Panneaux solaires et production d'hydrogène vert
L’hydrogène est un élément chimique qui peut être utilisé comme source d’énergie. Il existe en abondance dans l’univers, mais on ne peut pas en trouver sous forme pure. Il faut l’extraire à partir d’autres éléments tels que l’eau ou le méthane et le procédé à mettre en œuvre pour ce faire est à la fois très énergivore et très polluant. Les coûts associés, qu'ils concernent l'installation, l'exploitation ou la maintenance, sont également très coûteux. Cela rend la recherche d'alternatives plus écologiques et économiquement viables impérative pour répondre efficacement à l’enjeu de l’avenir énergétique.
De là est né l’hydrogène vert, une solution prometteuse qui peut remplacer les énergies fossiles dans de nombreux secteurs. Pour l’obtenir, il faut de l’électricité propre et durable issue de l’exploitation de sources d’énergies renouvelables comme le soleil. Une approche qui n'émet pas de CO2 et qui, de ce fait, contribue de manière significative à la décarbonation globale. Les panneaux solaires et l'amélioration de la sécurité énergétique, rappelons le, représentent un duo essentiel dans la transition vers un avenir énergétique durable.
L'ADEME et l’Union européenne jouent un rôle crucial dans ce contexte, en fournissant un soutien financier et technique pour la recherche, le développement et le déploiement de solutions basées sur l'hydrogène vert, soulignant l'importance de l'investissement dans les technologies propres pour atteindre les objectifs de développement durable.
Comment fonctionne exactement la production d’hydrogène vert par panneaux solaires et pourquoi l’énergie solaire précisément et non pas une autre ? C’est ce que nous allons voir dans cet article.
Fonctionnement de la production
Voici comment se déroule la production d’hydrogène vert par panneaux solaires.
1 – Conversion de l'énergie solaire en électricité verte
Les panneaux photovoltaïques transforment la lumière du soleil (photons) en électricité grâce à l’effet photovoltaïque. Ils sont constitués de cellules photovoltaïques qui contiennent du silicium, un matériau semi-conducteur qui libère des électrons lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil.
Ces derniers sont ensuite captés par un circuit électrique, créant ainsi (gratuitement) un courant électrique continu que l’on va transformer en courant électrique alternatif utilisable au moyen d’un onduleur.
Les panneaux solaires constituent un investissement à fort potentiel de rentabilité sur le long terme et leur utilisation constitue un grand pas vers la transition énergétique. Nous en parlons justement dans nos articles sur les panneaux solaires pour les propriétaires de cabanes et de chalets, et sur les panneaux solaires pour les propriétaires de terrasses et de patios.
2 – Électrolyse de l'eau ou vaporeformage/pyrolyse du biogaz pour produire de l'hydrogène vert
Il existe 3 méthodes pour produire de l’hydrogène vert et chacune d’entre elles consomme beaucoup d’électricité – celle produite par les panneaux solaires :
L’électrolyse de l’eau : utiliser un électrolyseur pour séparer les molécules d’hydrogène et d’oxygène.
Le vaporeformage du biogaz* : faire réagir le méthane avec de la vapeur d’eau à haute température en présence d’un catalyseur pour obtenir de l’hydrogène et du dioxyde de carbone.
La pyrolyse du biogaz : chauffer le méthane à très haute température, sans oxygène, pour obtenir de l’hydrogène et du carbone solide.
La première technique est la plus répandue, car elle est plus propre (pas d’émissions de carbone).
*Qu’est-ce que le biogaz ? Le biogaz est un gaz produit par la dégradation de la matière organique. Il est composé principalement de méthane (CH4).
3 – Stockage et utilisation de l'hydrogène vert
Une fois l’hydrogène vert produit, il est purifié pour être utilisé ou stocké et transporté là où il sera consommé : transports, industrie, production d’électricité, etc.
Le développement d'infrastructures adéquates à cet effet est donc crucial pour maximiser une utilisation efficace et sécurisée. Cela inclut des systèmes de stockage spécialisés, des pipelines, des stations de recharge pour véhicules à hydrogène et des installations de conversion pour l'utilisation dans divers secteurs industriels.
Le rôle des trackers solaires dans l'augmentation de l'efficacité des panneaux solaires est également primordial pour réduire les coûts associés à ces infrastructures. Et ce, en maximisant la capture d'énergie solaire tout au long de la journée.
Les panneaux solaires générateur d'hydrogène vert solaire
Utiliser le soleil pour produire de l'hydrogène vert est une idée séduisante, représentant une innovation majeure avec des bénéfices environnementaux, économiques et sociaux considérables.
Accessibilité et praticité
Le solaire photovoltaïque est le plus accessible parmi toutes les solutions de production d’énergie renouvelable, car il ne nécessite pas de conditions géographiques ou climatiques particulières. Il suffit de disposer d’une surface suffisante, exposée au soleil pour installer des panneaux solaires. Et ces derniers sont assez faciles à mettre en place, à entretenir et à démonter, ce qui réduit les contraintes liées à leur utilisation.
Source d'énergie renouvelable et durable
Les panneaux photovoltaïques exploitent une ressource naturelle inépuisable, le soleil, qui ne produit ni déchets ni pollution. C’est cette caractéristique écologique qui confère à l’hydrogène produit via cette méthode son attribut « vert », soulignant son respect pour l'environnement.
Réduction des émissions de carbone
La production d’hydrogène vert (par électrolyse**) avec l’électricité produite par des panneaux photovoltaïques permet de réduire les émissions de carbone. Le carbone est un gaz à effet de serre, qui contribue au réchauffement climatique et à ses conséquences néfastes.
**Pour que les autres procédés de production d’hydrogène vert (pyrolyse et vaporeformage) puissent vraiment être qualifiés de « propres » (pas d’émission de carbone), il faut que le carbone obtenu au terme de la réaction soit capturé et stocké.
Les panneaux solaires pour les propriétaires de spas et de jacuzzis, par exemple, fournissent une source d'énergie propre et inépuisable qui chauffe et alimente ces équipements de luxe, minimisant ainsi (autant que possible) leur emprise sur l’environnement.
Production d'hydrogène décentralisée et flexible
L’utilisation des panneaux solaires pour la production d’hydrogène vert permet de produire de l’hydrogène localement, au plus près des lieux de consommation, sans dépendre d’un réseau centralisé. Cela réduit les pertes d’énergie liées au transport et à la distribution de l’hydrogène, et augmente la sécurité et la résilience du système énergétique.
Vous aussi vous envisagez d’exploiter l’énergie solaire et d’installer des panneaux photovoltaïques pour produire vous-même votre électricité et/ou votre hydrogène vert ? Notre article intitulé « quel poids de panneaux solaires peut supporter mon toit ? » pourrait vous intéresser.
