ERDF — UNICAEN — JAHOUER ROMDHANE — ALLOC COFIN (Q3673341)
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Project Q3673341 in France
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | ERDF — UNICAEN — JAHOUER ROMDHANE — ALLOC COFIN |
Project Q3673341 in France |
Statements
44,149.00 Euro
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88,298.0 Euro
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50.0 percent
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1 December 2015
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31 May 2019
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UNIVERSITE DE CAEN NORMANDIE
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14032
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Les activités de recherche et de développement des systèmes pile à combustible pour la micro-cogénération trouvent une dynamique très forte dans le monde entier ces dernières années. Ceci est motivé principalement par le contexte énergétique et environnemental actuel et ses perspectives. Il semble que dans le domaine de la micro-cogénération par pile à combustible, la position de la France soit plutôt en retrait par rapport aux grands pays industrialisés si l'on prend comme mesure le nombre de publications et aussi le nombre des sites équipés par des piles à combustible pour la microcogénération. Ceci est la raison pour laquelle ce projet de recherche est proposé traitant l'efficacité énergétique d'un système pile à combustible couplé à une machine à absorption pour faire une production énergétique simultanée de la chaleur, de l'électricité et du froid. Dans la littérature scientifique, on trouve plusieurs actions de recherche sur les piles à combustibles menées par de nombreux laboratoires de recherche ou grâce à un partenariat public-privé. Ces actions portent principalement sur le développement des outils de simulation des systèmes pile à combustible pour la cogénération en temps réel. Ceci dans le but de définir des moyens de compréhension de la physique des phénomènes et de renforcer les compétences scientifiques et technologiques pour la maîtrise de ces systèmes. Plusieurs études sont renforcées par des travaux de recherche expérimentaux sur des démonstrateurs de pile à combustible. Différents types de piles sont étudiés et principalement les PEMFC et les SOFC. Ces études sont focalisées sur l'utilisation d'une pile à combustible seule ou couplée à un autre système énergétique afin d'augmenter le production énergétique. Dans la littérature, on relève par exemple une étude menée en 2012 par le département of Thermal Science & Energy Engineering en Chine sur une pile à combustible PEMFC de 10kW dont laquelle les auteurs recommande l'utilisation des piles PEMFC pour la petite cogénération dans l'habitat dont le rendement énergétique est d'environ 80%. Une autre étude fondamentale combinant les deux aspects simulation numérique et expérimentation est conduite CANMET Energy Technology center au Canada sur l'application d'une pile SOFC de 2,8kW pour la microcogénération. L'objectif recherché est de développer un modèle répondant aux besoins et traitant plusieurs scénarios en respectant les contraintes climatiques et les besoins annuels. Dans le même contexte une autre étude effectuée par le département of Energy Technology au Danemark et soutenue par Danfoss et Dantherm en 2011 sur l'amélioration du circuit des auxiliaires d'une pile PEMFC-HT de 1kWé pour la micro-cogénération. Le but de cette étude est de mettre en avant la simplicité du circuit des auxiliaires de la PEMFC-HT comparé à celui des piles SOFC et PEMFC à basse température. D'autres exemples d'études publiées dans la littérature concernant le couplage d'une pile à combustible avec une machine à absorption (département of Energy Technology au Denmark), ou avec un moteur stirling en utilisant la biomasse (programme de recherche BIOSOFC au Danemark), ou une turbine à gaz (National Fuel Cell Research Center à l'université de Californie), ou en intégrant des énergies renouvelables (centre "Power Energy Dedicated Advanced Center" au Malaysia).En conclusion, les travaux de recherche et de développement sur les systèmes de pile à combustible pour la microcogénération se succèdent dans le monde entier. Les piles utilisées sont pour la plupart alimentées au gaz naturel et plusieurs gammes de puissances électriques sont étudiés ou en cours d'étude. Plusieurs pays sont très actifs dans ce domaine depuis plusieurs années. Grâce au pouvoir public et aux collaborations mises en place entre des industriels et des laboratoires de recherche universitaires, des prototypes et des systèmes innovants sont déjà testés, opérationnels et commercialisés. (French)
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Research and development of fuel cell systems for micro-cogeneration have been very dynamic throughout the world in recent years. This is driven mainly by the current energy and environmental context and its prospects. It seems that in the field of micro-cogeneration by fuel cell, France’s position is rather in contrast to the major industrialised countries if we take as a measure the number of publications and also the number of sites equipped with fuel cells for micro-cogeneration. This is why this research project is being proposed dealing with the energy efficiency of a fuel cell system coupled with an absorption machine for simultaneous energy production of heat, electricity and cooling. In the scientific literature, there are several research activities on fuel cells carried out by many research laboratories or through a public-private partnership. These actions focus on the development of simulation tools for fuel cell systems for real-time cogeneration. This is done in order to define ways of understanding the physics of phenomena and to strengthen the scientific and technological skills for mastering these systems. Several studies are reinforced by experimental research on fuel cell demonstrators. Different types of batteries are studied, mainly PEMFCs and SOFCs. These studies focus on the use of a fuel cell alone or coupled with another energy system to increase energy production. In the literature, for example, a 2012 study by the Department of Thermal Science & Energy Engineering in China on a 10 kW PEMFC fuel cell recommended the use of PEMFC batteries for small cogeneration in habitat with an energy efficiency of about 80 %. Another fundamental study combining both aspects of numerical simulation and experimentation is conducted CANMET Energy Technology center in Canada on the application of a 2.8 kW SOFC battery for microcogeneration. The aim is to develop a model that responds to needs and addresses multiple scenarios, respecting climate constraints and annual needs. In the same context, another study carried out by the Department of Energy Technology in Denmark and supported by Danfoss and Dantherm in 2011 on the improvement of the auxiliary circuit of a 1kWé PEMFC-HT battery for micro-cogeneration. The purpose of this study is to highlight the simplicity of the circuit of PEMFC-HT auxiliaries compared to low temperature SOFC and PEMFC batteries. Other examples of studies published in the literature concerning the coupling of a fuel cell with a absorption machine (Department of Energy Technology in Denmark), or with a stirling engine using biomass (BioSOFC research programme in Denmark), or a gas turbine (National Fuel Cell Research Center at the University of California), or by integrating renewable energies (Power Energy Dedicated Advanced Center in Malaysia).In conclusion, research and development on fuel cell systems for microcogeneration is taking place worldwide. The batteries used are mostly powered by natural gas and several power ranges are being studied or under study. Several countries have been very active in this area for several years. Thanks to public power and collaborations between industry and university research laboratories, innovative prototypes and systems are already tested, operational and commercialised. (English)
18 November 2021
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Forschung und Entwicklung von Brennstoffzellensystemen für die KWK haben in den letzten Jahren weltweit eine starke Dynamik erreicht. Dies ist vor allem auf den aktuellen Energie- und Umweltkontext und seine Aussichten zurückzuführen. Im Bereich der KWK ist Frankreich offenbar eher hinter den großen Industrieländern zurückgeblieben, wenn man die Zahl der Veröffentlichungen und auch die Zahl der mit Brennstoffzellen für die KWK ausgestatteten Standorte als Maßstab betrachtet. Aus diesem Grund wird dieses Forschungsprojekt vorgeschlagen, um die Energieeffizienz eines Brennstoffzellensystems in Verbindung mit einer Absorptionsmaschine zu behandeln, um die gleichzeitige Energieerzeugung von Wärme, Strom und Kälte zu ermöglichen. In der wissenschaftlichen Literatur gibt es mehrere Forschungsarbeiten zu Brennstoffzellen, die von zahlreichen Forschungslabors oder öffentlich-privaten Partnerschaften durchgeführt werden. Schwerpunkt dieser Maßnahmen ist die Entwicklung von Simulationsinstrumenten für Brennstoffzellensysteme für die Echtzeit-KWK. Dies zielt darauf ab, Mittel zum Verständnis der Phänomenphysik zu entwickeln und die wissenschaftlichen und technologischen Fähigkeiten zur Beherrschung dieser Systeme zu stärken. Mehrere Studien werden durch experimentelle Forschungsarbeiten zu Brennstoffzellendemonstratoren verstärkt. Es werden verschiedene Arten von Batterien untersucht, hauptsächlich PEMFC und SOFCs. Diese Studien konzentrieren sich auf den Einsatz einer Brennstoffzelle allein oder in Verbindung mit einem anderen Energiesystem, um die Energieerzeugung zu steigern. In der Literatur ist beispielsweise eine 2012 von der Abteilung für Thermal Science & Energy Engineering in China durchgeführte Studie über eine 10 kW PEMFC-Brennstoffzelle zu finden, in der die Autoren die Verwendung von PEMFC-Batterien für kleine Kraft-Wärme-Kopplung in Wohnräumen mit einer Energieeffizienz von etwa 80 % empfehlen. Eine weitere grundlegende Studie, die beide Aspekte der digitalen Simulation und Experimente kombiniert, wird in Kanada durchgeführt CANMET Energy Technology Center zur Anwendung einer 2,8 kW SOFC-Batterie für die KWK. Ziel ist es, ein Modell zu entwickeln, das den Bedürfnissen gerecht wird und mehrere Szenarien unter Berücksichtigung der klimatischen und des jährlichen Bedarfs behandelt. In diesem Zusammenhang wurde von Danfoss und Dantherm 2011 eine weitere Studie des dänischen Department of Energy Technology zur Verbesserung des Hilfskreislaufs einer 1kWé PEMFC-HT-Batterie für die KWK durchgeführt. Ziel dieser Studie ist es, die Einfachheit des PEMFC-HT-Hilfskreislaufs im Vergleich zu SOFC- und PEMFC-Batterien bei niedrigen Temperaturen hervorzuheben. Weitere Beispiele für Studien, die in der Literatur über die Verknüpfung einer Brennstoffzelle mit einer Absorptionsmaschine (Departement of Energy Technology in Denmark) oder mit einem Stirling-Motor unter Verwendung von Biomasse (BioSOFC-Forschungsprogramm in Dänemark) oder einer Gasturbine (National Fuel Cell Research Center an der Universität von Kalifornien) oder durch die Integration erneuerbarer Energien (Power Energy Dedicated Advanced Center in Malaysia) veröffentlicht wurden, folgen weltweit. Die verwendeten Batterien werden überwiegend mit Erdgas betrieben, und mehrere Leistungsbereiche werden untersucht oder untersucht. Mehrere Länder sind in diesem Bereich seit mehreren Jahren sehr aktiv. Dank der öffentlichen Macht und der Zusammenarbeit zwischen Industrie und wissenschaftlichen Forschungslabors werden bereits innovative Prototypen und Systeme getestet, betriebsbereit und vermarktet. (German)
1 December 2021
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Het onderzoek naar en de ontwikkeling van brandstofcelsystemen voor micro-warmtekrachtkoppeling zijn de afgelopen jaren wereldwijd zeer dynamisch geweest. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door de huidige energie- en milieucontext en de vooruitzichten daarvan. Het lijkt erop dat de positie van Frankrijk op het gebied van micro-warmtekrachtkoppeling door middel van brandstofcellen eerder in tegenstelling staat tot de grote geïndustrialiseerde landen als we het aantal publicaties en het aantal locaties dat met brandstofcellen voor micro-warmtekrachtkoppeling is uitgerust, als maatstaf nemen. Daarom wordt dit onderzoeksproject voorgesteld over de energie-efficiëntie van een brandstofcelsysteem in combinatie met een absorptiemachine voor gelijktijdige energieproductie van warmte, elektriciteit en koeling. In de wetenschappelijke literatuur zijn er verschillende onderzoeksactiviteiten naar brandstofcellen uitgevoerd door veel onderzoekslaboratoria of via een publiek-privaat partnerschap. Deze acties zijn gericht op de ontwikkeling van simulatietools voor brandstofcelsystemen voor realtime warmtekrachtkoppeling. Dit wordt gedaan om manieren te definiëren om de fysica van fenomenen te begrijpen en om de wetenschappelijke en technologische vaardigheden voor het beheersen van deze systemen te versterken. Verschillende studies worden versterkt door experimenteel onderzoek naar brandstofceldemonstrators. Er worden verschillende soorten batterijen bestudeerd, voornamelijk PEMFC’s en SOFC’s. Deze studies richten zich op het gebruik van een brandstofcel alleen of in combinatie met een ander energiesysteem om de energieproductie te verhogen. In de literatuur bijvoorbeeld werd in een studie uit 2012 van het Department of Thermal Science & Energy Engineering in China over een 10 kW PEMFC-brandstofcel aanbevolen PEMFC-batterijen te gebruiken voor kleine warmtekrachtkoppeling in habitats met een energie-efficiëntie van ongeveer 80 %. Een andere fundamentele studie die beide aspecten van numerieke simulatie en experimenten combineert, wordt uitgevoerd CANMET Energy Technology center in Canada over de toepassing van een 2,8 kW SOFC batterij voor microcogeneratie. Het doel is een model te ontwikkelen dat inspeelt op behoeften en meerdere scenario’s aanpakt, waarbij rekening wordt gehouden met de klimaatbeperkingen en de jaarlijkse behoeften. In dezelfde context werd een andere studie uitgevoerd door het Departement Energietechnologie in Denemarken en ondersteund door Danfoss en Dantherm in 2011 over de verbetering van het hulpcircuit van een 1kWé PEMFC-HT-batterij voor micro-warmtekrachtkoppeling. Het doel van deze studie is om de eenvoud van het circuit van PEMFC-HT-hulpapparatuur in vergelijking met lage temperatuur SOFC- en PEMFC-batterijen te benadrukken. Andere voorbeelden van studies gepubliceerd in de literatuur over de koppeling van een brandstofcel met een absorptiemachine (Department of Energy Technology in Denemarken), of met een roermotor die biomassa gebruikt (BioSOFC-onderzoeksprogramma in Denemarken), of een gasturbine (National Fuel Cell Research Center aan de Universiteit van Californië), of door de integratie van hernieuwbare energie (Power Energy Dedicated Advanced Center in Maleisië). De gebruikte batterijen worden meestal aangedreven door aardgas en verschillende vermogensbereiken worden bestudeerd of bestudeerd. Verschillende landen zijn al enkele jaren zeer actief op dit gebied. Dankzij publieke macht en samenwerkingsverbanden tussen industriële en universitaire onderzoekslaboratoria worden innovatieve prototypes en systemen reeds getest, operationeel en gecommercialiseerd. (Dutch)
6 December 2021
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La ricerca e lo sviluppo di sistemi a celle a combustibile per la microcogenerazione sono stati molto dinamici in tutto il mondo negli ultimi anni. Ciò è dovuto principalmente all'attuale contesto energetico e ambientale e alle sue prospettive. Sembra che nel campo della microcogenerazione mediante celle a combustibile, la posizione della Francia sia piuttosto in contrasto con i principali paesi industrializzati se prendiamo come misura il numero di pubblicazioni e anche il numero di siti dotati di celle a combustibile per la microcogenerazione. Per questo motivo si propone questo progetto di ricerca riguardante l'efficienza energetica di un sistema a celle a combustibile accoppiato a una macchina ad assorbimento per la produzione simultanea di energia di calore, elettricità e raffreddamento. Nella letteratura scientifica vi sono diverse attività di ricerca sulle celle a combustibile svolte da molti laboratori di ricerca o attraverso un partenariato pubblico-privato. Queste azioni si concentrano sullo sviluppo di strumenti di simulazione per sistemi a celle a combustibile per la cogenerazione in tempo reale. Questo è fatto per definire i modi di comprendere la fisica dei fenomeni e per rafforzare le competenze scientifiche e tecnologiche per la padronanza di questi sistemi. Diversi studi sono rafforzati da ricerche sperimentali sui dimostratori a celle a combustibile. Vengono studiati diversi tipi di batterie, principalmente PEMFC e SOFC. Questi studi si concentrano sull'uso di una cella a combustibile da sola o in combinazione con un altro sistema energetico per aumentare la produzione di energia. In letteratura, ad esempio, uno studio del 2012 del Dipartimento di Scienze Termiche & Energy Engineering in Cina su una cella a combustibile PEMFC da 10 kW ha raccomandato l'uso di batterie PEMFC per la piccola cogenerazione in habitat con un'efficienza energetica di circa l'80 %. Un altro studio fondamentale che combina entrambi gli aspetti della simulazione numerica e della sperimentazione è condotto CANMET Energy Technology Center in Canada sull'applicazione di una batteria SOFC da 2,8 kW per la microcogenerazione. L'obiettivo è sviluppare un modello che risponda alle esigenze e affronti molteplici scenari, nel rispetto dei vincoli climatici e delle esigenze annuali. Nello stesso contesto, un altro studio condotto dal Department of Energy Technology in Danimarca e sostenuto da Danfoss e Dantherm nel 2011 sul miglioramento del circuito ausiliario di una batteria PEMFC-HT da 1kWé per la micro-cogenerazione. Lo scopo di questo studio è quello di evidenziare la semplicità del circuito degli ausiliari PEMFC-HT rispetto alle batterie SOFC e PEMFC a bassa temperatura. Altri esempi di studi pubblicati in letteratura sull'accoppiamento di una cella a combustibile con una macchina ad assorbimento (Dipartimento della tecnologia energetica in Danimarca), o con un motore di agitazione a biomassa (programma di ricerca BioSOFC in Danimarca), o una turbina a gas (National Fuel Cell Research Center presso l'Università della California), o integrando le energie rinnovabili (Power Energy Dedicated Advanced Center in Malaysia).In conclusione, la ricerca e lo sviluppo sui sistemi a celle a combustibile per la microcogenerazione sono in corso in tutto il mondo. Le batterie utilizzate sono alimentate principalmente a gas naturale e sono in fase di studio diverse gamme di potenza. Diversi paesi sono stati molto attivi in questo settore da diversi anni. Grazie al potere pubblico e alle collaborazioni tra l'industria e i laboratori di ricerca universitari, prototipi e sistemi innovativi sono già testati, operativi e commercializzati. (Italian)
13 January 2022
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Identifiers
15P03393
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