Micro-cogénération

Qu’est-ce que la cogénération ?

La cogénération est la production simultanée de deux formes d’énergie, le plus souvent électricité et chaleur, à partir d’une seule source d’énergie.
La production d’électricité à partir de combustible, entraine la production de chaleur qui peut être récupérée et exploitée.
La production de chaleur nécessite de l’électricité pour fonctionner.
Mutualiser la production d’électricité et de chaleur permet de réduire les pertes et de valoriser la chaleur créée comme source d’énergie thermique pour être utilisée pour le chauffage, la production d’eau chaude ou pour des procédés industriels.
La micro-cogénération est l’application de ce procédé à des puissances faibles, répondant aux besoins dans l’habitat.
L’ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) définit la micro cogénération pour des puissances électriques inférieures à 36 kVA.

Quelles technologies permettent de faire de la cogénération ?

Actuellement, 4 technologies permettent de réaliser la cogénération:

  • Le moteur à combustion
  • La micro turbine
  • Le moteur Stirling
  • La pile à hydrogène

Chacune d’elle présente un fonctionnement différent et est adaptée à des applications particulières. Bien qu’il soit difficile de comparer objectivement ces technologies – présentant des avantages propres à chacune – les technologies seront présentées dans leurs grandes lignes.

La Pile à Combustible

La pile à hydrogène est une des technologies les plus prometteuses pour la cogénération : en effet elle produit naturellement de la chaleur lors de son fonctionnement. La pile convertit, par une réaction électrochimique, l’hydrogène et l’oxygène en électricité en relâchant en contrepartie des molécules d’eau.

Le type de piles et la nature de son électrolyte influent sur les rendements souhaités.

Les piles peuvent être utilisée à la fois pour des faibles et des moyennes puissances (3-200 kW).

Le Moteur Stirling

Le moteur Stirling, combiné à un système de condensation est une technologie utilisée depuis longtemps pour la cogénération.

Dans un compartiment fermé, grâce à des différences de chaleur entre la partie supérieure et la partie inférieure, la circulation du gaz et ses variations de volume engendrent le mouvement d’un piston générant de l’électricité.

Le moteur Stirling est silencieux, n’entraine que peu de maintenance et est écologique.

Il est adapté pour les petites puissances électriques (1kW).

Le Moteur à Combustion

Le moteur à combustion n’est pas adapté pour la micro-cogénération : en effet cette technologie est bruyante et nécessite beaucoup de maintenance.

La combustion de fuel ou de gaz permet d’obtenir des rendements mécaniques autour de 40% et la chaleur dégagée peut être valorisée localement.

Cette technologie est utilisée pour des applications industrielles demandant des grosses puissances électriques et d’importantes émissions de chaleur.

La Micro Turbine à Vapeur

Cette technologie est employée par les industriels produisant de grandes quantités de vapeur. La vapeur créée est utilisée pour produire de l’électricité par conversion énergétique.

Le cycle thermodynamique des turbines à vapeur permet de récupérer, en sortie la vapeur condensée qui alimente les circuits de chauffage produisant la vapeur.

Les coûts d’acquisition de ces technologies étant important, l’utilisation n’est pas possible pour produire des faibles ou moyennes puissances.

Système hybride

Le module µCogeneration

Le module µCogeneration propose des solutions hybrides permettant la gestion de l’énergie électrique et thermique. Nous utilisons la chaleur produite par la pile hydrogène durant son fonctionnement.