Les sources d’énergie renouvelables, telles que le solaire et l’éolien, sont confrontées à des défis importants en raison de leur dépendance aux conditions météorologiques, telles que l’intensité de l’ensoleillement et les fluctuations de la vitesse du vent, ce qui complique leur intégration continue dans le système électrique.
Par conséquent, en l’absence d’un système de stockage efficace, un approvisionnement constant en énergie ne peut être assuré pendant les périodes sans soleil ou sans vent, et le stockage est essentiel pour maximiser son utilisation. Bien que les batteries électriques soient une solution courante à ce problème, leur coût élevé reste un obstacle important.
Une autre solution : le stockage de l’hydrogène
Le stockage de l’hydrogène présente des difficultés liées à sa nature même. Malgré ses propriétés de combustion propre, l’hydrogène présente l’inconvénient majeur d’être inefficace sur le plan énergétique et de coûter cher. Ses principaux défis sont liés à la complexité du stockage et du transport.
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Sa forte densité énergétique gravimétrique se heurte à sa faible densité volumétrique dans les conditions ambiantes. Pour stocker de grandes quantités, il doit être comprimé à des pressions élevées ou liquéfié à des températures extrêmement basses. Cela nécessite une forte consommation d’énergie. Les méthodes actuelles consistent à le stocker sous forme de gaz comprimé ou de liquide cryogénique. Ces deux procédés nécessitent une forte consommation d’énergie.
Ni liquide ni gazeux : il s’agit d’hydrogène solide.
Photoncycle est une entreprise qui vise à changer la façon dont l’électricité est produite, stockée, consommée et payée. Sa mission est de déployer des systèmes énergétiques autonomes, efficaces et peu encombrants, alimentés par le soleil et rendus possibles par des technologies innovantes et abordables.
Fondée par le Norvégien Bjorn Brandtzaeg, Photoncycle se concentre sur le stockage de l’énergie à l’aide d’une nouvelle technologie basée sur l’hydrogène solide. Cette approche vise à surmonter les limites des batteries traditionnelles et à contribuer à un système énergétique plus durable. La vision de Photoncycle est de transformer la façon dont l’énergie solaire est exploitée en éliminant les difficultés liées à la transition vers les sources d’énergie renouvelables.
L’une des applications de la technologie de Photoncycle pour le stockage de l’énergie concerne les systèmes agrovoltaïques, car sa technologie est spécialement conçue pour eux.
La technologie Photoncycle en détail
Dans les maisons individuelles en Europe, la quantité d’électricité produite par les panneaux solaires sur les toits est 4 à 15 fois plus élevée en été qu’en hiver. Cependant, la demande d’énergie pour répondre aux besoins de base d’une maison en électricité et en chauffage est 2 à 3 fois plus élevée pendant les mois d’hiver.
D’autre part, le nombre croissant de maisons équipées de panneaux solaires sur les toits pose des problèmes aux réseaux de distribution d’électricité, car il devient difficile d’absorber l’excédent d’électricité produit en été. En outre, la demande croissante d’électricité en hiver, nécessaire pour décarboniser les systèmes de chauffage et recharger les véhicules électriques, exerce également une forte pression sur le réseau.
La technologie de Photoncycle lui permet de stocker l’électricité excédentaire produite par les panneaux solaires installés sur les toits des maisons et d’équilibrer les pics de demande sur le réseau. Elle utilise un électrolyseur pour convertir cet excédent d’électricité en hydrogène vert à partir d’eau et d’électricité. Elle utilise une pile à combustible réversible à haute température qui a la capacité de produire de l’hydrogène et de l’électricité dans la même unité.
L’hydrogène est efficacement stocké sous forme solide dans le système de stockage mis au point par Photoncycle : un réacteur de synthèse d’ammoniac. Cette méthode de stockage est sûre, en raison de la nature ininflammable et non explosive de l’état solide. Elle est également très efficace. Elle permet de stocker l’hydrogène à des densités environ 50 % supérieures à celles de l’hydrogène liquide.
Cette énergie stockée est libérée à la demande pour répondre aux besoins en électricité et en chauffage ou pour alimenter le réseau. De plus, en intégrant le stockage de l’énergie à la maison qui la produit, il est possible de se déconnecter complètement du réseau.
La Commission européenne définit les critères de classification de l’hydrogène en fonction de ses besoins énergétiques.
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Les principaux avantages de cette technologie sont sa densité énergétique gravimétrique élevée, qui est d’environ 3,5 kWh/kg, contre 0,3 kWh/kg pour une batterie lithium-ion.
En outre, il s’agit d’un système de stockage abordable pour les ménages. Jusqu’à 10 000 kWh d’énergie peuvent être stockés dans 3 m³, ce qui est suffisant pour conserver tout l’excédent de production d’électricité en été dans la plupart des foyers. De cette manière, les panneaux solaires sont pleinement utilisés, ce qui permet d’exploiter tout le potentiel des toits pour la production d’énergie solaire.
hydrogène solide Photoncycle 3
Prototype de laboratoire de la technologie Photoncycle.
Elle permet également d’éviter les fluctuations saisonnières des prix, car le stockage à long terme permet de puiser de l’électricité dans le réseau lorsque les prix sont bas et de la réinjecter lorsque les prix sont élevés.
Photoncycle a breveté sa technologie et validé chacun de ses composants en créant un prototype fonctionnel dans son laboratoire. Elle prévoit de développer un pilote à grande échelle en 2024 et de lancer le premier produit sur le marché résidentiel en 2025.
