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Friday, 19 July 2024

L'intérêt de la chaudière hydrogène est que cette chaleur nécessaire au fonctionnement de la pile à combustible pour créer de l'électricité sera ensuite récupérée pour le chauffage de la maison et la production d'eau chaude. Au final, la chaudière hydrogène est d'abord une centrale électrique qui assure en plus de l'électricité, le chauffage et l'eau chaude. Fonctionnement de la chaudière à hydrogène La chaudière hydrogène fonctionne d'abord comme une pile à combustible que l'on alimente en gaz pour élever la température dans le cœur de pile en céramique ou pour actionner un moteur assurant la combinaison. L'hydrogène et l'oxygène de l'air et de la combustion se combinent alors pour former de la vapeur d'eau, tout en produisant par électrolyse (ou grâce au moteur) de l'électricité mais aussi de la chaleur. L'électricité est alors utilisée dans la maison (éclairage, appareils domestiques... ) ou injectée sur le réseau, tandis que la chaleur résiduelle (chauffage du cœur + réaction électrolytique) est employée pour chauffer un ballon d'eau chaude et un système de chauffage avec l'appoint éventuel d'un brûleur selon les consommations à assurer (climat, nombre de personnes, niveau de performance énergétique).

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LES PERFORMANCES DE LA PILE A COMBUSTIBLE La pile à combustible est la solution gaz la plus efficace, avec une classe d'efficacité énergétique A+++ et un rendement global sur énergie primaire jusqu'à 175%. Elle permet une réduction de la consommation en énergie primaire jusqu'à 25% par rapport à une production séparée de chauffage et d'électricité. LES ATOUTS DE LA PILE A COMBUSTIBLE Le cœur de la pile n'utilise pas la combustion du gaz. La pile se révèle particulièrement utile lors des pics de consommation d'électricité (par exemple, l'hiver en soirée). En effet, l'électricité produite n'est donc pas prélevée sur le réseau électrique, à un moment où il est le plus sollicité et la production la plus émettrice de GES. La pile fonctionne également avec du biométhane réduisant ainsi ses émissions de CO2. Avantages pour les utilisateurs: Une facture d'électricité réduite grâce à l'électricité autoconsommée. Une solution silencieuse: sans combustion du gaz, sans émission de particules, sans pièce en mouvement.

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Elle a été baptisée Cellia, et a des mensurations imposantes, neuf mètres de long sur quatre de haut et un poids total de vingt-huit tonnes! C'est donc la première pile à combustible de grande puissance pour cette application, et elle est prévue développer une puissance électrique de 230 KWh en même temps qu'une puissance thermique de 180 KWt pour chauffage et eau chaude. C'est la technique de la cogénération, bien connue dans l'industrie. Comme tout prototype, elle a coûté une fortune, sept millions d'euros qu'il n'a été possible de trouver qu'en partageant les coûts entre Dalkia pour 1, 6 million, l'Opac pour 1 million, le Conseil général d'Ile-de-France pour 2, l'Europe pour 1, 5 million ainsi que l'Ademe et EDF. Elle est prévue émettre 30% de CO2 de moins qu'une installation classique grâce à son fonctionnement à très haute température (650°C) et à son rendement de 80/90%. L'excédent d'électricité sera revendu à EDF. Quant à la source d'énergie primaire, c'est l'hydrogène, présent dans le gaz naturel.

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Sécurité et normes Même si la technologie est sûre, même si la pile à combustible est déjà employée dans des applications diverses, la manipulation de l'hydrogène et son emploi dans le secteur domestique réclament des précautions qu'il faut encadrer par des normes aussi bien pour le stockage, l'emploi d'hydrogène que pour les caractéristiques et sécurités des chaudières à cogénération. La réglementation et la normalisation spécifiques aux systèmes piles à combustible et à l'hydrogène ne sont pas complètes mais sont en cours de développement en France et en Allemagne, notamment. En Europe, un comité technique ISO1 TC 197 Technologies de l'hydrogène a été créé en 1990 afin d'élaborer des normes dans le domaine des systèmes et dispositifs de production, de stockage, de transport, de mesure et d'utilisation de l'hydrogène. La France est membre participant de l'ISO TC 197 par l'intermédiaire de l'AFNOR. Pour ce qui est des chaudières à hydrogène, le comité technique IEC2 TC 105 Technologies des piles à combustible a été créé en 1996 afin d'élaborer des normes dans le domaine des technologies de piles à combustible pour les applications stationnaires et mobiles.

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La production d'hydrogène neutre en carbone et à un prix accessible, ajoutée d'une infrastructure permettant de tansport l'hydrogène (vert), le tout combiné à une utilisation généralisée et une évolution plus poussée de la technologie des piles à combustible, ouvriront la voie à une société sûre et agréable reposant sur l'hydrogène.. L'hydrogène vert, carburant d'un futur respectueux de l'environnement • Génération à partir d'une énergie excédentaire telle que l'énergie éolienne en mer et à travers la décomposition de l'eau en hydrogène et en oxygène. • Facilité de stockage et de transport. • Aucune émission de CO2 Reconversion en électricité et en chaleur pour différents types de secteurs, de la maison à des application commerciales et industrielles. Piles à combustible spécialisées Nous produisons déjà de l'énergie à partir de l'hydrogène. Panasonic a commercialisé des piles à combustible domestiques pour la première fois en 2009, sur le marché japonais. Ce produit utilise de l'hydrogène issu de gaz naturel pour générer électricité et eau chaude dans les foyers.

Plusieurs méthodes existent aujourd'hui pour l'extraire et l'utiliser à des fins domestiques et industrielles. Toutefois, une seule de ces techniques, à savoir l 'électrolyse de l'eau, permet d'obtenir de l'hydrogène dit vert. Cette appellation lui est donnée en raison de l' absence de rejets de CO2 qu'il génère et donc sa neutralité pour le climat. Plusieurs atouts qui font de l'hydrogène un gaz renouvelable, à l'inverse du gaz naturel qui est une énergie fossile. Son potentiel dans la transition énergétique est d'autant plus élevé qu'il peut être utilisé dans plusieurs buts: Chauffer des habitations ou de l' eau chaude sanitaire grâce à la chaleur dégagée lors de l'électrolyse. Générer de l'électricité, utilisable pour l'éclairage ou les petits appareils électriques. Stocker et restituer de l'énergie, à l'exemple de l'électricité produite par les éoliennes. L'info IZI Grâce au procédé "power-to-gas", l'hydrogène est aujourd'hui converti en gaz injectable dans les réseaux de distribution.

Lors de l'installation, un point de vigilance concerne l'évacuation des produits de combustion. En effet, les deux modules sont raccordés en cascade et partagent un même conduit d'EVAPDC. Le bloc pile doit toujours être placé en amont du bloc chaudière, dans le sens de l'évacuation des produits de combustion. En effet, l'eau utilisée pour le process de reformage récupère et utilise les condensats produits par le coeur de pile. Tout risque de pollution de cette eau par les condensats de la chaudière à condensation est ainsi évité. Conformément à la réglementation en vigueur, un entretien annuel de la chaudière gaz doit être réalisé par un professionnel compétent. Un entretien complémentaire du module pile est effectué par le fabricant. Tous les deux ans, l'eau distillée utilisée pour le process du coeur de pile doit être remplacée, et les deux filtres (à air et à eau) changés. Cette maintenance se complète, tous les cinq ans, avec le remplacement des deux sondes (monoxyde de carbone et méthane).

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