Contrôle de la température des piles à combustible à oxyde solide

Note d’application: Contrôle de la température des piles à combustible à oxyde solide

Utilisation des régulateurs ALICAT pour les applications à piles à combustibles à oxydes solides (ou en anglais SOFC, Solid Oxide Fuel Cells) Dans le cas des piles à combustible traditionnelles, les dispositifs de contrôle du débit massique sont essentiels pour réguler l’écoulement du gaz combustible dans le reformeur (dans le cas des systèmes alimentés en hydrocarbures) ou encore de l’air, de l’hydrogène ou de l’oxygène directement dans les empilements (dans le cas des systèmes alimentés à l’hydrogène). Les piles SOFC requièrent en plus de cela que soit réalisé un préchauffage préalable avant de pouvoir produire de l’électricité. Il est alors critique d’assurer un contrôle minutieux et progressif de la montée en température pour éviter d’endommager la pile à combustible durant le passage de la température ambiante à la température de fonctionnement.

pile à combustible SOFC

Il est courant que des dysfonctionnements dans l’équipement auxiliaire entraînent des dommages importants et irréversibles sur les piles SOFC. Ces piles sont particulièrement vulnérables aux fissures créées par un chauffage irrégulier ou une vitesse de chauffage trop élevée au démarrage. Les régulateurs de débit massique ALICAT Scientific fournissent la précision et la vitesse de contrôle adéquates pour préserver les piles SOFC de dommages thermiques transitoires pendant le cycle de démarrage.

Notamment grâce à un pilotage via des signaux de valeurs de consigne de type RS-232, les régulateurs ALICAT peuvent incrémenter progressivement le débit à des taux aussi faibles que 1/64000 du débit total. Cela permet d’effectuer des ajustements minimes de la quantité de carburant brûlé par unité de temps. Grâce à un contrôle direct de la température de la cheminée, l’ordinateur de contrôle du client peut alors maintenir idéalement le profil de la température en fonction du temps écoulé.

L’ensemble des régulateurs ALICAT bénéficie d’une bande passant très élevée qui leur permet de réagir rapidement aux phases transitoires de pression d’alimentation en gaz combustible. Les régulateurs de débit massique ALICAT lisent le débit et corrigent la conduite de la vanne de régulation environ 1000 fois par seconde, ce qui signifie par conséquent que les phases transitoires de pression de carburant (comme celles que l’on peut rencontrer lorsque le reformeur est chargé initialement) sont très rapidement compensées. Le temps de réponse typique des régulateurs afin de réaliser les changements d’états du débit est supérieur à 50 millisecondes.