Etude d’une installation de production et stockage d’hydrogène photovoltaïque : Maison Friedli a Zollbrück (Suisse)

Acronyme: HYDROGENE

Mots clés
hydrogène, photovoltaïque

Auteurs
Hollmuller P., B. Lachal

Responsable du projet
B. Lachal

Participants extérieurs
Klaus Yvon et Jean-Marc Joubert, Laboratoire de Cristallographie, Université de Genève.

Résumé

Problématique
Les quelques rares installations développées jusqu’ici pour tester le stockage saisonnier d’électricité photovoltaïque par électrolyse, l’ont été par des institutions publiques (universités, agences nationales de l’énergie) ou des compagnies électriques, bénéficiant d’un important subventionnement public. L’installation analysée ici, réalisée essentiellement à partir de composants commercialisés et fonctionnant depuis 1991, est vraisemblablement la première a avoir été financée par un privé et l’une des rares (l’unique en Suisse) à être utilisée de façon domestique.

But
Le but de l’étude est d’analyser une installation d’hydrogène photovoltaïque (production et stockage) implantée sur une maison résidentielle. La description de l’installation et la caractérisation des sous-systèmes sont accompagnés d’une série de mesure in-situ sur quelques jours d’été. Les résultats principaux sont résumés sur un diagramme entrée/sortie reliant de façon synoptique l’ensoleillement instantané et les différentes étapes de la production et permettent d’évaluer le potentiel annuel de production

Résultats
La production d’hydrogène de l’installation Friedli a fonctionné pendant plusieurs années sans problèmes majeurs, bien que de façon intermittente pour cause de sélection manuelle du mode d’opération. Afin d’atteindre une production d’hydrogène conséquente et d’expérimenter un réel stockage saisonnier, quelques optimisations mineures mais essentielles devraient encore être faites :
- Installation d’une sélection automatique du mode de stockage (électrolyse / batteries / injection sur réseau) basée sur l’état de charge des stocks et la puissance photovoltaïque disponible.
- Augmentation de la capacité de stockage à un niveau compatible avec la variation saisonnière de production : 200 Nm3 en estimant une consommation uniforme sur l’année, soit 10 fois plus qu’actuellement.
- Le remplacement du purificateur par un modèle ne consommant pas d’hydrogène permettrait d’augmenter l’efficacité de production de façon significative.

Publications

Etude d’une installation de production d’hydrogène photovoltaïque en Suisse : Maison FRIEDLI à Zollbrück
P. Hollmuller, Rapport final, CUEPE – Université de Genève, 1997. (pdf)

L'hydrogène, combustible propre
P. Hollmuller, in « Campus, Magazine de l'Université de Genève, No 40, 1998.

Evaluation of a 5kWp photovotaic hydrogen production and storage installation for a residential home in Switzerland
P. Hollmuller, J.-M. Joubert, B. Lachal and K. Yvon, International Journal of Hydrogen Energy, 25, 2000, pp. 97-109.

Etude d’une installation de production et stockage d’hydrogène photovoltaïque : Maison Friedli à Zollbrück, Suisse
P. Hollmuller, J.-M. Joubert, B. Lachal and K. Yvon, Proceedings de CISBAT’99, Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, 1999. (pdf)

Solar hydrogen plant on the Markus Friedli residential house
P. Hollmuller, J.-M. Joubert, B. Lachal and K. Yvon, in Case Studies of Integrated Hydrogen Energy Systems, IEA Final Task Report, Th. H. Schucan ed., published by IEA Agreement on the Production and Utilization of Hydrogen (NREL, Golden CO, USA), 2000. (pdf)