Solaire : Jean Luc Perrier, production d'hydrogène solaire

[chatelot16]

comment stocker l'hydrogène ?

je vient d'acheter sur le petit coin un reservoir souple de 25 m3 , pour stocker de l'eau ... mais ce n'est pas a l'origine pour de l'eau c'est pour transporter du vin dans les container ... ce n'est pas du simple plastique , c'est un multicouche avec barriere anti oxygène en EVOH comme les bag in box

cette couche EVOH protège le vin de l'oxygène mais a aussi une remarquable etanchéité a l'hydrogène

petit detail : une fois remplis de 25m3 d'hydrogène archimède fait une portance de 25kg ... et je ne suis pas sur que ce reservoir pese plus que 25kg ... il serait possible qu'il s'envole

combient de kwh il y a dans 25m3 d'hydrogene ... je viens de calculer 88kwh ...

ce reservoir est renforcé par une couche de polypropylene blanc comme les big bag : attention ce n'est pas durable , ça perd sa resistanceen quelques année au soleil ... a proteger par quelques couche de polyethylene noir

[BaudouinLabrique]

Ce sacré JULES VERNE avait de nouveau raison !




(Extrait de L'île mystérieuse)

[BaudouinLabrique]

Voici, plus prosaïquement, un autre projet de valorisation de l'énergie solaire (photovoltaïque) en hydrogène et pour un site résidentiel


Ayant déjà rendu ma maison pourtant ancienne (>50 ans) à énergie positive (eau, électricité et chauffage), j’ai le projet de passer à la production d’hydrogène pour tenter de me déconnecter du réseau (ne Belgique, le réseau sert de batterie, via le compteur qui tourne à l’envers). (Cf. [url=http:www.retrouversonnord.be/dossier_H2Net.doc]Dossier résumé[/url])

Choix probable de système : la Solenco Power Box (SPB – brevet Solvay, Belgique) ; le concepteur, le Dr Vandenborre, annonce que sa SBP (Solenco Power Box) annonce que cela permet de produire de l’hydrogène (rendement du cycle total de 41%) quand il y a de l’électricité en surplus et de refabriquer de l’électricité quand on est en manque et cela d’une manière automatique, la chaleur résiduelle (54%) étant valorisée, la perte totale ne serait que de 5%.
La SPB serait la premier système de ce type existant au moins en Europe.

Merci de me dire ce que vous en pensez (en restant le plus constructif possible)

Il est donc impossible d’évaluer la durée de tels cycles qui se produiront chaque jour, mais en revanche, une estimation peut se faire comme suit.


ÉVALUATION :

Dans ce qui suit, je prends en compte les chiffres de la période passée qui a couru du 1er décembre 2016 au 5 décembre 2017. Le tout est donc au conditionnel. Du fait des nombreux cycles de la CEP durant toute l’année (principalement entre novembre et mars), il n’est pas possible de les déterminer à l’avance, puisque cela dépend des cycles d’ensoleillement capté par le suiveur photovoltaïque (tracker de 45m² de surface de captation) et qui peuvent être très courts (moins d’une minute) à maximum 11h par jour (comme présentement : près de 10h par jour et des records de production pour un tel mois : 70kWh ou >7,1 Wh/Wc sur le seul dimanche 25 février dernier)
([url=http:www.retrouversonnord.be/Copie_de_Stat_Prod_Cons_BL_2015-version_25-7-2015.xls]Voici les relevés de production/consommation][/url]

Globalement deux périodes ont été déterminées pour faciliter le calcul.
J’espère que mes calculs sont exacts !

N.B. Dans ce qui suit CEP = couple électrolyseur/pile à combustible à hydrogène

Période électrolyseur : il faudra démarrer donc la première fois la production d’hydrogène (via le travail de l’électrolyseur) à partir de la mi-mars, c'est-à-dire lorsque la production électrique commence à dépasser la consommation électrique et pour arriver à un solde à produire d’environ 3.650 kWh (bon an mal an, score moyen de bonus de production atteint actuellement début décembre et qui correspond donc au score moyen négatif actuel de l’index du compteur ORES).
Il faut prendre en compte que durant ce laps de temps, la chaleur résiduelle de l’électrolyseur pourrait peut-être utilisée pour booster légèrement le COP de la pompe à chaleur (PAC). Si ce n’est pas techniquement possible, cette perte en chaleur se retrouve alors vraisemblablement dans les 5% non valorisables.
N.B. Le CEP aurait en effet 95% de rendement total : électricité>hydrogène>électricité + chaleur résiduelle valorisée.

Période pile à combustible : ensuite, début décembre, lorsque la pile à combustible relayera l’électrolyseur (vu que la consommation électrique commence alors à dépasser la production électrique), elle produira de l’hydrogène et beaucoup de la chaleur qui boostant fortement le COP de la PAC, permettra d’en diminuer sa consommation et de pouvoir ainsi utiliser les kWh épargnés pour le travail du CEP.

Voici comment s’articulent alors les chiffres de production/consommation (par an).

Le total de l’électricité qui aura pu été produite via l’hydrogène produit devra donc être (bon an mal an) d’environ 3.650 kWh.
Étant donné la perte de 59% pour pouvoir produire ces 3.650 kWh, le CEP devra donc consommera environ 8.900 kWh (il ne produira en fait que 41% de cette électricité reçue) sur les 11.500 kWh produits. Dans ces 59%, se trouvent les 54% de production de chaleur du CEP et qui correspondent donc à 4.800 kWh, lesquels profiteront alors à la PAC : en conséquence, celle-ci économisera alors près de 70% de sa consommation qui sera alors réduite à 2.200 kWh (>7.000 – 4.800) ; de plus, cela prolongera d’autant sa durée de vie.
Rappel, cette économie compensera la presque totalité de la perte du CEP de 54% sous forme de chaleur.

Ce qu’il ne faudra en fait que produire en plus en électricité (via diverses optimisations) se chiffre à environ 1.200 kWh et donc un peu plus de 10% de la production actuelle : 5% telle que prévue dans le cycle CEP + diverses pertes estimées à 5% (il faudra en effet ajouter cette petite perte supplémentaire due à l’équipement qui sera nécessaire pour transférer les calories produite par le CEP à la PAC – voir paragraphe suivant).
Dans de telles conditions et pour limiter drastiquement les pertes, seul un échangeur de chaleur (réservoir tampon) performant pourra s’insérer entre le CEP et la PAC.

N.B.

1° Il faudra caler la température de sortie de l’eau glycolée réchauffée à 20° maximum (suivant les limites techniques de travail de la PAC).

2° La chaleur du CEP en surplus (après son passage dans l’échangeur) pourra alors être valorisée en priorité pour le chauffage (plage de température entre 35° 45°)

3° S’il reste alors des calories, celles-ci pourront être réinjectées dans le circuit de retour (vers le sol) de l’eau glycolée via une électrovanne commandée par un thermostat et un petit circulateurs : de sorte de pouvoir en partie être récupérées dans l’eau du circuit d’arrivée de l’eau glycolée quand la PAC fonctionne.

Les pertes du transfert des calories seront alors limitées notamment grâce à la surisolation des circuits additionnels ainsi que de l’échangeur de chaleur, à la manière de ce qui a déjà été pratiqué pour le boiler et le réservoir tampon.


Stockage de l’hydrogène :

La pile à combustible devra donc produire 3.650 kWh et qui devront bénéficier d’une capacité de stockage suffisante avec une réserve confortable tenant compte que la production annuelle peut être supérieure à ce qui a été prix ici en compte (la précédente période annuelle).

Suivant le calcul qui a été fait pour la Solenco Power Box (°), 12 bonbonnes d’hydrogène compressé à 200bars permettent de produire 485kWh, ce qui donne 40,417 kWh par bonbonne.
Dans de telles conditions, il me faudrait 90 (!) bonbonnes de ce type et donc plus de > 7 unités (comme celle reprise sur la photo), ce qui prendrait un place de 19m sur 0,74 ou encore 8,5m sur 1,5m !!!
Certes, le risque de fuites est multiplie par 90 !
Il faut donc trouver une autre solution de stockage.

Autres solutions (théoriques) de stockage (°),
- à 1bar : 12.400 m³ !!!
- 75 bars : 166 m³ (cuve de 8,5 m de long si diamètre de 2,5 m)
- à 350bars : 36 m³ (cuve de 3 m de long si diamètre de 2 m)
- à 700bars : 18 m³ (cuve de 3 m de long sir diamètre de 1m)

mais existe-t-il des bonbonnes autres que celles à 200 bars pour diminuer le risque de fuites ?
J’ai interrogé par mail la firme McPhy pour qu’ils me renseignent sur le système de stockage solide.
Sur son site, McPhy annonce que c’est un « système complètement réversible (stockage/déstockage) » et « parfaitement adapté aux fluctuations des énergies renouvelables (absorbe les variations de production d’hydrogène de l’électrolyseur ».

° A une pression de 200bars, une bonbonne de 0,9m²H peut produire 485kWh (voir photo), ce qui donne donc un équivalent de 180m³H à 1 bar,
et donc 2,695 kWh (485 divisé par 180)

MERCI pour votre aide !

[l'alfred]

je viens de relire pour partie le début des messages sur jl Perrier
que j'ai connu pas mal, lors de ses vacances en famille sur le lac de parentis et pour avoir passé des soirées a en discuter avec lui et refaire des calculs

une belle erreur s'est glissé dans les donnée inscrite sur ce site ici
son héliostat ne donnait pas une puissance de 50kw mais de 5 kw

50kw environ c'est la puissance de celui de mont louis de 140 et quelque m²

je rappelle que la constante solaire et de 340 w/m² donc il ne faut pas inventer des rendement miraculeux sans des surfaces importantes

[Remundo]

la constante solaire, peut-être, mais en plein soleil sans nuage, bien orienté, on atteint les 1000 W / m² en ordre de grandeur. Alors c'est une puissance-crête qui n'est pas tenable 24H/24 bien sûr.

Cela dit, les erreurs que tu as décelées sont possibles.

[l'alfred]

je crois que tu n'a pas compris ce que c'est que la constante solaire

1000w par m² ????c'est 1368 w/ m² hors atmosphère et avant absorption par celle ci

reste dans le meilleur des cas 340w/m² que tu le veuille ou non

potasse un peu , téléphone a Odeillo

[Remundo]

non mon petit con-descendant.

1368 W/m² est la puissance solaire dite AM0 : ce qu'on reçoit face au Soleil au niveau terrestre, mais dans l'espace, hors de l'atmosphère et proche de la Terre.

La puissance solaire AM1,5 correspond à ce qui reste au sol après la traversée de 1,5 atmosphères, toujours bien face au soleil, sur le plancher des vaches et sans nuage. C'est de l'ordre de 1000 W/m²

après si l'on prend en compte les alternances jour-nuit, l'effet angulaire de la rotation terrestre, on a la "fameuse constante solaire" de 342 W/m²

Voici une analyse plus fine selon la géographie de la puissance solaire moyenne reçue par m² :

[phil53]

Pour ceux que cela intéresse une info primordiale si elle s’avère utilisable industriellement.
https://www.wedemain.fr/HySiLabs-revolu ... a3463.html
C'est un principe de transport de l'hydrogène qui me semble génial.
Il est chargé dans un matériau à base de silice, celui ci deviendrait solide puis lors de l'extraction il redevient liquide.
Il n'est pas fait mention du coût énergétique mais s'il résout réellement le problème du stockage on peut se permettre une perte de transformation.

[izentrop]

Il n'est pas fait mention du coût énergétique mais s'il résout réellement le problème du stockage on peut se permettre une perte de transformation.

L'avenir nous dira si ce coût peut être réduit, sinon ça restera un produit de niche https://fr.wikipedia.org/wiki/Polysilan ... 3%A9nergie

[Christophe]

Voici une analyse plus fine selon la géographie de la puissance solaire moyenne reçue par m² :

Si je te suis c'est h24 et sur 365 jours donc?