Cet article s’adresse à tous ceux qui se sont déjà demandé ce qu’est une usine de cogénération ou comment on fonctionne.
également connu sous le nom de cogénération (cogénération), le terme cogénération décrit la production simultanée d’énergie électrique et de chaleur utilisable à partir d’une seule source d’énergie primaire, souvent du gaz naturel ou des biocarburants.,
Il existe plusieurs définitions de systèmes de cogénération, mais dans l’ensemble, le terme s’applique lorsqu’une seule source de combustible produit deux formes d’énergie ou plus. La cogénération est aussi parfois appelée énergie recyclée.
Comment fonctionne une centrale de cogénération?
Lorsqu’une centrale électrique produit de l’électricité, elle produit de la chaleur. Si l’usine libère cette chaleur dans l’environnement sous forme d’échappement, cela représente un énorme gaspillage d’énergie. La majeure partie de cette chaleur peut être capturée et utilisée à d’autres fins. Lorsque cette réutilisation de la chaleur se produit, la centrale fonctionne comme un système de cogénération.,
Le processus de cogénération peut augmenter l’efficacité énergétique globale, avec des systèmes allant de 65 à 90%. Les entreprises qui utilisent la cogénération peuvent réduire leurs coûts d’exploitation et renforcer leur autosuffisance tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre et les polluants.
L’Histoire de la cogénération
Le concept de production combinée de chaleur et d’alimentation n’est pas nouveau., L’Europe et les États-Unis ont tous deux utilisé des formes de cogénération dès 1880 à 1890. Au cours de ces années, de nombreuses industries ont utilisé leurs propres centrales électriques fonctionnant au charbon pour produire l’électricité qui alimentait leurs usines, usines ou mines.
la vapeur produite comme sous-produit a été utilisée comme énergie thermique pour divers procédés industriels ou pour chauffer l’espace.
Thomas Edison a conçu et construit la première centrale électrique commerciale aux États-Unis en 1882 et il se trouve que c’est une usine de cogénération., Le sous-produit thermique de la station Pearl Street D’Edison à New York a été distribué sous forme de vapeur aux fabricants locaux et il a également chauffé les bâtiments voisins.
L’augmentation et la baisse de L’utilisation de la cogénération
Au début des années 1900, les systèmes de cogénération produisaient environ 58% de l’énergie électrique totale produite sur site dans les installations industrielles aux États-Unis.ce pourcentage a chuté à seulement 5% en 1974, selon « Cogeneration: Technologies, Optimization, and Implementation », édité par Christos A. Frangopoulos.
Il y avait plusieurs raisons à cette forte baisse.,
L’électricité provenant des réseaux électriques centraux est devenue plus fiable et moins chère à acheter et le carburant, comme le gaz naturel, est devenu disponible à faible coût, rendant les centrales électriques au charbon privées moins souhaitables. En outre, le gouvernement a augmenté le nombre et la portée des règlements et restrictions concernant la production d’électricité.
cependant, lorsque les coûts du carburant ont explosé en 1973 et que la prise de conscience des effets nocifs de la pollution s’est accrue, la cogénération est redevenue très pertinente.
Pourquoi utiliser la cogénération?
l’utilisation de la cogénération présente plusieurs avantages., Les principales raisons d’utiliser la cogénération sont d’économiser de l’énergie et des coûts en réduisant la consommation de carburant. Par exemple, au Royaume-Uni, les utilisateurs existants de la cogénération économisent 20% de leurs coûts énergétiques.
avec la cogénération, lorsque l’énergie combustible est convertie en énergie mécanique ou électrique, la majeure partie de la chaleur dégagée n’est pas gaspillée. Moins de carburant est nécessaire pour générer la même quantité de travail utile qu’une centrale électrique conventionnelle produirait.,
la réduction de la consommation de carburant présente plusieurs avantages, notamment:
- réduction des coûts de carburant
- réduction des besoins en stockage et en transport de carburant
- réduction des émissions – la cogénération est l’un des moyens les plus rentables de réduire les émissions de carbone
- moins d’usure des machines en raison de la réduction de l’exposition aux polluants
un autre avantage est la sécurité.
la cogénération est considérée comme une source d’alimentation sûre car elle fournit une alimentation autonome qui ne dépend pas d’un réseau électrique municipal., Une entreprise qui utilise la cogénération peut fonctionner hors réseau ou facilement compléter pour répondre à une augmentation de la demande d’énergie.
L’expérience en ingénierie de cogénération de Vista va des conceptions de cogénération « micro” pouvant générer entre 5 et 10 MW de puissance à des installations de cogénération beaucoup plus grandes.
Qu’est-ce qu’une centrale de cogénération: les éléments de base
au niveau le plus élémentaire, une centrale de cogénération typique dispose d’un générateur d’électricité et d’un système de récupération de chaleur.,
Voici quelques éléments de base d’une configuration de cogénération:
- Prime movers: convertit le carburant en chaleur et en énergie électrique qui peut être utilisée pour générer de l’énergie mécanique. Des exemples de moteurs principaux incluent les turbines à gaz et les moteurs alternatifs
- générateur électrique: convertit l’énergie mécanique en énergie électrique
- système de récupération de chaleur: capte la chaleur du moteur principal
- échangeur de chaleur: S’assure que la chaleur capturée est utilisée
quels combustibles sont utilisés dans les usines de cogénération?,
Une variété de combustibles peuvent être utilisés dans des centrales de cogénération, y compris:
- le gaz naturel
- diesel
- essence
- charbon
- les biocarburants
L’utilisation de biocarburants, cogénération comprend généralement des ressources renouvelables, comme les déchets de gaz des sites d’enfouissement des déchets solides et de l’agriculture.,
deux grands types de systèmes de cogénération
- topping cycle plants: un système de topping cycle commence par la production d’électricité
- Bottoming cycle plants: la production de chaleur est la première — la chaleur perdue produit de la vapeur qui est ensuite utilisée pour produire de l’électricité
Les Ils sont moins communs que les usines de cycle de garniture en partie parce qu’il est plus facile de vendre l’électricité excédentaire.
qui peut utiliser la cogénération?
le secteur industriel a un besoin massif de chaleur et d’électricité., Certaines industries utilisent principalement la chaleur, comme les fabricants de métaux, tandis que d’autres utilisent principalement l’électricité. D’autres industries ont besoin de chaleur et d’électricité dans des rapports variables.
chaque scénario peut bénéficier d’un système d’énergie recyclée. Une usine qui nécessite plus d’électricité que de chaleur peut vendre la chaleur à un service public et l’excès d’électricité peut également être vendu.
Les centrales de cogénération ont trois catégories de taille:
- petites: de nombreuses petites centrales de cogénération aux États-Unis et au Canada sont exploitées par l’armée, les universités et les sociétés non-utilitaires., Ce qu’ils partagent, ce sont des exigences élevées en matière de consommation d’énergie, ainsi qu’un besoin impérieux de sources d’énergie fiables et autosuffisantes. Un article de Scientific American cite une entreprise de réseau informatique qui économise environ 300 000 US US par an en coûts énergétiques en raison de son utilisation de la cogénération.
- moyen: le marché se développe pour les systèmes de cogénération à moyenne échelle. La moyenne échelle est définie comme des unités qui génèrent de 50 à 500 kW de puissance, selon « Cogeneration: a User’s Guide », Par David Flin. Les secteurs qui nécessitent des charges élevées de chaleur et d’énergie, comme les hôpitaux et les hôtels, entrent dans cette catégorie.,
- grand: de grandes usines de cogénération existent dans les champs à forte intensité énergétique, comme les raffineries de pétrole et les installations de transformation des aliments. Ceux-ci peuvent produire 500 kW ou plus en énergie.
Vista Projects possède une vaste expérience dans la conception et l’optimisation de systèmes de chaleur et d’électricité combinés dans divers secteurs et industries.
Quand les bonnes conditions, il est logique d’utiliser la cogénération. C’est un moyen fiable et efficace de fournir une énergie sur site qui est bénéfique sur le plan économique et environnemental.