La cogénération de taille domestique correspondant à des puissances électriques unitaires de l'ordre de quelques kW n'est pas encore développée en France. Une condition nécessaire à l’émergence des micro-cogénérations est le rachat par EDF de l'électricité produite à des conditions de prix permettant d’amortir les installations de cogénération. A l’étranger, pour les petites puissances, les tarifs sont souvent basés sur les tarifs de vente de l’électricité (usages domestique et petit tertiaire). En effet, pour les productions domestiques, le concept d'autoconsommation est très difficile à rentabiliser, faute d'un volant suffisant de consommation pendant les heures creuses de nuit.
L’amortissement d’une cogénération de petite puissance nécessite donc de déverser pendant les périodes creuses la production d’électricité sur le réseau d’EDF ou de mutualiser les besoins électriques entre différents clients ayant des profils de consommation complémentaires.
Gaz de France développe en collaboration avec les constructeurs des modules de cogénération dans le but d'ouvrir le marché de la petite cogénération correspondant à des puissances inférieures à 1MW. Ce concept consiste à rassembler sur une même plate forme à l’intérieur d’une enceinte insonorisée, l’ensemble des composants de la cogénération :
*Moteur
*Alternateur
*Armoire électrique
*Alimentation en gaz
*Circuit d’eau correspondant à l’utilisation de la chaleur
Evacuation des gaz de combustion.
Ce système modulaire permet une réduction des investissements par l’emploi de composants standardisés et par la facilité d’implantation : une dalle de béton suffit ! L'objectif est de diminuer tout à la fois les coûts d'installation, d’investissement et de maintenance par la standardisation du matériel. Néanmoins, du fait de l’encombrement et du poids des moteurs de forte puissance, ce concept n’est utilisable que pour des puissances électriques inférieures au MW.
2. La cogeneration par turbine à gaz
Différentes technologies de turbines sont utilisées en cogénération :
*Microturbines dans la gamme de puissance de 30 à 200 kW
*Turbines « heavy duty » dans la gamme de puissance de 1 à 10 MW
*Turbines aérodérivatives (plusieurs dizaines de MW).
Les microoturbines
Elles sont issues des technologies aéronautiques. Par construction, elles présentent un rendement électrique assez faible, de l’ordre de 17% . Il est possible d’améliorer le rendement par le montage d’échangeurs récupérateurs assurant le préchauffage de l’air de combustion. Le rendement peut alors atteindre 30%.
Cette technologie de cogénération prometteuse est en phase d’industrialisation. Ces matériels, au point pour des applications aéronautiques, demandent à être adaptés à des applications terrestres. Leur émergence sera liée à :
* une maîtrise ferme des coûts de production ( à aligner sur le prix des moteurs de puissance équivalente),
*l’optimisation de la récupération thermique qui conditionne le rendement global de l'installation,
la disponibilité industrielle d’alternateurs à haute vitesse.
Les turbines « heavy duty »
Ces turbines classiques se caractérisent par une très haute fiabilité. Leur rendement électrique est voisin de 30%. Pour atteindre de bonnes performances énergétiques globales permettant d’accéder au « Label Cogénération », il convient de procéder à une optimisation de la récupération de chaleur.
Les turbines aérodérivatives
Ces installations sont dérivées de la technologie réacteur d’avion. Les turbines se caractérisent par leur très bon rendement électrique (de l’ordre de 40%).
La majeure partie du développement de la cogénération qui s’est effectuée en France dans l’industrie de 1997 à 2000 s’appuie sur cette nouvelle technologie.
Contact : CLUB COGENERATION tel. 01 46 56 91 43
© ATEE 2001 - Tous droits réservés à l'ATEE
|
