La production combinée de chaleur et d'électricité (CHP) est déjà utilisée à grande échelle dans le commerce et l'industrie. La technologie se retrouve désormais de plus en plus fréquemment dans les ménages privés. Découvrez ici l'efficacité des systèmes et les avantages qu'ils apportent aux particuliers.
Le principe de la chaleur et de l'énergie combinées est basé sur un processus thermodynamique dans lequel l'énergie utilisée est convertie en énergie mécanique ou électrique et en chaleur utilisable. La chaleur produite parallèlement à la production d'électricité est ensuite utilisée pour le chauffage et le traitement de l'eau chaude ou, par exemple, dans l'industrie pour les processus de production.
La production combinée de chaleur et d'électricité a un grand potentiel et est considérée comme une solution d'avenir pour la maison. Parce que la plupart de l'énergie utilisée dans les centrales électriques conventionnelles reste inutilisée. Souvent, seulement 38% de l'énergie utilisée vous parvient. Les systèmes combinés de chaleur et d'électricité, que vous installez simplement dans votre sous-sol, atteignent un degré d'efficacité beaucoup plus élevé. Au final, vous pouvez utiliser environ 80 à 90% de l'énergie primaire, tout en contribuant à la réduction des gaz à effet de serre.
Voici comment fonctionne la production combinée de chaleur et d'électricité d'une centrale de cogénération
Les principaux composants d'une unité combinée de chaleur et d'électricité (CHP) sont: un moteur ou une pile à combustible, un générateur synchrone pour produire de l'électricité et un échangeur de chaleur pour récupérer l'énergie thermique des gaz d'échappement, de la chaleur résiduelle du moteur et du circuit d'huile. En outre, divers dispositifs de commutation et de commande électriques sont nécessaires pour la distribution de puissance ou pour la gestion du moteur et un dispositif hydraulique pour la distribution de chaleur. Dans le domaine du chauffage des locaux, le système de cogénération est complété par une chaudière de pointe et un accumulateur de chaleur.
Le moteur entraîne le générateur et fournit ainsi de l'électricité. La chaleur perdue qui s'accumule dans le bloc moteur est ensuite utilisée pour chauffer l'eau de chauffage via un échangeur de chaleur. L'énergie contenue dans les gaz d'échappement peut être utilisée, par exemple, pour générer de la vapeur ou comme échangeur de chaleur pour chauffer l'eau domestique.
Bon à savoir: Les systèmes combinés de chaleur et d'électricité peuvent être basés sur différentes technologies: les turbines à vapeur, les turbines à gaz, les moteurs à combustion et les moteurs à vapeur ainsi que les moteurs Stirling, les systèmes ORC ou les piles à combustible sont des options d'entraînement. Des différences peuvent alors être observées, par exemple, en relation avec la puissance et le rendement global.
Selon le type de système, tous les carburants avec un contenu énergétique minimal peuvent être utilisés pour les systèmes de cogénération. Ceux-ci comprennent les gaz, les charbons, les huiles minérales, la biomasse solide et liquide et les déchets.
L'électricité produite peut être utilisée directement ou injectée dans le réseau public. Cependant, l'utilisation directe est plus énergique et donc plus sensée d'un point de vue financier et écologique.
Centrales combinées de chaleur et d'électricité pour les ménages privés
En raison de l'expérience positive des systèmes de cogénération dans l'industrie et le commerce, de nombreux fabricants produisent également des systèmes dits mini-cogénération qui atteignent une puissance électrique allant jusqu'à 20 kilowatts. Jusqu'à présent, il n'existait que des unités avec des sorties électriques adaptées aux grands immeubles résidentiels jusqu'aux immeubles à appartements ou aux petites entreprises. On espère que cela rendra la production combinée de chaleur et d'électricité intéressante pour les ménages privés. Parce que les petites centrales électriques de la maison génèrent de la chaleur et de l'électricité de manière très efficace sans d'énormes pertes de transmission, comme c'est le cas avec les grandes centrales électriques.
L'initiative nationale de protection du climat du gouvernement fédéral prévoit de réduire le CO 2-Réduire les émissions d'au moins 40%, c'est pourquoi il existe désormais une subvention à l'investissement pour tous ceux qui achètent un système de cogénération.
À l'origine, on espérait augmenter la production d'électricité à partir des systèmes de cogénération à 110 térawattheures d'ici 2020 et à 120 térawattheures d'ici 2025 - l'objectif pour 2020 était déjà atteint en 2016.
- Programme d'impulsion Mini-CHP: financement de base et bonus
Si vous remplissez les conditions de financement, vous pouvez demander ce que l'on appelle un financement de base. Le financement est fourni sous la forme d'une subvention unique, dont le montant est déterminé comme suit en fonction de la zone de service:
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Puissance min. |
Puissance maximum |
Montant du financement par kW el |
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> 0 kW el |
<= 1 kW él |
1 900 euros |
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> 1 kW él |
<= 4 kW él |
300 euros |
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> 4 kW el |
<= 10 kW él |
100 euros |
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> 10 kW él |
<= 20 kW él |
10 euros |
En plus de la subvention de base, il existe également des primes pour «efficacité thermique» et «efficacité électrique». Renseignez-vous sur les programmes de subvention CHP dans votre état.
- Coût d'un système de cogénération
En tant qu'inconvénient des systèmes micro ou nano CHP, les coûts d'acquisition des systèmes sont souvent mentionnés. Ceux-ci sont généralement deux fois plus élevés qu'avec les chaudières classiques et se situent entre 15 000 et 30 000 euros. Il est préférable de considérer la règle empirique suivante pour les coûts: plus un système peut produire d'électricité, plus les coûts d'investissement par puissance électrique installée sont bas. Un grand système est plus cher, mais aussi plus efficace. Pour qu'une telle centrale vaille la peine pour votre maison, vous devez donc la faire fonctionner le plus d'heures possible par an - à titre indicatif, on nous donne généralement entre 3 500 et 5 000 heures.
Conseil: un petit système avec de longues durées de fonctionnement est plus économique qu'un système trop grand et fonctionnant de manière irrégulière.
Avant de vous décider sur une centrale combinée de chaleur et d'électricité, il est important d'effectuer un calcul de rentabilité. Veuillez noter les frais de raccordement pour l'électricité et l'eau, les frais d'acquisition, l'intégration dans le circuit de chauffage, les frais des composants supplémentaires et tous les autres travaux. Précisez également au préalable si vous utiliserez vous-même l'électricité produite. Si vous avez besoin d'aide, il est préférable de contacter un conseiller en énergie.
Unités combinées de chaleur et d'électricité pour Your-Best-Home.net
Les petits systèmes de cogénération avec une puissance électrique d'environ un kilowatt (kW) sont les mieux adaptés aux maisons individuelles. Les appareils qui génèrent plus de cinq kilowatts sont mieux utilisés dans les immeubles à appartements. Ils sont généralement associés à une chaudière supplémentaire.
Compensation de l'électricité produite?
Dans le cas des systèmes de cogénération fonctionnant avec des combustibles fossiles tels que le gaz naturel ou le mazout, la loi sur la cogénération réglemente la rémunération. Les systèmes qui nécessitent des combustibles renouvelables tels que le biogaz, l'huile de colza ou le bois reçoivent généralement un bonus plus élevé que les combustibles fossiles et sont rémunérés selon les règles de la loi sur les sources d'énergie renouvelables (EEG).