Estimation le potentiel de production de l’hydrogène vert par l’utilisation de l’énergie solaire photovoltaïque au niveau des stations de dessalement d’eau de mer (SDEM) en Algérie

Abstract

L'Algérie a souffert de pénuries d'eau et d'une demande accrue d'énergie, ce qui pèse sur les ressources naturelles et menace la durabilité environnementale. Cette étude vise à évaluer le potentiel de la production d'hydrogène vert utilisant l'énergie solaire photovoltaïque dans les stations de dessalement de l'eau de mer comme solution durable à ces défis. Pour atteindre cet objectif, l'étude s'est appuyé sur l'étude des trois stations typiques de dessalement d'eau de mer. Une installation de production d'hydrogène a été conçue, comprenant des panneaux solaires, un convertisseur, un électrolyseur et un système d'osmose inverse. Le système a ensuite été modélisé à l'aide d'outils spécialisés (PV/Elec/SDEM) et les besoins en énergie ont été déterminés. Les résultats ont été analysés en détail avec une discussion sur la relation entre la capacité de la station de dessalement et sa production d'hydrogène vert, la consommation d'énergie de l'électrolyseur et de la station de dessalement, ainsi que le superficie du champ solaire dans la détermination de la quantité d'énergie produite, ont également été analysés, La capacité de production de l'île est de 2,2 millions de mètres cubes par jour. On peut estimer le potentiel de production d'hydrogène vert, et la quantité d'eau salée rejetée par les usines de dessalement équivaut à environ 55 % de la production d'eau douce. Dans ce cas, l'eau salée rejetée sera de 0,55 * 2,2 millions de m3/jour = 1,21 million de m3/jour, et la production d'hydrogène à partir d'un mètre cube d'eau salée est d'environ 0,997 kg. La production potentielle d'hydrogène serait donc de 1,21 million de m3/jour * 0,997 kg/m3 = 1206 tonnes/jour.

عرضت الجزائر لنقص في المياه وزيادة في الطلب على الطاقة، مما يضغط على الموارد الطبيعية ويهدد الاستدامة البيئية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم إمكانية إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام الطاقة الشمسية الفوتوفولطائية في محطات تحلية مياه البحر كحلا مستداماً لهذه التحديات. لتحقيق هذا الهدف، استندت الدراسة إلى دراسة ثلاث محطات نموذجية لتحلية مياه البحر. تم تصميم مرفق إنتاج الهيدروجين، بما في ذلك الألواح الشمسية، ومحول الطاقة، وجهاز التحليل الكهربائي، ونظام التناضح العكسي. تم بعد ذلك نمذجة النظام باستخدام أدوات متخصصة (PV/Elec/SDEM) وتحديد احتياجات الطاقة. تم تحليل النتائج بتفصيل مع مناقشة حول العلاقة بين قدرة محطة التحلية وإنتاج الهيدروجين الأخضر، واستهلاك الطاقة لجهاز التحليل الكهربائي ومحطة التحلية، بالإضافة إلى مساحة الحقل الشمسي في تحديد كمية الطاقة المنتجة. تم تحليل إنتاجية الجزائر بمقدار 2.2 مليون متر مكعب يومياً. يمكن تقدير إمكانية إنتاج الهيدروجين الأخضر، وكمية المياه المالحة التي تُرمى من مصانع التحلية تعادل حوالي 55% من إنتاج المياه العذبة. في هذه الحالة، ستكون كمية المياه المالحة المرمية هي 1.21 مليون متر مكعب يومياً، وإنتاج الهيدروجين من متر مكعب من المياه المالحة حوالي 0.997 كيلوغرام. لذلك، سيكون الإنتاج المحتمل للهيدروجين هو 1206 طن يومياً.