Présentation du Lycée Raspail

La micro cogénération permet à partir d'une source de chaleur (solaire, gaz,) de produire simultanément de la chaleur et de l'électricité. En règle générale ce type de machine est utilisé pour les applications domestiques. Les puissances vont de quelques centaines de watts à moins d'une dizaine de kilowatts.

Le lycée Raspail est équipé d'une micro cogénération qui permet comme le montre le schéma ci-dessous de chauffer des pièces d"un pavillon ou de produire de l'ECS (Eau Chaude Sanitaire).

Le principe de fonctionnement de la micro cogénération est l'utilisation d'un moteur Stirling (inventeur écossais 1816).

Il s'agit d'un moteur à combustion (chaudière gaz) dans lequel le fluide de travail (azote), qui actionne les pistons par simples dilatations et contractions thermiques successives, circule en circuit fermé.

On définit classiquement le cycle de Stirling comme étant un cycle fermé au cours duquel une certaine masse de fluide de travail subit une succession de quatre transformations thermodynamiques, soit deux transformations isothermes (à température constante) et deux transformations isochores (à volume constant). Ce cycle peut se représenter dans un diagramme thermodynamique

Le lycée Raspail est équipé d'une cogénération qui permet comme le système de la micro cogénération de produire simultanément de la chaleur et de l'électricité. Le moteur thermique est alimenté en gaz à une pression de 21 bars. Le moteur se présente comme celui d'une voiture (bougies, vis platinées, bobine, démarreur électrique, etc.).

Un circuit d'eau de refroidissement qui circule dans la culasse et les gaz d'échappement, permet par l'intermédiaire d'un échangeur à plaques de céder la chaleur dans le circuit secondaire que nous exploitons pour chauffer un local (aérotherme).

L'énergie mécanique est transformée en énergie électrique par entraînement d'un alternateur, qui nous délivre du triphasé avec une puissance de 22kW. Nous alimentons des résistances électriques sur un échangeur à plaques (primaire) et une boucle d'eau (secondaire) nous sert à chauffer un ballon d'ECS (Eau Chaude Sanitaire). De plus, le moteur du ventilateur de l'aérotherme est alimenté par l'alternateur de la cogénération.

La puissance de ces machines peut aller de quelques kilowatts jusqu'à quelques mégawatts.

Le rendement électrique des moteurs à gaz est compris entre 33 et 40%. Le rendement thermique varie de 40 à 55%, ce qui conduit à un rendement global pouvant aller jusqu’à 90%.

Les capteurs photovoltaïques sont installés sur une des terrasses la plus au sud du bâtiment

L'électricité est produite en courant continu par les capteurs, puis transformée en courant alternatif par un appareil électronique appelé onduleur.

Ce courant alternatif est identique à celui qui circule sur le réseau et peut :

– Soit être consommé sur place, si des consommations sont en cours

– Soit être injecté sur le réseau pour être consommé par les utilisateurs les plus proches si les

consommations du site sont insuffisantes. L'électricité empruntant toujours le chemin le plus cours,

c'est le consommateur le plus proche qui est alimenté par le système photovoltaïque : le producteur

est ainsi le premier bénéficiaire de l'électricité produite.

Les consommations électriques sont alimentées comme auparavant, à ce détail près qu'en période

d'ensoleillement une partie de l'électricité consommée provient du système photovoltaïque.

L'électricité produite et injectée sur le réseau est comptabilisée par un compteur de production

électrique préalablement installé par EDF (ou la régie) et est achetée à un tarif fixé par contrat.