Dans ReMaP Task 3.5, deux options pour augmenter la flexibilité et l'efficacité éxergétique d'une centrale de cogénération classique sont étudiées à l'aide de simulations. Le concept le plus prometteur sera ensuite approfondi grâce à des simulations "hardware-in-the-loop" et à la construction d'un prototype. Les premières investigations montrent qu'un concept de reformeur à vapeur intégré est préférable à une combinaison de la cogénération avec le stockage thermique du sol et la pompe à chaleur. Bien que ce dernier puisse accroître la flexibilité de la cogénération presque indéfiniment, son efficacité souffre massivement des pertes thermiques par diffusion dans le sol. Le concept de la cogénération par reformage à la vapeur peut augmenter l'autosuffisance électrique et l'efficacité éxergétique de 30,7 % et 8,6 %, respectivement, en un an de simulation par rapport au système de cogénération classique.
Une simple stratégie d'exploitation basée sur la chaleur est étendue et optimisée à l'aide de modèles linéaires des systèmes étudiés, et le nouveau concept d'exploitation tient également compte des coûts d'exploitation et de la demande locale d'électricité. Tant pour la cogénération classique que pour le concept de reformeur à la vapeur, les coûts d'exploitation peuvent être réduits (de 1.9 % / 2.1 %) et l'autosuffisance accrue (de 3.8 / 1.7 points de pourcentage). En guise de compromis, une réduction de l'efficacité éxergétique de 0.23 et 0.5 points de pourcentage respectivement doit être acceptée.
Les composants matériels et logiciels sont intégrés avec succès dans la plateforme ReMaP (Simulation Framework). Les expériences "hardware-in-the-loop" avec des données de demande réelle du bâtiment NEST de l'Empa montrent que le concept d'exploitation optimisé avec la version conventionnelle ainsi qu'avec la version du reformeur à vapeur du système de cogénération fonctionne également dans la pratique, si un filtre à moyenne mobile approprié est appliqué à la demande d'électricité.
Un prototype de reformeur à vapeur est développé et construit sur la base de la cogénération d'Aladin II (voir [1]). Les premières expériences montrent que les composants du reformeur à vapeur choisis ne peuvent pas résister à la combinaison de températures élevées, jusqu'à 750°C, et de fortes pulsations de pression des gaz d'échappement. Les expériences et l'analyse des défaillances qui s'ensuit permettent d'identifier trois améliorations constructives et opérationnelles du système.