Systèmes de piles à combustible à hydrogène à usage intensif et industriels

La série HYDRA-G de SOLIDHYDRO fournit une puissance PEMFC haute performance de 120 à 205 kW destinée aux camions de classe 8, aux tombereaux miniers, aux navires et aux installations électriques fixes d'une puissance de l'ordre du MW. Homologuée CAERI, dotée d'un indice de protection IP67 et conçue pour des démarrages à froid à -40 °C.

Alimentation par pile à combustible à hydrogène pour usage intensif : défis liés au diesel, aux batteries et aux émissions

Longues distances : 650 à 1 000 km

Les batteries peinent à répondre aux exigences en matière d'autonomie et de charge utile des poids lourds de classe 8, qui peuvent nécessiter entre 500 et 800 kWh pour un seul service. La motorisation tout électrique ajoute 3 à 5 tonnes, ce qui réduit la charge utile. Le ravitaillement en hydrogène prend entre 8 et 20 minutes, tout en évitant la perte de charge utile liée au poids des batteries, qui s'élève à plusieurs tonnes.

Exploitation minière et construction

Chaque tonne de batterie représente une tonne de charge utile perdue. HYDRA-G permet de préserver la capacité de transport grâce à des systèmes de piles à combustible à haute densité de puissance et à un système de stockage d'hydrogène léger de 70 MPa.

OMI / Euro VII / EPA

Les réglementations en matière d'émissions se renforcent dans les ports, le transport maritime et le secteur des poids lourds. Les systèmes PEMFC à hydrogène produisent de l'eau sur le lieu d'utilisation et peuvent contribuer aux stratégies de véhicules zéro émission lorsque cela est possible.

Fonctionnement dans des conditions environnementales extrêmes : de -40 °C à +60 °C

Là où les batteries ne font pas le poids : exploitation minière dans l'Arctique, chantiers dans le désert, brouillard salin, poussière, vibrations. HYDRA‑G fonctionne dans toutes ces conditions. Étanchéité IP67. Conforme à la norme MIL‑STD‑810G.

Série HYDRA-G : gamme de piles à combustible PEMFC à usage intensif de 120 à 205 kW

HYDRA‑G 120 kW

Groupe motopropulseur à haut rendement pour les flottes de poids lourds

Paramètre	Valeur
Puissance nominale	120 kW (extensible à plus de 200 kW)
Densité de puissance	510 W/kg
Rendement maximal	61.25%
Réponse dynamique	Taux de montée en puissance de 5,1 kW/s
Alimentation en H₂	70 MPa CGH₂
Refroidissement	Pile à cathodes fermées à refroidissement par liquide
Protection	IP67 / MIL-STD-810G
Certification	Homologation CAERI
Applications typiques	Camions de catégorie 8, autobus urbains, engins de chantier, véhicules portuaires

Pile à combustible à hydrogène HYDRA-G de 205 kW pour l'alimentation électrique industrielle

La centrale à plaques métalliques pour les applications fixes à l'échelle du MW

Paramètre	Valeur
Puissance nominale	205 kW (prêt pour le fonctionnement en parallèle à l'échelle du MW)
Densité gravimétrique	702 W/kg
Densité volumétrique	4,71 kW/L
Alimentation en H₂	70 MPa CGH₂
Tension de sortie	330 à 750 V CC
Température de fonctionnement	de -40 °C à +60 °C
Protection	IP67
Intégration	BoP hautement intégré (air, H₂, fluide de refroidissement, commande)
Certification	Homologation CAERI
Applications typiques	Centres de données, camions de transport minier, navires, micro-réseaux insulaires, installations fixes d'une puissance de l'ordre du MW

Comparaison des performances des piles à combustible à hydrogène à usage intensif

Fonctionnalité	HYDRA‑G 120 kW	HYDRA‑G 205 kW	Référence du secteur (PEMFC à usage intensif)	Plateforme modulaire PEMFC
Puissance nominale	120 kW	205 kW	120 kW	125 kW
Densité gravimétrique	510 W/kg	702 W/kg	400 W/kg	environ 350 W/kg
Densité volumétrique	—	4,71 kW/L	2,5 kW/L	2,0 kW/L
Rendement maximal	61.25%	—	57%	55%
Démarrage à froid	-40 °C	-40 °C	-30 °C	-25 °C
Réponse dynamique	5,1 kW/s	—	3 kW/s	—
Certification	CAERI	CAERI	ISO/SAE	ISO/SAE
Protection	IP67 / MIL-STD-810G	IP67	IP6K9K	IP66
Intégration de la balance des paiements	Complet (air, H₂, liquide de refroidissement)	Hautement intégré	Modulaire	Modulaire

Pile à combustible à hydrogène, véhicule électrique à batterie et diesel : comparaison du coût total de possession (TCO)

Système métrique	PEMFC à H₂	Électrique à batterie	Diesel
Gamme	650 à 1 000 km	200 à 400 km	800 à 1 200 km
Faire le plein / Recharger ses batteries	8 à 20 min	1 à 8 heures	5 à 10 min
Impact de la charge utile	Minimale (réservoirs de 70 MPa)	Pénalité de 3 à 5 tonnes	Minimal
Temps froid	Stable à -40 °C	Perte de capacité / charge lente	Préchauffage nécessaire
Émissions	Zéro (H₂O)	Dépendant du réseau	CO₂, NOx, particules
Maintenance	Faible (peu de pièces mobiles)	Modéré	Haut (huile, filtres, FAP)
Réglementation	Crédits ZEV éligibles	Crédits ZEV éligibles	Non conforme à la norme Euro VII
Perspectives concernant le coût total de possession (TCO)	↓ En baisse (mise à l'échelle H₂)	↔ Stable	↑ Hausse (de la taxe carbone)

Principaux secteurs d'activité

Applications des piles à combustible à hydrogène pour usage intensif

Transport lourd

Camions de catégorie 8, bus urbains, engins de chantier. Autonomie de 650 à 1 000 km. Ravitaillement en 8 à 20 minutes. Rendement maximal de 61,251 TP3T.

Énergie marine et de classe MW

Embarcations portuaires, bacs, réseaux insulaires. Silencieuses, à faibles vibrations. Indice de protection IP67 contre les brouillards salins.

Production d'électricité stationnaire

Centres de données, parcs industriels, micro-réseaux. Modules de 205 kW montés en parallèle pour atteindre une puissance de l'ordre du MW. Autonomie de secours de 48 heures. Zéro émission de diesel.

Camions de transport miniers

Environnements tout-terrain extrêmes. Densité de puissance de 702 W/kg. Conformité aux normes MIL-STD-810G en matière de vibrations et d'exposition au sel.

Foire aux questions

Q : Les systèmes SOLIDHYDRO sont-ils certifiés pour une mise en œuvre à l'échelle commerciale ?

R : Oui. Les plateformes HYDRA-G de 120 kW et 205 kW ont obtenu l'homologation CAERI et répondent ainsi aux exigences nationales de certification des piles à combustible destinées à un usage routier et industriel.

Q : Quel est le coût total de possession (TCO) par rapport aux groupes électrogènes au diesel ?

R : Bien que les systèmes à pile à combustible à hydrogène présentent actuellement des coûts initiaux plus élevés, leurs faibles besoins en entretien, l'absence totale d'émissions à l'échappement et les réductions potentielles des coûts de carburant peuvent améliorer le coût total de possession à mesure que l'infrastructure de l'hydrogène se développe.

Q : Quel type de stockage d'hydrogène est compatible ?

R : Tous les systèmes sont conçus pour fonctionner avec du CGH₂ à 70 MPa et s’intègrent parfaitement aux réservoirs composites de type IV et aux COPV.

Q : Quelles infrastructures liées à l'hydrogène sont nécessaires ?

R : Stations de ravitaillement en CGH₂ à 70 MPa. Pour les applications fixes, nous proposons des solutions BoP comprenant des remorques-citernes et des modules de compression sur site afin de pallier les lacunes en matière d’infrastructures.

Q : En quoi HYDRA‑G se distingue-t-il de la gamme FCmove® de Ballard ?

R : Dans la catégorie des 120 kW, les chiffres publiés présentés ici indiquent que HYDRA-G affiche une densité de puissance de 510 W/kg, contre une valeur de référence de 400 W/kg, avec un objectif de démarrage à froid à -40 °C. Ballard dispose d'une vaste expérience en matière de déploiement sur le terrain, tandis que l'HYDRA-G se concentre sur une densité de puissance élevée et un fonctionnement dans des environnements extrêmes.

Q : Quel est le délai habituel pour l'intégration d'un système ?

R : Nous proposons un accompagnement technique clé en main, de l'étude de faisabilité jusqu'à la mise en service sur site. Délais types : 8 à 14 semaines pour l'évaluation d'une seule unité, 16 à 24 semaines pour l'intégration au sein d'un parc. Des configurations sur mesure sont disponibles.

Q : Qu'est-ce qu'une pile à combustible à hydrogène à usage intensif ?

R :Une pile à combustible à hydrogène à usage intensif est un système PEMFC de forte puissance conçu pour fournir une alimentation électrique continue aux camions, aux bus, aux équipements miniers, aux navires et aux applications stationnaires.

Q : Quelle plage de puissance la série HYDRA-G prend-elle en charge ?

R : La série HYDRA-G comprend actuellement des plateformes de 120 kW et 205 kW, avec des configurations modulaires disponibles pour des applications à plus haute puissance et à l'échelle du MW.

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