Centrale de Cogénération
Avec Polysun, il est possible de simuler et d’optimiser de manière réaliste des centrales de cogénération. Le logiciel aide les planificateurs et ingénieurs dans le dimensionnement cogénération pour des maisons individuelles, des immeubles collectifs et des installations industrielles. Les aspects techniques tels que la modulation de puissance, le rendement et les modes de fonctionnement pilotés sont pleinement pris en compte. Avec Polysun, il est possible de simuler des centrales de cogénération (BHKW, cogénération, co-générateurs).
Dimensionnement cogénération
Avec Polysun, il est possible de simuler des cogénérateurs. Les cogénérateurs fonctionnent selon le principe de la cogénération et servent à produire simultanément de l’énergie thermique et électrique. Les unités de cogénération sont principalement utilisées dans les solutions d’approvisionnement en énergie décentralisées pour les maisons mono et multi-familiales ainsi que pour les entreprises industrielles.
Modulation de puissance
Un grand nombre des cogénérateurs fonctionnent en mode marche/arrêt non modulable. Dès que le cogénérateur est sollicité par le système de contrôle, il monte en puissance jusqu’à un point de fonctionnement spécifique au cogénérateur et convertit l’énergie combustible fournie en énergie thermique et électrique dans un rapport fixe. En outre, il existe des modèles de cogénérateurs qui peuvent fonctionner avec une modulation de puissance dans une certaine plage. La modulation de puissance peut influencer positivement le comportement du cycle et la durée de fonctionnement, ce qui a un effet positif sur les intervalles de maintenance et la rentabilité.
La gamme de puissance de le cogénérateur respective peut être définie dans le catalogue par deux points de support, le point de fonctionnement maximal et minimal lié à la puissance du combustible fourni. La puissance consommée, le rendement thermique et le rendement électrique sont nécessaires pour chaque point d’interpolation. Si le cogénérateur ne peut pas fonctionner avec la modulation de puissance, les valeurs minimales et maximales doivent être entrées de la même manière.
Selon le choix de la modulation, le modèle calcule avec les données de puissance fixes ou interpole entre les deux points du support en fonction du besoin.
Type de fonctionnement
Un cogénérateur peut être exploité selon deux stratégies de régulation différentes : la régulation pour production de chaleur ou pour production d’électricité. Dans le mode de fonctionnement pour la production de chaleur, le cogénérateur fonctionne strictement en fonction de la demande de chauffage. L’énergie électrique libérée est soit utilisée pour couvrir l’autoconsommation, soit introduite dans le réseau externe. Dans le mode de fonctionnement pour la production d’électricité, le besoin en énergie électrique sert de variable de référence pour le fonctionnement du système. Toutefois, il doit être possible de garantir que la chaleur fournie puisse être prélevée à tout moment directement ou indirectement par des modules du réservoir. Si cela n’est pas garanti, la chaleur doit être refroidie à l’aide de dispositifs de refroidissement de secours. Cependant, cela a un effet négatif sur le taux d’utilisation global et doit être évité si possible. Une alternative intéressante est donc le mode de fonctionnement combiné. Dans ce cas, on cherche avant tout à couvrir le besoin thermique et, en même temps, on essaie de fournir le plus d’énergie électrique possible sans avoir à dissiper la chaleur excédentaire inutilisée dans l’environnement.
Le mode de fonctionnement des cogénérateurs peut être défini dans Polysun via le mode de réglage. Grâce au réglage programmable, le cogénérateur peut être exploitée en fonction de la demande de chauffage, du besoin en courant ou d’une combinaison des deux.
Réglage
Le composant du cogénérateur peut fonctionner à la fois avec le réglage du générateur de chaleur et avec le réglage programmable. Il convient de noter que le réglage par défaut de le réglage du générateur de chaleur est directement et exclusivement le mode de fonctionnement pour la production de chaleur. En option, il est possible de régler uniquement l’état ou en plus la puissance contrôlée du cogénérateur pour le mode de modulation correspondant. Il convient de noter qu’un cogénérateur ne peut être exploité en mode contrôlé que si les points de support ont été paramétrés en conséquence dans la base de données. Sinon, il ne pourra pas fonctionner en mode modulant malgré le réglage de la puissance régulée.
Dans le cas du réglage programmable, une autre sortie est disponible sous la forme du mode de réglage, qui peut être réglé au choix sur la valeur « 1 », fonctionnement pour la production de chaleur, ou la valeur « 2 », fonctionnement pour la production d’électricité. Comme précédemment, il faut régler à la fois l’état et la puissance contrôlée. Le mode de réglage définit si la puissance demandée est thermique (1) ou électrique (2). En conséquence, le modèle calcule les valeurs thermiques ou électriques à partir de la base de données. Le troisième mode de réglage est le mode « 0 ». Si cette option est active, le cogénérateur est exploitée de manière non modulante, même si elle pourrait en principe le faire. Cela permet d’examiner l’influence de la modulation.
Tableau: Options de réglage du cogénérateur
| Description | Valeur de réglage | Autres sorties de réglage | Description fonctionnelle |
| Puissance maximale fixe | 0 | – | Le cogénérateur fonctionne au niveau de puissance maximal. |
| Pour production de chaleur | 1 | „Puissance contrôlée générateur de chaleur“ | Si possible, le cogénérateur fournit la puissance thermique souhaitée via la valeur de réglage » Puissance contrôlée générateur de chaleur « . (Mode par défaut) |
| Pour production d’électricité | 2 | „Puissance contrôlée générateur de chaleur“ | Si possible, le cogénérateur délivre la puissance électrique souhaitée via la valeur de réglage » Puissance contrôlée générateur de chaleur « . |
Qu’entend-on par « simulation de centrale de cogénération » ?
Une simulation de centrale de cogénération est un modèle informatique permettant de prévoir la production d’électricité et de chaleur d’une centrale de cogénération sur une période définie (par exemple un an). Elle permet d’évaluer le comportement du système sous différents profils de charge, de calculer les rendements et d’estimer la rentabilité (coûts vs revenus).
Comment se déroule le calcul d’une centrale de cogénération pour un immeuble collectif ?
Lors de la simulation pour un immeuble collectif, la consommation annuelle de chaleur et d’électricité est d’abord analysée (profils de charge). Cela permet de déterminer le nombre d’heures de fonctionnement à pleine charge et la puissance électrique et thermique nécessaire pour que la centrale de cogénération soit correctement dimensionnée. L’objectif est de trouver un compromis optimal entre coûts d’investissement, rendement et autoconsommation d’électricité.
Comment le rendement d’une centrale de cogénération influence-t-il les résultats de simulation et les coûts ?
Le rendement électrique et thermique d’une centrale de cogénération détermine la quantité d’énergie obtenue à partir du combustible utilisé. Dans la simulation de cogénération, il influence directement les coûts du combustible, la production d’électricité et de chaleur, ainsi que la rentabilité et le temps de retour sur investissement. Des rendements plus élevés améliorent les indicateurs économiques mais sont souvent associés à des coûts d’investissement plus élevés.
Quels types de combustibles et variantes de modules doivent être pris en compte dans la simulation ?
Les planificateurs considèrent différents combustibles (gaz naturel, biogaz, bois, fioul) ainsi que différentes configurations de modules de cogénération (électrique/thermique), tailles et modes de fonctionnement. Le choix du combustible et du module influence fortement le rendement, les émissions et les coûts.
Comment Polysun calcule-t-il la rentabilité d’un système de centrale de cogénération simulé ?
Dans Polysun, la rentabilité d’une centrale de cogénération est calculée à partir des résultats détaillés de simulation. En plus des données techniques (quantité de chaleur et d’électricité produite), le logiciel prend en compte les coûts d’investissement, les coûts d’exploitation courants (combustible, maintenance) et les revenus liés à l’autoconsommation ou à l’injection sur le réseau. Les subventions peuvent également être intégrées. Grâce à des évaluations intégrées comme le temps de retour sur investissement, la valeur actuelle nette ou le coût spécifique de l’énergie, Polysun fournit une analyse transparente et fiable de la rentabilité pour différents scénarios de dimensionnement cogénération.