Vaillant a choisi la technologie SOFC pour sa pile à combustible domestique.

Cette technologie permet un meilleur rendement que les piles PEMFC, mais au prix de contraintes de fonctionnement particulières.

 

Vaillant s’est associé avec Sunfire, le spécialiste de la pile à combustible installé à Dresde en Allemagne. Créé en 2010, Sunfire a conçu et fabrique les piles de base et leur empilement staxera mk200 SOFC stack.

 

Chaque élément de base génère une puissance électrique de 20 à 30 W. L’empilement de 30 éléments de base dans le module staxera engendre une puissance électrique de 550 à 850 W. Une pile à combustible SOFC ou pile à oxyde solide utilise un électrolyte en céramique.

 

 

1. Dans une pile à combustible SOFC, l’électrolyte est une céramique. Le fonctionnement à haute température du cœur de pile (800°C) assure un haut rendement énergétique. Le rendement théorique maximum pour la production d’électricité est de 60%. Le rendement théorique maximum global pour le système (électrique + thermique) est de 175%. Doc. Vaillant

 

Une pile à combustible requiert de l’hydrogène H₂ et de l’oxygène. L’oxygène est pris dans l’air ambiant, mais l’hydrogène H₂ est produit directement dans la machine par un reformer.

 

Le reformer : Kezaco ?

 

Le reformer est alimenté en gaz naturel, contenant principalement du méthane – CH₄ –, dont il extrait l’hydrogène en transformant le méthane en dioxyde de carbone CO₂ et en hydrogène gazeux H₂ par oxydationà haute température. Il faut donc une source de chaleur pour déclencher la production de H2 dans le reformer.

 

Cette source de chaleur provient d’un brûleur gaz. En fonctionnement nominal, la température dans le reformer est de 600°C et de 800°C dans la partie pile (stack) proprement dite. Il faut plusieurs heures pour atteindre 600°C dans le reformer, amorcer puis entretenir le processus de production d’hydrogène.

 

Le reformer est un sous-ensemble compact et étanche. En cas de défaillance, il est remplacé, plutôt que réparé sur place. L’expérimentation de plusieurs dizaines de piles à combustible Vaillant dans l’opération européenne ene.field en cours devrait affiner les connaissances sur le mode de fonctionnement idéal de ces piles SOFC.

 

Mais, à l’heure actuelle, Vaillant recommande de les allumer au début de la saison de chauffe et de les éteindre seulement à la fin de la saison de chauffe. La pile SOFC Vaillant offre une puissance de 800 W_el, de 1500 W_th, avec néanmoins une possibilité de modulation de puissance de 50 à 100%.

 

 

2. Le système comprenant une pile à combustible, la chaudière à condensation murale complémentaire, … est conçu pour que les chauffagistes se l’approprient facilement. Doc. Vaillant

 

Pour les chauffagistes

 

Les deux grands apports de Vaillant dans le développement de ce système sont d’une part son intégration dans un système complet cohérent, avec chaudière murale à condensation complémentaire, ballon de stockage de chaleur, production d’eau chaude sanitaire, pilotage et régulation ; d’autre part, la conception de l’ensemble pour l’adapter à la culture et aux habitudes des chauffagistes.

 

Vaillant développe en effet sa pile à combustible pour que les chauffagistes, sa clientèle traditionnelle, la prescrivent, l’installent et en assurent la maintenance. Dans l’ensemble conçu par Vaillant, la chaudière à condensation modulante de 20 ou 25 kW de puissance nominale, associée à la pile à combustible, intervient en hiver lorsque la pile ne suffit pas à couvrir les besoins de chauffage ou d’ECS.

 

Elle assure seule la production d’ECS en été. La durée de vie du système doit atteindre une quinzaine d’années. L’électricité produite est autoconsommée. Le surplus est livré au réseau, sans comptage. Vaillant estime qu’un peu plus de 80% de l’électricité est autoconsommée. 7 piles à combustible Vaillant sont installées en France depuis début 2015 : 2 en Île-de-France, 3 en Alsace, une dans l’Aube et une dans le Nord.

 

 

3. Dans le cadre des field-tests européens ene.field, Vaillant a équipé l’hôtel Lohgerberhaus de Balve en Allemagne, d’une pile à combustible en juillet 2014 (1 kW_el, 2 kW_th). Doc. Vaillant

 

 

Source : batirama.com / Pascal Poggi