Micro cogénération

La micro cogénération, aussi nommée micro CHP (pour micro combined heat and power), sert à désigner un dispositif de cogénération de très petite puissance (jusqu'à 15 kilowatts électriques).

Le niveau de puissance thermique de tels dispositifs est adapté au niveau des besoins de chauffage et d'eau chaude sanitaire d'un seul bâtiment. Il s'agit par conséquent d'un dispositif de production d'énergie décentralisé. Le bâtiment qui en est équipé peut se passer de tout autre moyen de chauffage ou de connexion à un réseau de chaleur. L'électricité produite peut être consommée localement ou être délivrée sur un réseau public d'électricité.

Utilisation des «déchets» de chaleur

Dans la majorité des applications de l'énergie, l'énergie est indispensable sous de multiples formes. Ces formes d'énergie comprennent le plus souvent une combinaison de chauffage, ventilation, climatisation, énergie mécanique et énergie électrique. Fréquemment, ces autres formes d'énergie sont produites par un moteur thermique, fonctionnant avec une source de haute température. Un moteur thermique ne peut jamais avoir une idéale efficacité, selon le deuxième principe de la thermodynamique, par conséquent un moteur thermique va toujours produire un excédent de basse température. Ceci est couramment nommé la «chaleur perdue» ou «chaleur secondaire». Cette chaleur est utile pour la majorité des applications de chauffage, cependant, elle n'est le plus souvent pas reconnue comme une solution pratique pour le transport de l'énergie thermique sur de longues distances, au contraire de l'électricité.

Pour faire un usage efficace de l'énergie, les «déchets de chaleur» doivent être utilisés à dessein. Comme il est simple de transporter de l'électricité, mais peu pratique de transporter des déchets de chaleur, un dispositif efficace d'énergie doit produire de l'électricité seulement à l'endroit où les déchets de chaleur sont disponibles. Dans une centrale électrique, la production de chaleur résiduelle dépasse fréquemment la demande, de sorte que les déchets de chaleur ont particulièrement peu de valeur économique. Du coup, les déchets de chaleur sont le plus souvent dissipés dans une tour de refroidissement sans jamais être exploités. Une façon de mieux utiliser les «déchets de chaleur» est par conséquent de produire de l'énergie sous l'ensemble des formes nécessaires directement sur le lieu de production des différents types de chaleur. C'est le principe de la «cogénération domestique» qui gagne régulièrement en popularité dans l'ensemble des secteurs de l'économie de l'énergie, à cause de l'augmentation des coûts des carburants, surtout les carburants à base de pétrole, ainsi qu'à cause de préoccupations environnementales, surtout le réchauffement climatique.

Dans une centrale énergétique classique fournissant de l'électricité aux consommateurs, seuls 30% (en moyenne) de la chaleur contenue dans la source d'énergie thermique primaire, telle que la biomasse, le charbon, l'énergie solaire, le gaz naturel, le pétrole ou l'uranium, atteint le consommateur. L'efficacité peut fluctuer entre 20 % pour les particulièrement vieilles centrales et 50% pour les nouvelles. A l'inverse, un dispositif de cogénération domestique convertit le plus souvent 10% à 20% de la chaleur primaire en électricité, et la majorité des autres chaleur sont utilisées pour l'eau chaude ou le chauffage des locaux. Ainsi, au moins 65% et fréquemment jusqu'à 90% de la chaleur de la source d'énergie primaire sera exploitée à des fins utiles.

Type de dispositifs de micro-cogénération

Les principaux dispositifs de micro-cogénération commercialisés ou en développement, s'appuie sur les technologies de conversion thermo-mécanique suivantes :

• Moteur à combustion interne (moteur Diesel)
• Micro-turbine à gaz
• Moteur à combustion externe (moteur Stirling, Ericsson)
• Turbine à cycle de Rankine organique (analogue à la turbine à vapeur, mais où le fluide n'est pas de l'eau)
• Pile à combustible

Évolution

Les dispositifs de cogénération sont développés depuis la crise énergétique des années 1970. Pendant trois décennies, les grands dispositifs de cogénération étaient économiquement plus justifiables que les dispositifs de micro-cogénération, à cause de l'économie d'échelle. Après l'an 2000, la micro-cogénération est devenue rentable dans de nombreux marchés à travers le monde, à cause de la hausse des coûts de l'énergie. Le développement de la micro-cogénération a aussi été facilitée par les progrès technologiques récents sur de petits moteurs thermiques comme le moteur Stirling, le moteur à vapeur ou la turbine à gaz.

Voir aussi

Liens externes

• http ://www. microcogeneration. info/
• Energie et bâtiments
• Moteur stirling
• Micro générateur ORC à turbine scroll
• Article sur les bilans economique et evironnemental
• Microcogénération à bois

Sources

Notes et références

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