Evaluation de la chaleur produit par une pile à combustible PEMFC pour le chauffage d’air d’une caravane

Abstract

Ce travail traite un type des énergies renouvelables, à savoir l'énergie de l'hydrogène, et plus précisément sa conversion par la pile à combustible, ainsi, l’analyse de son fonctionnement, ses caractéristiques et ses applications. La pile PEMFC convertit l'énergie chimique en énergie électrique selon les réactions d'oxydoréductions, avec un dégagement d'eau et de chaleur. La simulation numérique sur Matlab a permis de comprendre les caractéristiques de la pile et l'influence des paramètres sur leur fonctionnement. Notamment, l’étude aborde l’évaluation de l’énergie produite et la chaleur dégagée de la pile pour le chauffage d’air d’une caravane. Les résultats montrent que L’énergie produite par la pile couvre largement le besoin de chauffage et l’alimentation de la caravane pendant la nuit d’une journée hivernale très froide talque la consommation en hydrogène ne dépasse pas 6 litres provenant d’un réservoir d’hydrogène comprimé à 100 bars.

This work deals with a type of renewable energies, namely the energy of hydrogen, and more precisely its conversion by the fuel cell, as well, the analysis of their operations, characteristics and applications. The PEMFC fuel cell converts chemical energy into electrical energy according to redox reaction, with the release of water and heat. Numerical simulation on Matlab made it possible to understand the characteristics of the fuel cell and the influence of the parameters on their operation. In particular, the study addresses the evaluation of the energy produced and the heat released from the fuel cell for heating a caravan. The results show that the energy produced by the fuel cell largely covers the need for heating and powering the caravan during the night of a very cold winter day when the hydrogen consumption does not exceed 6 liters from a tank of hydrogen compressed to 100 bars

يتناول هذا العمل نوعًا من الطاقات المتجددة، ألا وهو طاقة الهيدروجين، وبصورة أدق تحويلها بواسطة خلية الوقود، وكذلك تحليل تشغيلها وخصائصها وتطبيقاتها. تقوم خلية PEMFC بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية وفقًا لتفاعلات الأكسدة والاختزال، مع إطلاق الماء والحرارة. جعلت المحاكاة العددية على Matlab من الممكن فهم خصائص الخلية وتأثير المعلمات على تشغيلها. على وجه الخصوص، تتناول الدراسة تقييم الطاقة المنتجة والحرارة المنبعثة من الخلية لتسخين الهواء في قافلة.وأظهرت النتائج أن الطاقة التي تنتجها الخلية تغطي إلى حد كبير الحاجة إلى التدفئة وتشغيل القافلة أثناء الليل في يوم شتوي شديد البرودة حيث لا يتجاوز استهلاك الهيدروجين 6 لترات من خزان الوقود، حيث يتم ضغط الهيدروجين إلى 100 بار.