La Cogénération

 Les systèmes de cogénération (CHP) sont configurés pour produire de l’électricité et de la chaleur utile simultanément, à partir d’une seule source primaire.

Les systèmes cogénération de Clarke Energy, avec les moteurs à gaz INNIO Jenbacher, utilisent la chaleur produite durant la combustion du gaz dans le moteur et permettant d’atteindre des rendements globaux de plus de 90%. La cogénération est une forme efficace de conversion d’énergie, permettant d’effectuer des économies d’environ 40%, sur la consommation d’énergie primaire, en comparaison à des équipements séparés de production d’électricité et de chaleur.
Les centrales de cogénération sont généralement situées à proximité de l’utilisateur final, permettant de réduire les pertes dues au transport et à la distribution de l’électricité.

Les solutions combinées de chaleur et d’électricité de Clarke Energy

Découvrez comment nos solutions combinées de chaleur et d’électricité (cogénération/trigénération) s’intègrent  dans les installations industrielles de nos clients pour faire des économies et réduire les émissions de carbone.

Les solutions de cogénération de Clarke Energy ont été mises en place avec succès auprès d’une large variété d’environnements tels que : universités, hôpitaux, bâtiments commerciaux et centres de données.

Avantages des moteurs à gaz de cogénération

En plus des rendements élevés, une centrale de cogénération fournit de nombreux avantages, par rapport aux sites traditionnels de production d’électricité et de chaleur séparés:

 

  • Réduction des émissions de gaz à effet de serre par rapport aux générateurs électriques thermiques conventionnels brûlant du pétrole ou du charbon.
  • Réduction des frais énergétiques, en produisant localement l’électricité et la chaleur (coût de transport et de distribution de l’électricité, avec les pertes associées).
  • Adaptation de la production énergétique en fonction des besoins du site, contrairement à l’utilisation de certaines sources renouvelables (éolien ou solaire par exemple) qui dépendent du profil climatique.
  • Participation à résoudre une partie des tensions qui pèsent sur le réseau électrique par grand froid, avec des contrats de rachat d’électricité durant la période hivernale.

Clarke Energy et la cogénération à l’échelle mondiale

>7GW

Puissance installée dans le monde

>1.4GW

Cogénération installée dans le monde

>500

Techniciens terrain

ROI Rapide

Amortissement rapide des installations de cogénération

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Sources de chaleur

La chaleur du générateur est disponible à partir de 5 zones clés, sur l’installation de cogénération:

  1. Eau de refroidissement de l’enveloppe du moteur
  2. Refroidissement d’huile de graissage du moteur
  3. Refroidisseur intermédiaire d’entrée d’air de premier étage
  4. Gaz d’échappement du moteur
  5. Refroidisseur intermédiaire de second étage à chaleur émise par le générateur du moteur

La chaleur des zones 1, 2 et 3 peut être récupérée sous la forme d’eau chaude, généralement sur la base de flux/retour à 70/90 °C, et peut servir d’interface avec le site sur un échangeur thermique à plaques. Les gaz d’échappement du moteur quittent généralement celui-ci à une température comprise entre 400 et 500 ˚C. Ils peuvent être directement utilisés pour le séchage, dans une chaudière permettant de générer de la vapeur, ou via un échangeur thermique à gaz d’échappement combiné à la chaleur des circuits de refroidissement.

La chaleur provenant du refroidisseur intermédiaire du deuxième étage peut également être récupérée comme chaleur de qualité inférieure. De nouvelles technologies sont disponibles pour la conversion de la chaleur en électricité, telles que le Moteur à cycle de Rankine à fluide organique (ORC).

    CHP Applications

    La cogénération au gaz naturel est utilisée pour :

    La cogénération pour les résidentiels et le tertiaire

    L’unité de cogénération est située à proximité des logements ou des bâtiments (bureaux, équipements sportifs, mairies, écoles, hôpitaux, centre de vacance, …) à chauffer. Le chauffage se fait soit, directement dans les bâtiments soit, grâce à un réseau de chaleur du quartier ou de la résidence. Comme pour l’industriel, l’électricité produite peut être vendue ou autoconsommée.

    La cogénération pour les sites industriels

    L’unité de cogénération est située directement sur le site industriel, qui est raccordé au réseau de gaz naturel national. La chaleur produite est utilisée pour les process industriels (fours de la plasturgie, de la verrerie, séchage dans les papeteries, les laiteries, les sucreries…). L’électricité produite peut être soit autoconsommée totalement ou en partie, soit revendue sur le réseau électrique national.

    La transition énergétique développe la valorisation des déchets, la production d’électricité décentralisée et l’optimisation des rendements globaux.
    Les centrales de stockages de déchets, les méthanisations agricoles ou industrielles, les stations d’épuration d’eaux usées, … sont des applications qui traitent les déchets humains et qui produisent du biogaz. Nos centrales de cogénération biogaz sont parfaitement dimensionnées pour répondre aux enjeux de la transition énergétique, en produisant de l’électricité et de la chaleur, en fonction des besoins du site, tout en suivant les courbes de charges et la typologie du biogaz entrant, garantissant des rendements optimaux.

    Concernant tous les autres gaz, les moteurs à gaz Jenbacher sont robustes et fiables dans le temps, ce qui permet de réaliser de la production électrique, avec des gaz pauvres en méthane ou à forte toxicité. Dans ces cas, nos centrales de cogénération Clarke Energy sont installées dans le but de valoriser ces différents gaz en les transformant en électricité, à la place de les bruler à travers une torchère ou de les libérer dans l’atmosphère. Clarke Energy a réalisé de nombreux projets à gaz complexe, comme la valorisation des gaz de pétrole, gaz de mine, gaz de synthèse, …

    Compte tenu de la transition énergétique et des évolutions des technologies, nos solutions de cogénération sont toutes connectées et assurent un fonctionnement performant à l’instantané. L’intelligence artificielle permet à nos installations d’être pilotées à distance et de garantir une maintenance de haut niveau, à forte disponibilité.

    Dans le cadre de l’évolution technologique, l’utilisation de l’hydrogène comme consommable en remplacement des gaz fossiles est en cours de recherche, promettant un avenir certain à la place de la cogénération dans le mix énergétique.

    Études de cas

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