Production d’électricité
Le premier usage énergétique produit par AURAGEN est de l’électricité. La quantité d’électricité produite dépend du rendement du cycle qui est expliqué ci-dessous.
La production d’électricité :
rendements énergétiques par gamme de température récupérée
Lorsque la valorisation thermique directe d’une source chaude (qu’elle soit fatale ou non) n’est pas possible, la conversion de la chaleur en d’autres usages énergétiques, notamment en électricité, repose majoritairement sur des cycles thermodynamiques, bien que des technologies de conversion directe, telles que les modules thermoélectriques ou les systèmes thermophotovoltaïques, existent, avec des niveaux de maturité et de rendement plus limités.
Les cycles thermodynamiques les plus couramment utilisés pour valoriser la chaleur industrielle comprennent le cycle de Rankine, le cycle ORC (Organic Rankine Cycle) et le cycle de Brayton, chacun permettant de transformer l’énergie thermique en travail mécanique puis en électricité.
Le premier vecteur énergétique produit
En premier lieu, AURAGEN produit de l’électricité.
Le premier usage énergétique produit par AURAGEN est de l’électricité. La quantité d’électricité produite dépend du rendement du cycle.
La source froide est produite avec un cryogénérateur Stirling (composant ORBEM) dont le COP est de l’ordre de 2. De ce fait, pour le cycle de Rankine, la source froide est à la température de liquéfaction de l’azote 77°K (ou du néon 27°K).
Avec les récupérations d’énergie, il ne reste que l’énergie de liquéfaction du fluide moteur d’AURAGEN à produire. Avec un COP de 2, l’énergie mécanique (électrique) à fournir au Cryogénérateur Stirling pour liquéfier le fluide moteur, est 2 fois moins importante que ce qui est requis.
AURAGEN, ORBEM, TURBOGEN
Des rendements énergétiques par gamme de température récupérée
Les températures de condensations des gaz sont les suivantes :
• Vapeur d’eau (0°C = 273,15°K),
• Azote (-196°C = 77°K)
• Néon (-246°C = 27°K)
• Hydrogène (-253°C = 20°K)
Voici le calcul du rendement de Carnot pour chaque gaz utilisé selon la formule :
1- (Tf/Tc)
(Tf = température source froide et Tc = température source chaude)
Équivalent mathématiquement à : (Tc – Tf) / Tc
En se basant sur le même écart de température entre la source chaude et la source froide (à savoir 496°K) pour une utilisation du cycle de Rankine avec les différents fluides moteurs, le tableau suivant permet de montrer que les rendements s’améliorent au fur et à mesure qu’on descend la température de la source froide.
La 1e gamme de turbine d’AURAGEN
Elle sera de 200 à 800 kW, on conserve une source chaude à 20°C, pour atteindre 800 kW de puissance de turbine, le débit de gaz d’entrée passe de 1,2 kg d’azote/seconde à 4,8 kg d’azote/seconde.
Enfin, si la production de chaleur fatale n’est pas constante, elle peut être lissée par des panneaux solaires thermiques, avec stockage de chaleur, afin de maintenir une production électrique constante en face de la demande.
À l’aide de panneaux solaires thermiques, sur 1 hectare de terrain (1 ha = 10 000 m2), AURAGEN peut produire jusqu’à 750 kWe par hectare de terrain et par jour, soit 18 000 kWh par jour.
A noter que le stockage thermique est là pour garantir une production permanente jour et nuit, 365 jours/an.
EOSGEN
L'énergie, c'est la flamme qui nous anime.