SOCIETE DE TECHNIQUES INDUSTRIELLES
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.:: Cogénération et couplage de réseaux d'energies

SDTI est une société de conseil en énergie et développement durable pour l’industrie. SDTI intervient en conseil stratégique, en accompagnement à l'innovation et aux projets ainsi qu'en tant qu'expert et formateur sur ces sujets.

 La cogénération (ou « co-génération ») est un principe de production simultanée de deux énergies différentes dans le même processus. Le cas le plus fréquent est la production d'électricité et de chaleur, la chaleur étant issue de la production électrique ou l'inverse. Au sens plus large, l'énergie électrique peut être remplacée par l'énergie mécanique. Ces systèmes sont à haut rendement (de 80 % à 90 % en général) bien que le sens de ce rendement doit être considéré avec précaution.
Un cogénérateur valorise l'énergie produite, thermique ou autre, qui est habituellement considérée comme un déchet.

Dans un réseau électrique la puissance demandée (charge) doit être à tout instant égal à la puissance fournie. Si la demande en puissance augmente brusquement, cela se traduit dans un premier temps par une baisse de fréquence du réseau (penser à une perceuse qui peine : le moteur ralenti et sa fréquence de rotation diminue). L’opérateur du réseau agit pour compenser cette brusque demande de puissance en injectant, s’il pilote une centrale à combustibles fossiles, du combustible de la même manière qu’un automobiliste appuie sur l’accélérateur en côte s’il veut garder sa vitesse constante. Réciproquement, si la demande diminue alors que la puissance fournie reste constante, la fréquence augmente. Si l’on fait un trou dans le béton avec une perceuse qui peine, le régime du moteur augmente lorsque retire le foret du trou et qu’il tourne à vide. Il faut donc retenir :

Augmentation de la demande de puissance = diminution de la fréquence

Diminution de la demande de puissance = augmentation de la fréquence

Les décalages en fréquence sont donc une indication, à un instant donné, de l’écart entre l’offre et la demande de puissance. Il faut que ces variations de fréquence restent dans des limites raisonnables sinon le réseau disjoncte et on a un black out qui peut priver plusieurs millions de personnes d’électricité.

La fréquence d’un réseau doit être constante pour plusieurs raisons :

  • Pour un bon fonctionnement des moteurs alternatifs (machines à laver, outils, etc.)
  • Pour certains systèmes électroniques où la fréquence est utilisée pour l’horloge
  • Pour les transformateurs qui peuvent ne plus fonctionner si la fréquence est trop différente.
  • Pour les auxiliaires des centrales électriques. Ceux-ci alimentent la centrale en air, eau, combustible, etc. Une baisse de fréquence diminue la vitesse d’alimentation alors qu’au contraire on a besoin de qu’elle augmente pour faire remonter la fréquence.

On constate que la demande électrique d’une maison individuelle, par exemple, varie fortement en fonction du temps. Aux heures creuses on va avoir besoin d’une puissance de quelques centaines de watts alors que pour certaines heures et certains usages on aura besoin d’une dizaine de kW. Si l’on regarde la courbe de consommation de nombreux utilisateurs on constate qu’elle est beaucoup plus lisse que celle d’un consommateur individuel.

Un réseau sera d’autant plus stable qu’il comprendra un grand nombre d’utilisateurs et qu’il sera interconnecté. Des générateurs intermittents (éolien ou photovoltaïque) placés près du particulier ne sont pas intéressants pour le réseau sauf s’ils disposent eux-mêmes d’un système de stockage. On peut moduler la puissance demandée et augmenter le lissage de la consommation avec des tarifs favorisant la consommation en heures. Ainsi, en France, les cumulus permettent de consommer de l’électricité aux heures creuses pour chauffer de l’eau qui sera utilisée aux heures de pointes.


 
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