La cogénération

Cogénération

La cogénération a pour principe de produire simultanément de l’électricité et de la chaleur. La chaleur provenant de la production électrique ou inversement. Au sens large l’énergie électrique peut être remplacé par de l’énergie mécanique. Ces systèmes sont à hauts rendements (80%-90%) mais il faut considérer le sens du rendement avec précaution. Un cogénérateur valorise l’énergie thermique produite. La cogénération est l’une des techniques la plus efficace en ce qui concerne d’utiliser les énergies fossilles et renouvelables.

1) Principe

La cogénération est basée sur la production d’électricité qui dégage une grande quantité de chaleur à température moyenne qui normalement est dissipé dans l’environnement. Pour répondre à une grande demande en énergie thermique (chauffage, processus industriel …) la cogénération utilise un cycle de génération électrique comme source thermique.

Exemple d’un cas de besoin simultané en électricité et chaleur :

• Une configuration classique pourrait être une turbine à gaz et une chaudière à gaz naturel.

• Une configuration de cogénération serait une turbine à gaz couplée à une chaudière alimentée par les gaz d'échappement.

Dans une centrale électrique c’est le rendement électrique maximum qui est recherché (40% en cycle simple et 55% en cycle combiné) alors que dans la cogénération c’est le rendement global accru par l’utilisation prioritaire de l’énergie thermique qui est recherché, qui est utilisé dans les processus industriel ou dans les chaufferies. Dans ce cas la cogénération d’électricité n’est plus le but mais la conséquence qui améliore le bilan économique de l’équipement (Rendement 90%).

Dans un équipement de cogénération, l’énergie électrique est autoconsommé ou réinjecté sur les réseaux électrique public de transport (haute tension) ou de distribution (moyenne tension). (en France RTE, ERDF ou Entreprises locales de distribution d'électricité), suivant des conditions économiques fixées par les pouvoirs publics.

L'énergie thermique sert le plus souvent au chauffage de bâtiments et/ou à la production d'eau chaude sanitaire ou à des procédés industriels.

2) Le rendement (interprétation, calcul)

Les hauts rendements affichés par les unités de cogénération sont calculés de la façon suivante :

Où :

• Pelec est la puissance électrique produite.

• est la puissance thermique extraite des gaz d'échappement.

• est la puissance thermique fournie par le combustible.

Scientifiquement, l'addition d'une grandeur électrique et thermique est licite car ce sont deux formes d'énergie, mesurées en Joules. Avec les pompes à chaleur, le ratio de chaleur produite par l'électricité consommée atteint souvent 400 %, mais on parle dans ces cas de coefficient de performance (COP) et non de « rendement ». De même que le COP,

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