturales de l’Université métropolitaine de Toronto et ses collaborateurs se compose entre autres de panneaux solaires, d’un électrolyseur alcalin, d’un compresseur, d’un réservoir d’hydrogène, d’une pile à combustible à hydrogène et d’un onduleur. En plus de ces éléments, les chercheurs ont prévu une unité dont le rôle est de contrôler le fonctionnement du système dans son ensemble afin d’optimiser la production énergétique. Pour évaluer les performances, l’équipe a testé le concept dans le laboratoire BeTOP qui se trouve au sein du campus de l’université de Toronto.

Principe de fonctionnement du système énergétique hybride.
Principe de fonctionnement du système énergétique hybride. Crédit photo : université de Toronto

Le logiciel TRNSYS sollicité

Les universitaires ont notamment simulé une utilisation pour alimenter un bâtiment résidentiel équipé d’une pompe à chaleur à air ainsi que d’un plancher radiant hydronique. Pour cette démarche, ils ont utilisé le logiciel TRNSYS développé par l’université du Wisconsin. Ils ont également mis en œuvre la méthode des surfaces de réponses. Il s’agit d’une approche qui permet de prédire les liens entre plusieurs variables. Comme indiqué en début d’article, le concept consiste à stocker l’énergie excédentaire générée par les panneaux solaires sous forme d’hydrogène. Pour produire ce gaz, le système s’appuie sur un électrolyseur alcalin qui extrait le H2 de l’eau grâce à l’électricité.

Des résultats intéressants

« En cas de production d’énergie excédentaire, l’électrolyseur produit de l’hydrogène et, sur demande, l’hydrogène stocké est transféré à l’unité de pile à combustible produisant de l’électricité pour couvrir le déficit de puissance du système », ont expliqué les chercheurs. Les résultats ont montré une baisse significative de la dépendance au réseau durant l’été, surtout entre les mois de juin et juillet. Toutefois, en décembre, « plus de 88 % de la charge requise devrait être fournie par le réseau », ont-ils ajouté. Du fait de ces performances, le système pourrait permettre d’atteindre un LCOE de moins de 0,5 €/kWh. Plus d’infos : sciencedirect.com. Ces systèmes énergétiques hybrides ont-ils de l’avenir selon vous ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .

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Source
sciencedirect.com

Marc Odilon

J'ai rejoint Neozone en 2020. Avant de me lancer dans le journalisme en 2014, j'ai suivi des études universitaires en gestion d'entreprise et en commerce international. Mon baccalauréat technique en mécanique industrielle m'a permis de me familiariser avec l'univers de la tech. Installateur de panneaux solaires et électronicien autodidacte, je vous fais découvrir tous les jours les principales actualités des nouvelles technologies. Curieux de nature et grand amoureux du web, je suis un rédacteur polyvalent et ma plume n'a pas de limites. Quand je ne travaille pas, je fais du jogging !

4 commentaires

  1. Ce système, qui n’apporte rien de nouveau pour l’instant, deviendra intéressant lorsque son rendement global sera grandement amélioré, ce qui n’est pas le cas actuellement.

  2. J ai vu des solutions Chinoises beaucoup plus abouties… de plus, plus vous multipliez les conversions plus vous avez des pertes… et le rendement n’y est pas du tout et qui voudrait stoker de l’hydrogène à 700 bars chez soi?

  3. Très amusant ce papier sur les maisons à hydrogène car le Fraunhofer Institut a déjà fait cela en 1992.
    Nos y sommes impliqués pour reproduire le système mais a un cout abordable par tout un chacun.
    Nos avons un document qui résume notre activité.
    Onebus.fr/solaire.pdf (un petit résumé de notre site)

    yves Accard Ingénieur thermicien spécialisé en énergie solaire thermique.

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