Micro-cogeneration

La micro cogénération, aussi appelée micro CHP (pour micro combined heat and power), désigne un système de cogénération de très petite puissance (jusqu'à 15 kilowatts électriques).

Le niveau de puissance thermique de tels systèmes est adapté au niveau des besoins de chauffage et d'eau chaude sanitaire d'un seul bâtiment. Il s'agit donc d'un système 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 nécessaire sous de multiples formes. Ces formes d'énergie comprennent généralement une combinaison de chauffage, ventilation, climatisation, énergie mécanique et énergie électrique. Souvent, 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 parfaite efficacité, selon le deuxième principe de la thermodynamique, donc un moteur thermique va toujours produire un excédent de basse température. Ceci est communément appelé «la chaleur perdue" ou "chaleur secondaire". Cette chaleur est utile pour la majorité des applications de chauffage, toutefois, elle n'est généralement pas considérée comme une solution pratique pour le transport de l'énergie thermique sur de longues distances, contrairement à 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 système efficace d'énergie doit produire de l'électricité uniquement là où les déchets de chaleur sont disponibles. Dans une centrale électrique, la production de chaleur résiduelle dépasse souvent la demande, de sorte que les déchets de chaleur ont très peu de valeur économique. Du coup, les déchets de chaleur sont généralement dissipés dans une tour de refroidissement sans jamais être exploités. Une façon de mieux utiliser les "déchets de chaleur" est donc de produire de l'énergie sous toutes les 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 tous les secteurs de l'économie de l'énergie, en raison de l'augmentation des coûts des carburants, en particulier les carburants à base de pétrole, et en raison de préoccupations environnementales, notamment 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 varier entre 20 % pour les très vieilles centrales et 50% pour les nouvelles. A l'inverse, un système de cogénération domestique convertit généralement 10% à 20% de la chaleur primaire en électricité, et la plupart des autres chaleur sont utilisées pour l'eau chaude ou le chauffage des locaux. Ainsi, au moins 65% et souvent jusqu'à 90% de la chaleur de la source d'énergie primaire sera exploitée à des fins utiles.

Type de systèmes de micro-cogénération

Les principaux systèmes 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 systèmes de cogénération sont développés depuis la crise énergétique des années 1970. Pendant trois décennies, les grands systèmes de cogénération étaient économiquement plus justifiables que les systèmes de micro-cogénération, en raison de l'économie d'échelle. Après l'an 2000, la micro-cogénération est devenue rentable dans de nombreux marchés à travers le monde, en raison de la hausse des coûts de l'énergie. Le développement de la micro-cogénération a également 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

Articles connexes

• Cogénération
• Trigénération
• Centrale électrique virtuelle
• Production décentralisée

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

• Portail de l’énergie