Applications stationnaires

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1 Applications stationnaires Alexandre Lima Veolia Environnement Client - Produit

2 La pile à combustible stationnaire : un outil de production d énergie décentralisée Production électrogène Transportable Alimentation de sites isolés Couplage aux ENR : gestion de l intermittence. Alimentation sans interruption (secours) Cogénération : production simultanée de chaleur et d électricité Domestique (micro-cogénération) quelques kw électriques et thermiques Industrielle : 100 kw E à plusieurs MW E

3 Site isolé Couplage aux ENR ENR Électrolyseur Stockage de dihydrogène Pile à combustible Alimentation sans interruption Stockage H 2 Pile à combustible Quels besoins? Cogénération ou production électrogène Gaz naturel Et / ou biogaz Pile à combustible Cogénération domestique Gaz naturel Pile à combustible Production chaleur et électricité Production électrique d appoint (transportable) et/ou isolée Stockage dihydrogène Pile à combustible Production d électricité

4 Site isolé Couplage aux ENR 2005 BALISES BALISES PEPITE 2006 EOLHY 2008 CYRANO 2009 CESTAR Alimentation sans interruption 2008 ARTEMIS Les projets PAN-H Cogénération ou production électrogène Cogénération domestique CIEL Production électrique d appoint (transportable) et/ou isolée 2005 PACTE 2005 PACBI 2006 GENBOX

5 Site isolé Couplage aux ENR 2005 BALISES BALISES PEPITE 2006 EOLHY 2008 CYRANO 2009 CESTAR Alimentation sans interruption 2008 ARTEMIS Les projets PAN-H Cogénération ou production électrogène Cogénération domestique CIEL Production électrique d appoint (transportable) et/ou isolée 2005 PACTE 2005 PACBI 2006 GENBOX

6 Production électrique d appoint (transportable) et/ou isolée 2005 PACTE 2005 PACBI 2006 GENBOX Objectifs : Etude, optimisation et validation d une PEMFC pour des démarrages et fonctionnement en températures extrêmes (-20 à 55 C) Principaux faits marquants: Validation du fonctionnement du modèle Mobixane TM dans la plage -20 à +55 C après démarrage à 20 C Modification du système pour rendre possible des démarrages à -5 C Compréhension et modélisation du comportement de l humidificateur. Étude de l influence des cycles gel/dégel sur ses performances.

7 Production électrique d appoint (transportable) et/ou isolée 2005 PACTE 2005 PACBI 2006 GENBOX Objectifs : Réalisation et démonstration d une borne de stationnement interactive autonome (pile à combustible + stockage de dihydrogène). Principaux faits marquants: Développement et réalisation de la borne Développement de systèmes pile à combustible spécifiques (architecture plane) Développement d une architecture électrique spécifique Réalisation d une étude réglementaire sur l utilisation de dihydrogène en ville Réalisation d une étude de sécurité de la borne avec le système pile. Test de la borne en laboratoire Inadéquation de l offre commerciale pour le stockage H 2 en ville

8 Production électrique d appoint (transportable) et/ou isolée 2005 PACTE 2005 PACBI 2006 GENBOX Objectifs : Réalisation d une APU / générateur autonome & transportable 1 kw ELEC Reformeur multi-combustibles : GN GPL propane - éthanol Technologie PEM HT tolérante au CO (>1%) Principaux faits marquants: Maquette 300 W : Plusieurs piles réalisées et qualifiées Performances validées Tolérance au CO prouvée 1 reformeur + post-oxydation performances validées (qualité reformat) Couplage complet réalisé et validé en fonctionnement (stable et automatisé) Prototype 1 kw : Pile 1 kw testée avec auxiliaires à puissance nominale Reformeur validé au GN et propane (performances + <1% CO) Couplage en cours.

9 Site isolé & Couplage ENR 2005 BALISES BALISES PEPITE 2006 EOLHY Objectifs : Alimentation de sites isolés (relais télécom) Qualification des systèmes pile à combustible Principaux faits marquants: 4 sites équipés dans des configurations et conditions variées : Alimentation de base >> relais GSM - 2 kw Hybride : solaire + pile >> 4 kw + stockage H m² PV Secours stationnaire Secours mobile >> 2 kw + stockage H 2 Jalon de fonctionnement > heures sans maintenance. Fiabilisation du système Pile (notamment grâce à SOPRANO) Etude et compréhension du vieillissement des cœurs de pile et suivi de 20 marqueurs

10 Site isolé & Couplage ENR 2005 BALISES BALISES PEPITE 2006 EOLHY Objectifs : Démontrer la faisabilité de la filière hybride ENR / Hydrogène Modèles technico-économiques Développement d architectures électriques innovantes / procédés Démonstration de terrain (Cadarache) Gestion des énergies intermittentes site isolé < 50 kw site isolé type micro-réseau < 100 kw écrêtage de pointe sur le réseau > 100 kw Principaux faits marquants: Développement d un outil de dimensionnement technique et économique complet Réception de l électrolyseur PEM (0,5 à 2 Nm 3 /h) Banc de test disponible au CEA

11 Site isolé & Couplage ENR 2005 BALISES BALISES PEPITE 2006 EOLHY Objectifs : Réalisation d une alimentation ininterrompue autonome et permanente à partir d ENR par production de dihydrogène et par pile à combustible Eolienne 6 kw Electrolyseur 3 Nm 3 /heure Stockage dihydrogène Pile à combustible 2,5 kw Principaux faits marquants: Système complet opérationnel depuis novembre 2009 Démarrage de l expérimentation actuellement

12 Chemin parcouru : Perspectives : Démonstrations / faisabilités Réalisation d architectures spécifiques pour chaque marché Les durées de fonctionnement cumulées augmentent Pleine synergie avec développements plus amont : électrolyse stockage dihydrogène cœurs de pile et systèmes Systèmes opérationnels disponibles Autres projets en cours sur ces thématiques Eprouver et fiabiliser les systèmes développés (PEMFC) Scale-up nécessaire pour atteindre des échelles industrielles. nécessité de disposer de pilotes pour faire les itérations constructeurs / laboratoires de recherche Développer maintenant la filière SOFC pour la cogénération fédérer les acteurs sur cette filière développer les compétences et les produits