Complémentarité multi-énergies : éolien, solaire, hydrogène et stockage – Intégration et optimisation des systèmes énergétiques domestiques

Complémentarité multi-énergies : éolien, solaire, hydrogène et stockage – Intégration et optimisation des systèmes énergétiques domestiques

Un système multi-énergies complémentaire intégrant les technologies éolienne, solaire, hydrogène et de stockage constitue une solution énergétique complète pour les habitations. Il vise à pallier les limitations des sources d'énergie uniques en assurant une forte autonomie en électricité domestique, une alimentation de secours à long terme et une utilisation efficace des énergies renouvelables grâce à la production, la conversion et le stockage coordonnés de multiples sources d'énergie. Ce système représente l'avenir du développement des systèmes énergétiques domestiques.

Le cœur de la configuration repose sur l'intégration coordonnée de ses différentes unités. Les panneaux photovoltaïques et les éoliennes, principaux générateurs d'énergie, captent les énergies renouvelables. Les batteries de stockage (comme les batteries au lithium) servent de stockage à court terme, lissant les fluctuations de la production et de la consommation d'énergie quotidiennes et fournissant une alimentation immédiate. Le système hydrogène joue le rôle d'un « système de stockage d'énergie à grande échelle et à long terme » : lorsque la production d'énergie éolienne et solaire est suffisante et que les batteries sont pleines, l'électricité excédentaire est utilisée pour électrolyser l'eau afin de produire de l'hydrogène et de le stocker en toute sécurité. Lors de pannes de courant prolongées dues à une météo constamment nuageuse et sans vent, l'hydrogène stocké est utilisé pour produire de l'électricité de manière stable grâce à des piles à combustible ou des générateurs d'hydrogène, garantissant ainsi une alimentation électrique domestique continue.

L'objectif de l'optimisation opérationnelle est d'atteindre une efficacité et une fiabilité élevées du système tout au long de l'année. Ceci repose sur un système de gestion de l'énergie intelligent. Ce système doit optimiser dynamiquement ses stratégies de fonctionnement en fonction des prévisions météorologiques, des habitudes de consommation d'électricité, de l'état du stockage d'énergie et des stocks d'hydrogène. Par exemple, si des vents forts et un temps ensoleillé sont prévus pour les prochains jours, le système réservera de l'espace dans les batteries afin de stocker l'électricité excédentaire à venir ; si des pluies continues sont prévues, il utilisera l'électricité excédentaire pour produire de l'hydrogène en vue de son stockage anticipé, et programmera de manière rationnelle la décharge des batteries et le démarrage des piles à combustible. L'objectif principal de l'optimisation est de garantir l'efficacité globale la plus élevée et le coût le plus bas de la chaîne de conversion « électricité-hydrogène-électricité », tout en priorisant les besoins en électricité des charges domestiques critiques.

Ce système intégré multi-énergies complémentaires offre une nouvelle approche pour résoudre le problème fondamental de l'instabilité de la production d'énergie éolienne et solaire. Ce système combine le stockage d'énergie par batteries à court terme et le stockage d'énergie par hydrogène à long terme, offrant ainsi une solution de stockage d'énergie complète, de l'heure au trimestre. Les ménages peuvent ainsi bénéficier d'une électricité verte stable et fiable, même en cas de conditions climatiques extrêmes, ce qui représente une voie prometteuse vers une indépendance énergétique totale et une décarbonation profonde.