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Nouveau module ProSimPlus : pile à combustible à oxydes solides (SOFC)

20/02/2010
ProSim a récemment intégré dans ProSimPlus un module permettant de représenter le fonctionnement d'une pile à combustible à oxydes solides (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC).


Une pile SOFC comprend :

  Un convertisseur chimique permettant de convertir le gaz naturel en un gaz riche en hydrogène et en monoxyde de carbone. Cette étape peut aussi être effectuée au sein du cœur de pile, on parle alors de réformage interne
  Un convertisseur electrochimique ou cœur de pile constitué d’empilements de cellules électrochimiques où ont lieu les réactions d’électro-oxydation de l’hydrogène et du monoxyde de carbone et éventuellement les réactions chimiques de réformage interne (méthane).
  Un convertisseur électrique pour la transformation du courant continu produit par le cœur en courant alternatif utilisable.
  Différents auxiliaires (échangeurs, pompes, compresseurs…)



Le module SOFC de ProSimPlus permet d'établir les bilans matière et énergie d'un empilement de cellules électrochimiques constituant le coeur de pile. Le reformeur interne étant simulé séparément par l'intermédiaire d'un réacteur à taux de conversion donné ou à l’équilibre. La température de fonctionnement est imposée puisque la puissance thermique à fournir est calculée. D’autre part les courants d’information sont également utilisés pour transférer la température (T) de fonctionnement et la puissance thermique (Q) nécessaire au reformage vers le module SOFC et ainsi représenter le plus fidèlement possible le fonctionnement du réformage.

 


En plus des caractéristiques des courants sortants du module (température, pression, débit, enthalpie, composition...), le module calcul notamment le taux d'utilisation du combustible, l'efficacité énergétique, la puissance électrique réelle et le facteur d'air.

     



Ce module fournit un point de départ pour la compréhension et l'étude des différents aspects du fonctionnement d'un pile à combustible et peut donc être utilisé pour l'analyse ou la conception d'une pile unique ou d'un procédé utilisant ce type de pile.
Le module SOFC vient enrichir la bibliothèque de modules de ProSimPlus qui propose déjà un éventail important d'opération unitaires incluant des modèles paticulièrement complexes (distillation réactive, avec modèle de transfer, échangeurs de chaleur à plaque brazées...).