Brevet FR3124234A1 — publié le 20221223

L’invention concerne une installation flottante de production et de stockage d’hydrogène, l’installation étant hors du réseau électrique terrestre et comprenant : - Au moins une éolienne produisant de l’électricité ; - Des moyens de stockage de l’électricité produite par l’éolienne ; - Des moyens de production d’hydrogène alimentés en eau et avec l’électricité produite par l’éolienne ; - Des moyens de stockage de l’hydrogène. Selon l’invention, l’installation comprend un dispositif de pilotage destiné à faire naviguer ladite installation le long d’une trajectoire de vent identifiée. Figure pour l’abrégé : Fig. 4 Installation flottante de production et de stockage d’hydrogène hors réseau électrique terrestre La présente invention se rapporte au domaine technique des installations flottantes de production et de stockage d’hydrogène situées hors du réseau électrique terrestre, afin de produire de l’énergie sous forme d’hydrogène de façon renouvelable. Art antérieur Il est connu de l’état de la technique des installations adaptées pour la production et le stockage d’hydrogène, notamment de telles installations comprennent des moyens de production d’énergie renouvelable, par exemple des panneaux solaires ou encore des éoliennes. L’un des principaux problèmes de la production d’énergie renouvelable est l’intermittence de la production d’énergie et par conséquence, une faible productivité d’énergie comparée, par exemple, aux énergies dites fossiles. En effet, l’énergie éolienne dépend de la présence et de la force du vent. Ces solutions, en plus de leur production d’énergie intermittente, peuvent entrer en compétition avec les terrains agricoles et provoquer une pollution sonore et visuelle. Actuellement, les moyens de production d’hydrogène possèdent un rendement optimal, lorsque ces derniers sont alimentés en énergie électrique de façon constante. Ainsi, la production d’énergie renouvelable, de nature intermittente, entraîne une faible production d’hydrogène. Par conséquent, une telle intermittence contribue à la hausse du coût de la production d’hydrogène renouvelable. Pour pallier ces problèmes, le brevet KR101258937 divulgue un dispositif pour produire de l’hydrogène dans les eaux extraterritoriales en utilisant la force éolienne sur une plateforme amovible comprenant des moyens d’électrolyse de l’eau de mer afin de produire de l’hydrogène, des moyens de stockage de l’hydrogène, et une éolienne afin de produire de l’électricité pour alimenter les moyens d’électrolyse de l’eau de mer. Cependant, un tel dispositif ne comprend pas de moyens permettant de réduire efficacement l’intermittence de la production d’énergie électrique par la force éolienne. De tels dispositifs ont encore l’inconvénient, pour tenter de lutter contre l’intermittence de la production d’électricité, de comprendre une éolienne d’une hauteur telle que la plateforme amovible doit être d’une taille conséquente pour permettre le maintien de l’éolienne, notamment dans des conditions météorologiques extrêmes. En effet, lors de telles conditions, la force du vent et/ou des vagues peuvent rapidement détériorer la plateforme et l’éolienne positionnée sur cette dernière, voir entraîner la destruction d’un tel dispositif. L’un des buts de l’invention est donc de proposer une installation flottante de production et de stockage d’hydrogène, déconnectée du réseau électrique terrestre, permettant une production améliorée d’hydrogène renouvelable en s’affranchissant des problèmes d’intermittence des énergies renouvelables. Un autre objectif de l’invention est de fournir une telle installation flottante diminuant les coûts de production de l’hydrogène renouvelable, notamment par une production accrue et un stockage aisé. Encore un autre objectif de l’invention est de fournir une telle installation flottante diminuant les risques de pollutions, notamment sonores ou visuelles, tout en diminuant l’encombrement des éoliennes. À cet effet, il a été mis au point une installation flottante de production et de stockage d’hydrogène, l’installation flottante étant hors réseau électrique terrestre et comprenant : Au moins une éolienne produisant de l’électricité ; Des moyens de stockage de l’électricité produite par l’éolienne ; Des moyens de production d’hydrogène alimentés en eau et avec l’électricité produite par l’éolienne ; Des moyens de stockage de l’hydrogène. Selon l’invention, l’installation flottante comprend un dispositif de pilotage destiné à faire naviguer ladite installation flottante le long d’une trajectoire d’un courant de vent identifiée. De cette manière, l’installation flottante permet d’avoir une production d’hydrogène renouvelable sans intermittences. L’identification de la trajectoire de vent peut être effectuée en amont, par tout moyen approprié, et le dispositif de pilotage permet de faire naviguer l’installation, soit manuellement, soit automatiquement, le long de la ou des trajectoires identifiées. Il est également possible que le dispositif de pilotage automatique soit capable d’identifier lui-même les trajectoires de vent et de positionner l’installation flottante le long de ces trajectoires. L’invention permet alors une production ininterrompue d’hydrogène, avec des coûts réduits. En effet, l’invention permet de s’absoudre des problèmes d’intermittences inhérents aux moyens de production d’énergies renouvelables. De plus, l’installation flottante réalise la production et le stockage d’hydrogène en pleine mer et hors du réseau électrique terrestre, ce qui permet de ne plus avoir de pollutions visuelles ou sonores. L’installation flottante est de préférence située offshore, on entend par cela que l’installation flottante navigue en pleine mer là où la force éolienne est abondante. Cependant, l’installation flottante étant mobile, cette dernière peut ne plus être dans une zone offshore, notamment lors d’escales pour permettre le déstockage de l’hydrogène produit et stocké par l’installation flottante. Selon une forme de réalisation particulière, le dispositif de pilotage automatique est programmé pour faire naviguer l’installation flottante selon un circuit en boucle fermée. De préférence, le dispositif de pilotage automatique est connecté à des moyens de réception et d’analyse de données météorologiques, reçues en temps réel et/ou échelonnées durant un laps de temps prédéfini, pour identifier les trajectoires des courants de vent, et le dispositif de pilotage automatique peut alors être programmé pour faire naviguer l’installation flottante selon un circuit en boucle ouverte selon les trajectoires des courants de vent identifiés. De cette manière, l’installation flottante va chercher à se positionner, de façon autonome, là où elle peut fournir une production d’hydrogène puissante et continue. Selon une forme de réalisation particulière, le dispositif de pilotage automatique est programmé pour faire naviguer l’installation flottante en vent arrière. On peut donc imaginer que l’installation soit propulsée par la seule force du vent. De préférence, l’installation flottante comprend des moyens de propulsion entrainés par au moins un moteur électrique alimenté avec l’électricité produite par l’éolienne. Le fait que l’installation navigue en vent arrière permet alors de limiter la consommation de sa propre énergie, ce qui serait le cas, notamment en se déplaçant avec un vent de face. La navigation en vent arrière permet une synergie de navigation de l’installation flottante en coopération des moyens de propulsion de l’installation flottante. Selon une forme de réalisation particulière, le dispositif de pilotage automatique est connecté à un système anticollision apte à détecter la présence d’obstacles sur la trajectoire de navigation de l’installation flottante permettant la navigation de l’installation flottante de façon sécuritaire. Selon une autre forme de réalisation, l’installation flottante comprend au moins un dispositif de désalinisation de l’eau de mer pour alimenter en eau les moyens de production d’hydrogène. Selon une forme de réalisation particulière, les moyens de production d’hydrogène de l’installation flottante sont au moins un électrolyseur, préférentiellement un électrolyseur alcalin. De préférence, les moyens de stockage de l’hydrogène stockent l’hydrogène sous haute pression, et se présentent par exemple sous la forme de conteneurs haute pression flottants permettant le transport aisé de l’hydrogène stocké vers un port ou tout autre embarcation. Par l’expression « stockent l’hydrogène sous haute pression », on entend que la pression pour le stockage de l’hydrogène est supérieure à la pression atmosphérique, par exemple la pression de stockage peut être de 700 bars. Plus la pression peut être élevée, plus la quantité d’hydrogène stockée peut être importante. L’installation flottante comprend un collecteur pour éviter les problèmes d’intermittence de l’énergie éolienne. Le collecteur est à effet venturi et comprend éventuellement plusieurs entrées. Le collecteur permet d’accélérer le vent par une réduction de son diamètre au niveau d’un point intermédiaire du collecteur permettant de faire bénéficier de l’effet venturi à l’éolienne. De plus, le collecteur comprend au niveau de la ou des entrées, des régulateurs du débit du vent permettant l’ouverture et/ou la fermeture complète ou partielle de l’entrée du collecteur en fonction de la puissance de l’énergie éolienne. Ces régulateurs permettent, par exemple, de protéger l’éolienne lors de tempêtes. En effet, si la force du vent est trop importante, l’éolienne peut être endommagée. D’autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple non limitatif, de l’installation flottante selon l’invention, à partir des dessins annexés dans lesquels : est une vue de côté de l’installation flottante de la présente invention, avec les régulateurs du débit du vent en position fermée. est une vue similaire à celle de la , les régulateurs du débit du vent en position ouverte. est une vue similaire à celle de la , les éoliennes sont positionnées en aval d’une réduction de diamètre du collecteur par rapport au sens du vent. est une représentation du déplacement de l’installation flottante, selon une réception des données météorologiques à intervalles de temps. est une vue similaire à celle de la , selon une réception en temps réel des données météorologiques. Installation flottante (1) de production et de stockage d’hydrogène, l’installation étant hors du réseau électrique terrestre et comprenant : - au moins une éolienne (2) produisant de l’électricité ; - des moyens de stockage de l’électricité (3) produite par l’éolienne (2) ; - des moyens de production d’hydrogène (4) alimentés en eau et avec l’électricité produite par l’éolienne (2) ; - des moyens de stockage de l’hydrogène (5) ; caractérisé e en ce qu’elle comprend un dispositif de pilotage destiné à faire naviguer ladite installation (1) le long d’une trajectoire d’un courant de vent identifiée. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de pilotage est un dispositif de pilotage automatique (7) programmé pour faire naviguer ladite installation (1) le long d’une trajectoire d’un courant de vent identifiée. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de pilotage automatique (7) est programmé pour faire naviguer l’installation selon un circuit en boucle fermée Installation selon l’une des revendications 2 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de pilotage automatique (7) est connecté à des moyens de réception et d’analyse de données météorologiques pour identifier les trajectoires des courants de vent (20), et le dispositif de pilotage automatique (7) est programmé pour faire naviguer l’installation selon un circuit en boucle ouverte selon les trajectoires de courants de vent (20) identifiés. Installation selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le dispositif de pilotage automatique (7) est programmé pour faire naviguer l’installation en vent arrière. Installation selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend des moyens de propulsion (8) entraînés par au moins un moteur électrique (9) alimenté avec l’électricité produite par l’éolienne (2). Installation selon l’une des revendications précédentes 2 à 6, caractérisée en ce que ledit dispositif de pilotage automatique (7) est connecté à un système anticollision (13) apte à détecter la présence d’obstacles sur la trajectoire de navigation de l’installation. Installation selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un dispositif de désalinisation (6) de l’eau de mer pour alimenter en eau les moyens de production d’hydrogène. Installation selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de production de l’hydrogène sont au moins un électrolyseur (4), préférentiellement au moins un électrolyseur (4) alcalin. Installation selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de stockage de l’hydrogène (5) stockent l’hydrogène sous haute pression. Procédé de pilotage d’une installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pilotage de l’installation (1) est effectué le long d’une trajectoire d’un courant de vent identifié.