Comment alimenter les habitations uniquement avec de l’hydrogène, de l’énergie solaire et des batteries

D’après pv magazine International

Un groupe de chercheurs de l’Université de Cantabrie en Espagne a mené un projet pilote de maison autosuffisante fonctionnant exclusivement avec des panneaux photovoltaïques, des batteries et un stockage d’hydrogène. Ils ont présenté leurs conclusions dans l’étude “Sustainable and self-sufficient social home through a combined PV-hydrogen pilot“, publiée dans Applied Energy.

« Cette installation combine des panneaux photovoltaïques et de l’hydrogène (PVHyP) comme méthode de stockage saisonnier de l’énergie, atteignant l’objectif ambitieux de réaliser une unité de logement social électriquement autosuffisante tout au long de l’année, a déclaré le groupe de recherche. Pour atteindre cet objectif, une stratégie de gestion de l’énergie (EMS) sur mesure a été développée en fonction de l’état de charge de la batterie et du flux d’énergie au sein de la PVHyP, garantissant que la consommation électrique de la maison est toujours couverte soit par les panneaux photovoltaïques, soit par la pile à combustible, soit par la batterie ».

1 170 € d’économies par an

Pour leur simulation, les scientifiques ont collecté des données de janvier 2022 à décembre 2023 pour un logement social de 80 m² situé à Novales, un petit village du nord de l’Espagne. Les factures d’électricité des années précédant l’électrification renouvelable de la maison ont montré que celle-ci consommait 2 513 kWh/an avec une consommation quotidienne moyenne de 6,88 kWh. La consommation moyenne en hiver et en automne était de plus de 7,3 kWh, et en été, de 5,88 kWh/jour.

À partir de ces données, ils ont entrepris de dimensionner le système énergétique à l’aide d’un logiciel d’optimisation et d’une analyse de marché. Ils ont finalement opté pour 20 panneaux solaires d’une puissance de 400 Wc chacun placés sur le toit, ainsi que pour quatre batteries de 2,4 kWh. Le reste de l’installation a été installé dans un hangar sur la parcelle voisine. Il comprenait un réservoir d’eau de 35 litres qui utilisait l’eau du robinet après purification pour l’électrolyse et un réservoir de stockage d’hydrogène de 600 litres à 300 bars.

Dans la configuration proposée, les panneaux photovoltaïques doivent d’abord alimenter la maison. La production excédentaire charge ensuite la batterie et, une fois celle-ci pleine, elle est stockée dans un réservoir à haute pression sous la forme d’hydrogène généré par un électrolyseur.

« Lorsque le rayonnement solaire est insuffisant pour couvrir la demande de la maison, les batteries fournissent l’énergie nécessaire à l’habitation, expliquent les universitaires. Si les batteries sont déchargées, la pile à combustible produit de l’électricité pour charger les batteries à partir de l’hydrogène stocké. Dans la mesure du possible, l’hydrogène stocké dans la mémoire tampon est utilisé en premier afin d’éviter l’étape de compression, ce qui accroît l’efficacité énergétique. Le système et la maison sont connectés au réseau sur la base de l’autoconsommation pour revendre au réseau toute l’énergie excédentaire »

Selon le groupe de recherche, la maison a fait preuve d’autosuffisance et son LCOE est passé de 0,86 (0,92) €/kWh à 0,34 €/kWh, ce qui a permis aux locataires d’économiser 1 170 € par an. « Près de 15 200 kWh ont été économisés sur les combustibles fossiles, ce qui correspond à environ 2 260 kg de CO₂ », soulignent les chercheurs.

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