La pile à combustible un système qui ne manque pas de ressources !

La production d’énergie individuelle est aujourd’hui un axe de développement majeur pour les bâtiments de demain. De plus en plus de systèmes techniques sont installés permettant ainsi cette production d’énergie recherchée. Ces installations peuvent être encombrantes et compliquées à mettre en œuvre, en particulier pour les bâtiments en rénovation.
Grâce à la combinaison de différents systèmes, la pile à combustible permet de résoudre plus facilement ces problèmes d’espaces et de mise en œuvre à condition que votre habitation soit connectée au gaz de ville.

COMMENT FONCTIONNE-T-ELLE ?

La pile à combustible fonctionne sur le principe de l’électrochimie. La décomposition de molécule et la fusion d’autres permettent de produire de la chaleur, de l’électricité et de l’eau.

La production de chaleur sera utilisée directement dans le bâtiment, pour les radiateurs, le plancher chauffant ou encore l’eau chaude sanitaire, tandis que l’électricité sera utilisée pour l’alimentation des lampes, des appareils multimédia…
Cette technologie innovante permet d’utiliser plus efficacement l’énergie. Au vu de ce potentiel, la société Buderus a développé ce type de pile à combustible. Grâce au projet européen ene.field qui a pour objectif de proposer une pile à combustible à « usage domestique », la société teste ces piles à combustible dans plusieurs types de bâtiment de différents pays. Le Luxembourg compte actuellement deux de ces systèmes dont un se situe dans le Neobuild Innovation Living Lab. La technologie de la société Buderus, appelée aussi « centre énergétique Logapower FC10 », est une box séparée en quatre compartiments. Dans chacun de ces compartiments se trouve un élément, à savoir la pile à combustible qui est l’élément majeur, un ballon d’eau chaude sanitaire, un ballon tampon pour le réseau de chauffage et une chaudière au gaz en complément de la pile à combustible si celle-ci n’arrivait pas à fournir l’énergie nécessaire.

Le centre énergétique Logapower FC10 du Neobuild Innovation Living Lab alimente :
Un mitigeur pour la partie eau chaude sanitaire,
Plusieurs radiateurs installés dans la zone de liaison expérimentale du bâtiment d’une puissance totale de 24 kW,
Les locaux de l’Institut de Formation Sectoriel du Bâtiment pour la partie électrique.
Le centre énergétique Logapower FC10 est monitoré via un programme interne au système et non via la Gestion technique centralisée du bâtiment. Elle fonctionne donc de manière autonome car elle est prévue pour l’usage domestique.
Nous avons testé ce système de façon à ce qu’il tourne à la puissance maximale et voici les résultats en consommation de gaz (tous les résultats sont fournis par l’entreprise Buderus qui expérimente ce système en collaboration avec Neobuild).

Nous remarquons que la consommation en gaz de ce centre énergétique est particulièrement importante lorsque qu’il fonctionne de manière quasi maximale (24,7 kW). Mais la part de gaz utilisée uniquement pour la pile à combustible n’est pas excessive (115 m³ au plus haut de la saison hivernale). Depuis la mise en service de la pile à combustible en juin 2015 jusqu’en juin 2016, le système complet a consommé 5 378 m³.
Outre la consommation de gaz du centre énergétique, nous nous sommes intéressés principalement à la pile à combustible. D’autres spécificités ont été étudiées lors de ces 1^ers essais, notamment la production d’électricité particulièrement intéressante, comme nous pouvons l’observer dans le tableau récapitulatif d’utilisation du centre énergétique. Ces valeurs ont été obtenues sur une période d’utilisation d’octobre 2015 à octobre 2016.

Grâce à ces tests, nous pouvons déduire que la pile à combustible fonctionne presque toute l’année (8 467 heures) même en période estivale. La puissance électrique est de 546 W en moyenne jour et nuit à la différence des panneaux solaires photovoltaïques qui ne produisent de l’énergie qu’en journée. La pile a produit 5 057 kWh à l’année. À titre indicatif, une maison standard de quatre personnes a besoin de 4 500 à 5 500 kWh d’électricité par an. La pile peut donc couvrir les besoins en électricité d’une maison sur une année complète. Le rendement électrique est de l’ordre de 40 %.
En ce qui concerne la production de chaleur, la pile à combustible a produit 4 216 kWh. À titre de comparaison, pour une maison unifamiliale standard (construite dans les années 2000) de quatre personnes de 200 m², la consommation atteint environ 30 000 à 40 000 kWh/an. La pile à combustible couvrirait donc 15 % des besoins en chauffage. Pour les nouvelles maisons basse consommation, cette même production en chauffage couvrirait 50 % des besoins.
Horst Keller de la société Buderus nous rappelle que :
« Cette technologie est très efficace en production de chaleur et d’électricité. Elle s’adapte parfaitement à l’habitat unifamilial lorsqu’un raccord au gaz de ville est déjà existant. Grâce à l’autoconsommation du système (50 % à 60 %), nous évitons les problèmes liés à la surcharge sur le réseau électrique. La technologie est idéale pour les maisons en rénovation et les maisons neuves. Cette technologie très prometteuse continue d’être perfectionnée et optimisée afin d’obtenir des performances énergétiques encore plus élevées. Il manque cependant des aides financières de l’État afin de mettre en avant et d’inciter les habitants à acheter ce type de produit encore très coûteux mais très avantageux pour l’avenir. »
À savoir que la commercialisation de ce type de système est prévue courant 2017.
CE QU’IL FAUT RETENIR :
La pile à combustible est une bonne solution alternative aux systèmes énergétiques traditionnels pour les bâtiments car :
Elle produit de la chaleur et de l’électricité ;
C’est un système silencieux en raison de l’absence de moteur ;
Les émissions de CO2 sont réduites de 50 %, le résidu sortant principal étant de l’eau ;
Elle permet une autoconsommation de 50 % à 60 % en électricité
VOCATECH
Cogénération : La cogénération est la production simultanée de deux formes d’énergie différentes dans la même centrale en utilisant la même ressource.
Lucas Karmann

Communiqué par Neobuild

Source : NEOMAG

Consultez en ligne NEOMAG #05