Objectif de l'étude

Cette étude de cas vise à optimiser le dimensionnement et le fonctionnement d'une installation permettant l'alimentation d’une flotte de véhicules à partir d’hydrogène produit par électrolyse. L'objectif est ici de minimiser le coût de fourniture de l'hydrogène au véhicule.

Architecture du système

La figure ci-contre illustre l'architecture du système modélisé à l'aide du logiciel ODYSSEY. Ce système est constitué des composants suivants :

  1. La station de distribution d'hydrogène
  2. La centrale photovoltaïque
  3. La connexion au réseau électrique principal
  4. L'électrolyseur
  5. Le compresseur d'hydrogène
  6. L’auxiliaire permettant de comptabiliser la consommation électrique du compresseur
  7. Le réservoir d'hydrogène
Exemple d'architecture

Le principe de fonctionnement consiste à alimenter le système électrolyseur, le compresseur et son auxiliaire à partir d'un mix entre une production photovoltaïque et un soutirage sur le réseau électrique.
La stratégie de gestion de l'énergie consiste à ajuster en permanence le point de fonctionnement de l'électrolyseur (puissance maximale, puissance partielle, stand-by) pour bénéficier d'une électricité la moins chère possible tout en garantissant une production d'hydrogène suffisante pour alimenter la flotte de véhicules à hydrogène.

Exemples de résultats (séries temporelles et analyse de sensibilité)

L'objectif poursuivi dans cette étude est de minimiser le coût de fourniture de l’hydrogène au véhicule. Cet indicateur est calculé à partir de l'ensemble des dépenses permettant la mise en service et l'opération de la station de distribution d'hydrogène (investissement et remplacement des différents équipements, coûts d'opération et de maintenance, achat d'électricité sur le réseau).
Afin de minimiser ce coût, il est essentiel d'optimiser à la fois le dimensionnent des différents composants (centrale PV, électrolyseur, stockage hydrogène, etc.) et la stratégie de gestion de l'énergie pour garantir un approvisionnement en électricité à moindre coût.
La figure ci-dessous est un exemple de résultat de simulation dynamique du fonctionnement de l'installation sur une période de 24h. On peut observer que le réseau électrique (rouge) est sollicité de manière à compléter la production photovoltaïque (bleu) et ainsi garantir une alimentation de l'électrolyseur (vert) à pleine puissance sur cette période.

Simulation

La figure ci-dessous est un exemple d'étude de sensibilité réalisée à l'aide du logiciel ODYSSEY et illustrant l'impact de la variation des coûts des principaux composants ainsi que la variation du prix de vente de l'hydrogène sur la Valeur Actuelle Nette (VAN) du projet.

Sensitivity

Exemples de résultats (structure de coûts et dépenses)

Dans le cadre de cette étude, les calculs économiques sont réalisés sur un durée d'exploitation de 20 ans avec un taux d'actualisation de 8%. Les figures ci-contre illustrent des exemples de résultats économiques issus de l'outil ODYSSEY.
La figure ci-dessous est un exemple de résultat de structure de coûts global du projet (coûts de l'électricité, de l'investissement, de l'exploitation & maintenance et du remplacement des composants -prise en compte du vieillissement-).

Cost Structure

La figure ci-dessous est un exemple de visualisation "cash flow" des dépenses sur la période d'exploitation.

Expensives
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