Energie gratuite par recyclage Production électrique par chaleur industrielle perdue

Rédacteur: Gilles Bordet

>>La chaleur résiduelle des procédés industriels est fréquemment perdue. Ces potentiels énergétiques inutilisés ne demandent qu'à être exploités. Dans la cadre d'un projet de recherche conjoint, l'Université de Bayreuth, l'Institut de Technologie de Bavière orientale Amberg-Weiden et la société Deprag Schulz & CO ont développé un nouveau type de mini-centrale ORC (Organic Rankine Cycle), – financé par la Fondation bavaroise pour la recherche.

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Le générateur à turbine GET de DEPRAG offre une solution compacte, efficace, simple etextrêmement bon marché.
Le générateur à turbine GET de DEPRAG offre une solution compacte, efficace, simple etextrêmement bon marché.
(Image : Deprag)

Cette centrale permet aux entreprises partenaires du projet de convertir efficacement leurs flux de chaleur résiduelle en énergie électrique.

L'idée sous-jacente est la suivante : "Dans de nombreux processus industriels, les gaz de processus s’évaporent inutilement dans l’atmosphère. Le point de départ était de rendre ces gaz utilisables pour la production d'électricité", explique le directeur de Deprag Dr.-Ing. Rolf Pfeiffer. La récupération d’énergie issue des gaz de processus n’est pas quelque chose de nouveau. "En revanche, ce qui est nouveau, c'est qu'avec notre développement au sein d'une petite centrale de récupération d'énergie compacte et décentralisée, il est possible de convertir en électricité même de petites quantités d'énergie résiduelle dans une gamme de puissance de 3 à 120 kW." Si le potentiel énergétique inexploité ne se présente pas sous forme de pression, mais sous forme de chaleur, il faut avoir recours à un circuit fermé séparé, par exemple un processus ORC (Organic Rankine Cycle). Sur cette base, les trois partenaires du projet ont développé une installation ORC expérimentale qui a été assemblée et testée au Centre de technologie de l'énergie de l'Université de Bayreuth.

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Afin de présenter les résultats du projet de recherche, un événement d'information a été organisé à l'Université de Bayreuth, en collaboration avec Deprag. Ce jour-là, les participants ont eu l'occasion unique de visiter l'unité ORC en cours de production, de découvrir les processus et d'en apprendre plus sur le générateur à turbine GET intégré.

Le générateur à turbine GET de Deprag

Une unité compacte, composée d’une microturbine à expansion et d’un générateur électrique, produit de l’électricité à partir de gaz. Sans l'armoire de commande électrique qui l’accompagne, le générateur à turbine n’est pas beaucoup plus gros qu'une boîte à chaussures et peut être décentralisé à l’endroit où la haute pression du gaz est ramenée à une pression plus basse. Jusqu’ici, l’énergie de pression alors libérée ne servait que rarement à produire du courant, et un potentiel énergétique précieux s’évaporait inutilement.

Très innovant, le générateur à turbine GET de Deprag transforme l’énergie contenue dans le fluide de production en électricité. Le gaz pénètre dans la turbine, où il est "compressé" par des gicleurs et accéléré, libérant son énergie. Au sein du générateur, l’énergie cinétique est transformée en énergie électrique. Au cœur de ce système innovant, la turbine et le générateur électrique constituent une unité compacte partageant un même arbre. Résultat : La rotation de la turbine entraîne le rotor du générateur.

Le générateur à turbine GET est disponible au format 5 kW, 25 kW, 50 kW et 120 kW et est configuré individuellement pour chaque processus. La conception fluidique et la construction du générateur à turbine exigent la définition de paramètres de processus spécifiques : type de source d'énergie, pression d'entrée et de sortie, débit massique et températures d'entrée et de sortie. En outre, les professionnels de Deprag ont besoin d’une description précise de l'application et du processus souhaités.

Le générateur à turbine GET peut être utilisé à la fois au sein d'un processus ouvert et fermé. Il peut être conçu pour différentes sources d'énergie, telles que l'air comprimé, le gaz naturel, le CO2, la vapeur d'eau, le cyclopentane, le pentafluoropropane (R245fa) ou le SES36. La centrale ORC expérimentale de Bayreuth exploite par exemple du cyclopentane. Dr. Rolf Pfeiffer : "Notre système de récupération s’adapte à de nombreuses applications, qu'il s’agisse de convertir directement les gaz d'un processus industriel ou d’exploiter indirectement les chaleurs résiduelles inutilisées via l'intégration de notre unité GET au sein d'un processus ORC."

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