VOITURE SOLAIRE UTILISANT L' HYDROGENE ET LES HYDRURES
COMME MOYEN DE STOCKAGE D'ENERGIE
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AVANT PROJET
14/09/94
1) PRINCIPES. Des capteurs photovoltaïques d'une puissance de 7.5 kW crête alimentent un électrolyseur de 7.5kW. pour produire de l'hydrogène. L'hydrogène est stocké sous forme d'hydrure dans un réservoir fixe (environ une semaine d'autonomie pour la voiture);
    Une petite voiture bicarburant (essence / gaz) serait équipée d'un réservoir d'hydrures assurant une autonomie de 200 km.

2) REALISATION.
a) La centrale photovoltaïque ne pose pas de problèmes, 62 m2 de capteurs pourraient être installés sur une terrasse du CERN avec l'aide des membres du club ELECTROSOLAIRE du CERN et les moyens logistiques du CERN.
Dépense estimée : 80 KCHF.
b) L'électrolyseur.
Une première consultation sur la base de 5 kW a donné les résultats suivants
- Un electrolyseur de 5 kW (la moitié de celui utilisé par M.Friedli à Zollbruck ) . Estimation 60 KCHF. Aucun renseignement précis n'a pu être obtenu de Mr Friedli, pas même l'adresse du "fournisseur belge"!!
- Un électrolyseur de 5 kW fabriqué par "VON HOERNER SYSTEM" (Allemagne), comprenant: électrolyseur, purificateur, réservoir 1m3, le tout travaillant à 30 Bar au prix de… 140 KDM.
- Un électrolyseur de 5 kW fabriqué par AMMONIA CASALE S.A. (SUISSE) comprenant: électrolyseur, purificateur, réservoir 1m3, le tout travaillant à 22 Bar. Au prix de 265 KCHF.!!!
c) Compte tenu de l'irrégularité de la puissance solaire un stockage est nécessaire. Nous prévoyons un réservoir d'hydrures assurant une autonomie d'une semaine à la voiture. (V.H.S propose un réservoir de 10 m3 au prix de 11.7 KDM).
Remarque. Si la centrale est couplée au réseau il est possible de réduire considérablement le réservoir fixe d'hydrures, le réseau assurant la fonction de stockage. Le prix du convertisseur DC/AC est très inférieur à celui du réservoir d'hydrures.
d) Le réservoir de la voiture. Pour bien montrer l'intérêt du système - comparé à la voiture électrique - nous proposons un réservoir qui assure à la voiture une autonomie d'au moins 200 km avec tout le confort d'une voiture classique. Estimation 8 KCHF.
    Le "plein" se fera par mise en parallèle des deux réservoirs, leur différence de température assurera le transfert du réservoir intermédiaire vers le réservoir de la voiture. (chauffage du réservoir intermédiaire)
e) Mesures et contrôle. Il faut prévoir un budget de 10 KCHF pour les équipements de mesure et contrôle, une partie de l'équipement sera mis à disposition par le CERN.

REPARTITION DES TACHES.
- Production et conversion de l'énergie électrique: Club ELECTROSOLAIRE du CERN.
- Electrolyseur : ?
- Stockage de l'hydrogène (hydrures): Prof. Yvon de l'Université de Genève.
- Mise à disposition d'un véhicule: CERN Div. ST/HM.

QUELQUES CHIFFRES
Une petite voiture consomme environ 500 litres d'essence par an ou 1500 m3 d'hydrogène (pour 10.000 km)
1m2 de capteur PV produit 120 kWh/an.
1m2 de capteur PV produit 120/5=24 m3 H2/an.
Il faut 1500/24=62.5 m2 de capteurs photovoltaiques pour obtenir 1500m3H2/an.
    La puissance crête de 62.5 m2 de capteurs PV est:7.5 kW. Il faudrait donc choisir un électrolyseur de 7.5 kW crête. (Pour une centrale non couplée au réseau)

REMARQUES.
1) Il s'agit d'un investissement à long terme qui ne peut être comparé au budget carburant d'une seule voiture.
2) Compte tenu du prix très élevé de l'électrolyseur, il serait peut-être plus intéressant de coupler la centrale solaire au réseau et de faire travailler un électrolyseur plus petit 24h/24 à puissance constante.
3) La production d'hydrogène par cette méthode est coûteuse mais on peut espérer
- Une baisse sensible du prix des capteurs Pv.
- Des progrès techniques de la photolyse ( action combinée de la lumière et d'un catalyseur sur l'eau ) qui devraient réduire considérablement le prix de l'hydrogène solaire.
4) Les utilisations de l'hydrogène sont multiples:
- Dans les transports (moteurs thermiques ou pile àcombustible plus moteur électrique)
- Dans l'industrie et à la maison (tous les appareils utilisant actuellement le gaz, gaz naturel, butane, propane....)
5) L'utilisation de l'hydrogène produit par le soleil, contrairement aux autre combustibles ou carburant, ne génère aucune pollution: La combustion de l'hydrogène ne produit que de l'eau en quantité égale à celle utilisée pour sa propre production.