Pouvoir calorifique
Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) ou le pouvoir calorifique supérieur (PCS) d'un gaz est un facteur important à prendre en compte lors du choix d'un moteur à gaz ou d'une centrale de cogénération. Le rendement des moteurs à gaz est généralement indiqué sur la base du PCI du gaz.
Chaque fois qu'un combustible hydrocarboné est brûlé, l'un des produits de la combustion est l'eau. La quantité d'eau produite dépend de la quantité d'hydrogène contenue dans le combustible. En raison des températures de combustion élevées, cette eau prend la forme de vapeur qui stocke une petite fraction de l'énergie libérée pendant la combustion sous forme de chaleur latente de vaporisation ; en termes simples, sous forme d'énergie thermique stockée dans l'« état » vaporisé de l'eau.
La quantité totale de chaleur libérée lors de la combustion d'une unité de combustible, le pouvoir calorifique supérieur (PCS) ou le pouvoir calorifique inférieur (PCI), comprend la chaleur latente stockée dans l'eau vaporisée. Dans certaines applications, il est possible de condenser cette vapeur pour la ramener à l'état liquide et « récupérer » une partie de cette énergie. Cependant, les températures d'échappement des moteurs sont supérieures à celles auxquelles la vapeur d'eau se condenserait, et la vapeur « s'échappe » donc avec les gaz d'échappement, emportant avec elle l'énergie stockée.
La quantité de chaleur disponible à partir d'un combustible après déduction de la chaleur latente de vaporisation, la LHV ou LCV, de la HHV, est celle qui est disponible lorsque le combustible est brûlé dans un moteur. L'énergie fournie à un moteur à gaz doit être définie à l'aide de la LHV du combustible.
Les fournisseurs de combustible indiquent généralement le pouvoir calorifique supérieur (PCS) et c'est cette mesure qui sera utilisée lorsque des frais unitaires en kWh seront appliqués pour le combustible. Dans le cas du gaz naturel, le rapport entre le PCS et le pouvoir calorifique inférieur (PCI) est d'environ 1,108:1. Par conséquent, lors de la réalisation d'une analyse coûts-avantages pour une application de cogénération, c'est le chiffre du PCS qui doit être utilisé.
Le LHV d'un carburant détermine le débit de carburant requis pour alimenter le moteur, car la quantité totale d'énergie nécessaire pour que le moteur produise une puissance de sortie spécifique est définie et fixe. Le débit de gaz doit donc être adapté afin de fournir l'apport énergétique requis.
Le LHV du carburant est généralement exprimé enkWh/Nm3. Par conséquent, si l'apport énergétique au moteur est connu, le débit de gaz enm3/h peut être facilement calculé.
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