Chaudière à pile à combustible – Comment ça marche ?

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Une chaudière à pile à combustible est un équipement de chauffage capable de produire de l’électricité, de l’eau chaude ainsi que de la chaleur. Pour y parvenir, elle utilise une pile à combustible. Il s’agit d’une technologie très prometteuse pour répondre à l’ensemble des besoins énergétiques des habitations individuelles. En effet, son rendement électrique est exceptionnel. Découvrez, dans cet article, comment marche une chaudière à pile à combustible.

La chaudière à pile à combustible

Les besoins ménagers sont destinés à être couverts par ce type d’appareil en termes d’électricité sans pour autant négliger la production d’eau chaude sanitaire et de chauffage. Ainsi, les appareils électroménagers peuvent parfaitement être utilisés par un ménage ayant recours à une chaudière à pile à combustible. Mais il peut tout aussi bien bénéficier d’un chauffage et de l’eau chaude sanitaire, et ce, à bonne température.

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    La technologie d’autoconsommation et d’autoproduction d’énergie d’une pile à combustible est spécifiquement adaptée aux logements individuels, rénovés ou neufs, et aux petites structures. Elle permet également de soulager le réseau électrique en produisant de l’électricité autoconsommée avec un rendement pouvant atteindre 60 %.

    D’un point de vue aussi bien économique qu’environnementale, cette technologie constitue une solution efficace pour la transition énergétique. Voici les avantages de ce type d’appareil :

    • Il fonctionne de façon très silencieuse (n’engendre ni vibration ni bruit).
    • Bénéficie d’une durée de vie allant jusqu’à 10 ans.
    • Ses émissions nocives sont quasi-nulles.

    Comment marche une chaudière à pile à combustible ?

    Ce type d’équipement est constitué par les éléments suivants :

    • une pile à combustible ou « cœur de pile », associée à une chaudière gaz à condensation,
    • un ballon de stockage d’énergie,
    • un ballon de stockage d’eau chaude.

    Ainsi, la chaudière fonctionne à l’aide du gaz naturel, dont l’hydrogène est extrait par la pile à combustible. L’hydrogène réagit avec l’oxygène présent dans l’air ambiant, contenu dans la pile. La production de l’électricité est assurée par cette réaction électrochimique, une combustion « froide ».

    L’électricité ainsi produite peut être utilisable directement. Celle-ci est, en effet, acheminée, sous forme de courant continu depuis la pile à combustible vers un onduleur. Ce dernier transforme ensuite ce courant continu en courant alternatif, utilisable par le consommateur.

    Les besoins quotidiens d’un ménage sont couverts par l’électricité produite quotidiennement par la pile à combustible. Pendant plus de 45 heures, la pile peut produire de l’électricité de façon continue. Avant de produire à nouveau de l’électricité, la pile se régénère pendant 2,5 heures.

    La chaleur induite, quant à elle, est récupérée à l’aide d’un échangeur afin de contribuer au chauffage et à la production d’eau chaude sanitaire. En effet, l’électricité, la chaleur et la vapeur d’eau sont produites simultanément, et ce, sans pièce en mouvement.

    Toute déperdition d’énergie est éliminée grâce à la transformation en énergie électrique de l’énergie chimique. Cela améliore également le rendement énergétique global de la production d’électricité et de chaleur. La technologie de la chaudière à pile à combustible est très innovante et permet de la considérer comme un équipement écologique et économique.

    Les normes et la sécurité dans l’usage de la chaudière à pile à combustible

    La pile à combustible est déjà utilisée dans diverses applications, avec une technologie sûre. Cependant, la manipulation de l’hydrogène ainsi que son emploi, surtout domestique, exigent des précautions devant être encadrées par des normes. Cela peut concerner aussi bien l’emploi de l’hydrogène et le stockage que les sécurités et les caractéristiques des chaudières à pile à combustible. Bien que la normalisation et la réglementation, spécifiques à l’hydrogène et aux systèmes à pile à combustible, existent déjà, celles-ci ne sont pas encore complètes.

    Afin d’élaborer des normes touchant les dispositifs et systèmes de production, de transport, d’utilisation, de mesure et de stockage de l’hydrogène, un comité technique ISO1 TC 197 « Technologies de l’hydrogène » a été créé en Europe. Il est bon de savoir que, par l’intermédiaire de l’AFNOR, l’Hexagone y est membre participant.

    Concernant les chaudières à piles à combustible, le comité technique IEC2 TC 105 « Technologies des piles à combustible » a été créé en vue de l’élaboration des normes sur les technologies de pile à combustible pour les applications mobiles et stationnaires. L’Hexagone y participe également à travers l’Union technique de l’électricité (UTE).

    Quel est le prix d’une chaudière à pile à combustible ?

    L’investissement dans l’installation d’une chaudière à pile à combustible peut être conséquent. En effet, il faut compter environ 20 000 euros pour l’appareil. Ce prix est nettement supérieur à celui de la chaudière la plus évoluée, la chaudière gaz à condensation.

    Néanmoins, comme la chaudière à pile à combustible produit également de l’électricité, celle-ci peut réduire les dépenses énergétiques (gaz et électricité) de plus de 50 %, en moyenne. L’amortissement total de l’appareil peut donc atteindre 7 ans environ. Cette réduction pourrait encore être plus importante si, avec les aides à la pose et à l’achat d’une chaudière à pile à combustible, le prix de l’électricité continue de grimper.

    La prime pour remplacer votre chaudière au fioul

    Notez que vous pouvez bénéficier d’une aide lorsque vous procédez au remplacement de votre chaudière au fioul. En effet, jusqu’au 31 décembre 2020 et sous conditions de ressources, le « Coup de pouce économies d’énergie » peut être attribué aux foyers qui remplacent leur chaudière fioul ou qui réalisent l’isolation de leurs toitures et combles.

    Ainsi, les foyers à revenus modestes ont la possibilité de bénéficier d’une aide pouvant s’élever jusqu’à 4 000 euros pour le changement de leur chaudière au fioul. Une prime, pouvant aller jusqu’à 2 500 euros, peut être reçue par les autres foyers.

    Ce que vous devez savoir

    La compacité et l’esthétique de la chaudière à pile à combustible constituent ses avantages. Ainsi, elle réduit tout encombrement. Elle est également facile à installer par rapport à une chaudière classique.

    Le complément est assuré automatiquement par la chaudière gaz à condensation, en cas de forte demande d’eau chaude sanitaire ou de besoins calorifiques importants.

    La chaudière à pile à combustible convient aux habitations individuelles parfaitement isolées. Elle est également utile pour les maisons neuves qui sont équipées de radiateurs ou de planchers chauffants basse température.

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