Cogeneration

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DOSSIER SUR LA COGENERATION

Sommaire

I) PRESENTATION 3

1) HISTORIQUE 3

2) DEFINITION 3

3) DESCRIPTION 3

4) TYPE DE COGENERATION 4

II) STATISTIQUES 7

III) AVANTAGES ET INCONVENIENT 9

III) CONCLUSION 10

I) PRESENTATION

1) HISTORIQUE

La cogénération est apparue en 1880 en Europe et aux USA. Au début du 20ème siècle, laplupart des installations industrielles généraient leur propre électricité en utilisant des chaudières et des turbines à vapeur. En 1900, la puissance cogénérée totale produite par les installations industrielles aux USA, a été estimée à 58%.

Elle a connu 3 grandes périodes en France. Entre 1991 et 1997, grâce aux contrats d’achat et garanties apportées par EDF, 189 installations ont été créées,pour un total de production de 820W. Après cette activité, le développement s’est intensifié, avec 3600MW supplémentaires, portant le nombre d’installation à 480. A partir de 2000, la dynamique a été brutalement freinée avec seulement 580W supplémentaires installés.

Aujourd’hui, la puissance totale s’élève à 5 GW, le tiers de l’approvisionnement énergétique des réseaux de chaleur provenant de lacogénération.

2) DEFINITION

Cette idée sur la cogénération vient du fait que la production d’électricité dégage une grande quantité de chaleur à température moyenne. L’électricité produite par le système sera soit consommée sur place, soit revendue sur le réseau. La chaleur quant à elle sera utilisée en chauffage et/ou pour le réchauffage d’eau chaude sanitaire. Un système de cogénérationpeut également être utilisée à grande échelle dans une centrale à haut rendement produisant électricité et chaleur.

3) DESCRIPTION

Dans un premier temps, on envoie du gaz, qui sera brûlé dans une installation qui produit de l'électricité (une turbine ou un moteur alimentant un alternateur, etc.).Des gaz chauds vont s’échapper de la turbine, et vont être amenés à des brûleurs. La chaleurdégagée par la combustion est récupérée pour chauffer un circuit d'eau qui servira ensuite à satisfaire des besoins en chauffage.

La production électrique dans la plupart des cas est vendue sur le réseau EDF (le tarif de rachat de l'électricité est plus intéressant que le tarif d'achat pour encourager la mise en place de telles installations).

4) TYPE DE COGENERATION

Il existe plusieurstypes de cogénération.

Cogénération électrique

L'électricité est produite par la conversion de l'énergie mécanique du moteur ou de la turbine, au travers d'un alternateur, selon le principe du groupe électrogène. Elle peut également être directement produite par une pile à combustible.

Cogénération thermique

Un moteur possède un rendement électrique d'environ 40 à 45 %, une turbine,un rendement électrique d'environ 35 à 40 %, et celui d'une pile à combustible se situe aux alentours de 20 à 30 %. La quasi-totalité du solde de l'énergie consommée est transformée en chaleur.

La cogénération consiste à récupérer au mieux cette énergie, afin de la valoriser pour atteindre un rendement total pouvant aller jusqu'à 80-90 %. Ceci implique une production locale par de petitesunités. En effet une production électrique de, par exemple 1 GW, implique la dissipation d'environ 2 GW de chaleur. Il s'agit de la puissance permettant théoriquement de chauffer, soit 57 000 logements de 100 m2 construits avant 1975, soit 100 000 logements plus récents, (toujours de 100 m2). En pratique, comme la chaleur se transporte beaucoup moins bien que l'électricité, elle est souvent considéréecomme un déchet industriel. Lorsque, grâce a la cogénération, cette option peut être évitée, les principaux moyens d'utilisation de cette énergie sont la production d'air chaud, la production d'eau chaude et la production de vapeur.

Dans le cas de turbine à gaz comme de moteurs à combustion, il est possible de récupérer une partie de la chaleur en sortie sous forme de vapeur haute pression et...
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