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Résumé
La progression rapide de la demande énergétique mondiale et l’échéance des réserves
d’énergies fossiles favorise le développement des énergies renouvelables et nouvelles tel que
le photovoltaïque (PV) et les piles à combustibles (PAC) qui suivent, actuellement, une
croissance exponentielle. Leur développement parait comme une nécessité pour pouvoir
réduire la pollution environnementale tel que le rejet de polluants gazeux et de gaz à effet de
serre : CO, CO2, SOX, NOX, radiation et radioactivité, déchés solides, pluies acides, et
déplétion d’ozone qu’en train de perturber sérieusement la biosphère terrestre. Dans ce travail
de recherche pour l’obtention du diplôme de magister, nous proposons une méthodologie de
modélisation et de simulation comportementale d’un système hybride PV- Electrolyseur –
PAC de génération d’électricité propre à comparer avec un système classique composé d’un
reformeur et d’une PAC.
Un panneau PV, pour le premier système, fourni de l’électricité à un électrolyseur
assurant la production d’hydrogène et d’oxygène par électrolyse de l’eau. L’hydrogène ainsi
produit, ensuite stocké dans des bouteilles est devient un carburant propre localement, et il est
présenté comme le combustible idéal de la PAC. Le deuxième système utilisant la technique
de reformage nécessite une entrée de gaz naturel, de gazoline ou d’éthanol. Nous discuterons
sur les avantages de gaz naturel par rapport aux autres fuels proposés.
L’étude a pour but de présenter les paramètres de conception du système générateur
d’énergie basé sur les matériaux inorganiques de grande disponibilité. Le sujet est proposé en
raison de la grande variété de ses applications potentielles, de sa compatibilité avec
l’environnement et de sa simplicité de fabrication (excepté pour le cas des piles à
combustible). Ces systèmes sont d’actualité et nous proposons la présentation de la
méthodologie de mise en œuvre pour sa réalisation. Nous essayerons de dégager les règles de
conceptions et d’optimisation permettant l’élaboration d’un générateur d’énergie de bon
rendement. L’étude rentre aussi dans le cadre d’une approche système qui consiste à étudier le
comportement dans sa globalité et à optimiser les différents composants auxiliaires.
Mot clés : énergies renouvelables, panneau photovoltaïque, pile à combustible, modélisation,
optimisation, simulation, système hybride, électrolyseur, reformeur, rendement.