D’après pv magazine International
Une équipe de recherche chilienne a mis au point un système à l’échelle résidentielle pour produire de l’hydrogène vert à partir de modules photovoltaïques usagés. Le travail, intitulé « Production d’hydrogène vert à partir de panneaux photovoltaïques mis au rebut pour une application domestique », est publié dans Energy Conversion and Management.
La solution proposée combine des panneaux solaires en fin de vie qui conservent encore 80 % à 90 % de leur capacité initiale avec un électrolyseur à membrane échangeuse de protons (PEM). Contrairement aux systèmes conventionnels, qui reposent sur des composants électroniques de puissance tels que des onduleurs ou des optimiseurs de point de puissance, cette approche utilise une reconfiguration interne du module photovoltaïque afin d’adapter sa courbe courant-tension aux besoins de l’électrolyseur. Cela élimine le besoin de composants supplémentaires et réduit la complexité du système, expliquent les scientifiques.
La configuration du système modifie l’architecture électrique du panneau en connectant des sous-ensembles de cellules en parallèle, permettant un couplage plus efficace avec l’électrolyseur. « En accédant aux barres de bus internes pour créer des sous-chaînes parallèles personnalisées, cette stratégie d’adaptation de tension peut être généralisée à d’autres architectures standard, telles que les modules de 60 ou 96 cellules, indique l’équipe de recherche. Cette flexibilité permet au système de surmonter l’hétérogénéité des panneaux usagés, en permettant un ajustement personnalisé de la tension et l’isolation des défaillances locales des cellules sur différentes technologies photovoltaïques. »
Selon les chercheurs, le système atteint un rendement énergétique annuel équivalent à 88 % de celui obtenu avec des systèmes utilisant des électroniques de puissance, tout en conservant une grande simplicité opérationnelle, ce qui constitue un avantage clé pour un usage résidentiel.
Les résultats expérimentaux, validés en conditions réelles, montrent une production quotidienne d’hydrogène d’environ 345 litres. Cela dépasse largement la demande de base estimée pour des usages domestiques tels que la cuisson ou le chauffage, qui est d’environ 120 litres par jour. Le système atteint une efficacité solaire vers hydrogène d’environ 7 %, capturant plus de 70 % du maximum théorique pour des configurations simplifiées.
D’un point de vue économique, le système affiche un coût actualisé de l’hydrogène (LCOH) d’environ 5,8 $/kg, soit environ 5,4 €/kg, représentant une réduction de 18 % par rapport à des systèmes de référence plus complexes. Cet avantage de coût provient principalement de la suppression des composants électroniques de puissance et de la réutilisation des modules photovoltaïques existants.
Les chercheurs estiment que ce concept pourrait répondre simultanément à deux défis : le volume croissant de déchets photovoltaïques et le coût élevé de l’hydrogène vert. La réutilisation des panneaux prolonge leur durée de vie et réduit la pression sur les chaînes d’approvisionnement en matières premières.
Cependant, les auteurs soulignent certaines limites, notamment un rendement inférieur aux systèmes dotés d’un contrôle électronique avancé et une dépendance à l’irradiation solaire variable. Malgré cela, ils considèrent que la simplicité, le faible coût et la facilité d’intégration du système en font une option prometteuse pour des applications décentralisées.
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