Solution

Micro et mini-cogénération

Mis à jour le

Produits constitutifs et fonctionnement de la solution

Produits constitutifs

 Mini et micro-cogénération

Module de mini/micro-cogénération

Principe de fonctionnement de la solution

Un système de cogénération permet, à partir d’une unique source d’énergie primaire, la production simultanée d’une énergie thermique et d’une énergie mécanique.

Un système de cogénération est composé :

  • D’un module de cogénération
  • D’un appoint thermique
  • D’un raccordement électrique du module de cogénération au réseau électrique

Pour plus de détails sur les éléments constitutifs du module de cogénération, veuillez consulter la fiche Produit associée.

Les productions thermique et électrique d’un cogénérateur sont toutes deux valorisables :

  • D’une part pour le chauffage des locaux et/ou la production d’ECS
  • D’autre part pour la consommation électrique (autoconsommation) ou la revente sur le réseau de l’électricité produite

 

Utilisation de la production thermique dans les bâtiments:

Après échanges avec les différents circuits du moteur (eau de refroidissement, huile moteur et produits de combustion), l’eau du circuit secondaire atteint une température maximale de 90°C. Cette production thermique du cogénérateur peut donc être utilisée :

  • Soit pour le chauffage des locaux
  • Soit pour le chauffage des locaux et pour la production d’ECS)
  • Plus rarement, pour la production d’ECS uniquement
Utilisation de la production électrique dans les bâtiments : 

La production électrique d’un cogénérateur peut être utilisée pour répondre aux besoins en électricité du bâtiment. On parle alors d’autoconsommation. La production électrique peut également être revendue sur le réseau. La puissance de la production électrique (supérieure ou inférieure à 36 kVA) est le principal critère pour décider du mode de valorisation de l’électricité produite. Dans le contexte actuel, la revente de l’électricité produite nécessite un compteur supplémentaire ainsi qu’un abonnement complémentaire.

Valorisation de la production électrique: autoconsommation et/ou revente 

A ce jour, quatre principales possibilités de valorisation de l’électricité produite existent :

  • Autoconsommation totale (sans réinjection sur le réseau),
  • Autoconsommation avec réinjection sans revente sur le réseau du surplus de production,
  • Autoconsommation avec réinjection et revente sur le réseau du surplus de production,
  • Revente de la totalité de l’électricité produite.

Le choix de la logique de valorisation électrique est avant tout déterminé par la gamme de puissance du module de cogénération et, dans le cas de revente, par le cadre des contrats de revente. Deux cas existent, selon que la puissance du module est inférieure ou supérieure à 36 kVA.

En dessous d’une production électrique de 36 kVA, tous les modes de valorisation sont possibles :

  • Dans le cas de la revente du surplus de production, le contrat PI01 (petites installations) doit être souscrit.
  • Dans le cas d’une revente totale de l’électricité produite, le contrat de rachat C13 doit être souscrit. Il implique une production électrique continue durant l’hiver tarifaire (de novembre à mars, soit 3623 heure par an).

Pour cette gamme de puissance, les gains financiers envisageables sont souvent trop faibles au regard des contraintes liées à ces contrats (seconde ligne, abonnement spécifique, démarches administratives, …). Les modules de puissance inférieure à 36 kVA sont ainsi généralement raccordés en autoconsommation sans revente (avec ou sans réinjection).

Au-dessus d’une production électrique de 36 kVA, le contrat de rachat C13 est le seul contrat de revente possible. Ainsi, les choix de valorisation possibles sont l’autoconsommation sans revente du surplus ou la revente de la totalité de la production.

Le choix entre ces deux modes de valorisation peut être effectué en fonction du rapport entre le besoin de chaleur et le besoin électrique sur la saison de cogénération (période hivernale considérée sur le contrat de rachat C13).

Ce choix peut également être effectué en considérant la couverture du besoin thermique par le module de cogénération souhaité (voir fiche Produit -Dimensionnement). Si le module est prévu pour couvrir une base thermique constante en hiver, le contrat de rachat C13 est plus indiqué. Si le module est destiné à couvrir une part plus importante du besoin thermique, l’autoconsommation est à retenir.

Les tableaux ci-dessous synthétisent les différents modes de valorisation de la production électrique à privilégier en fonction de la puissance du module de cogénération.

Diagramme de détermination de la logique de valorisation électrique en fonction de la puissance électrique du module
Diagramme de détermination de la logique de valorisation électrique en fonction de la puissance électrique du module
Tableau synthétique des différents modes de valorisation de la production électrique
Tableau synthétique des différents modes de valorisation de la production électrique
Les modes de régulation

Différents modes de régulation (c’est-à-dire de pilotage du régime moteur) peuvent être appliqués sur un module de cogénération :

  • Régulation sur le besoin thermique
  • Régulation sur le besoin électrique

La régulation sur le besoin thermique consiste à réguler le moteur en fonction de la demande en chaleur du bâtiment. Dans ce cas, la production d’électricité est une conséquence de la production de chaleur.

Fonctionnement d’une régulation basée sur le besoin thermique (courbe du besoin thermique en fonction du temps).
Fonctionnement d’une régulation basée sur le besoin thermique (courbe du besoin thermique en fonction du temps).

La régulation électrique consiste à :

  • Mettre en fonctionnement le module de cogénération lors de la détection d’un besoin thermique.
  • Réguler le module de cogénération sur les besoins électriques du bâtiment. La production de chaleur n’est alors qu’une conséquence de la production électrique.
  • Stopper le module de cogénération lorsque le besoin thermique ou électrique est inférieur à la limite basse de la plage de modulation du module de cogénération.
Fonctionnement d’une régulation basée sur le besoin électrique (courbe du besoin thermique en fonction du temps).
Fonctionnement d’une régulation basée sur le besoin électrique (courbe du besoin thermique en fonction du temps).

Le mode de fonctionnement constant, associé au cas de la revente totale de l’électricité produite (contrat C13) est amené à disparaître avec l’arrivée des nouvelles dispositions de raccordement (contrat C16). Dans ce mode de fonctionnement, présent sur d’anciennes installations, le module de cogénération est dimensionné pour fonctionner 95 % du temps et n’est modulé ni en fonction des besoins thermiques, ni en fonction des besoins électriques du bâtiment.

Solution adaptée à différents types de bâtiments

Bâtiments culturels, sportifs et de loisirs

La solution mini-cogénération est adaptée aux établissements culturels, sportifs et de loisirs, pour lesquels les besoins thermiques (chauffage principalement, mais également production d’ECS dans les salles multisports, parcs et établissements aquatiques) sont importants et relativement constants tout au long de l’année. Si les besoins électriques sont quant à eux très cycliques, les solutions de cogénération sont des produits innovants et énergétiquement exemplaires, tout à fait adaptés à des projets souvent publics et vecteurs d’image d’innovation pour les élus maîtres d’ouvrage. En outre, le coût d’investissement d’un module de cogénération est bien souvent dérisoire devant le coût total du projet.

Un tel établissement privilégiera un système de fonctionnement constant, et pourra envisager une revente partielle de l’électricité produite sur le réseau.

 

Etablissements de santé

C'est aussi une solution adaptée aux établissements de santé. Les établissements de santé requièrent une température de chauffage supérieure à 19 °C et une garantie de confort en hiver très importante, qui justifient le recours à une solution de micro ou mini cogénération. Un tel établissement privilégiera un système de fonctionnement constant et pourra envisager une revente de l'électricité produite sur le réseau.

 

Atouts

Pour le maître d’ouvrage

  • Très bon positionnement RT 2012 : la production d’électricité est prise en compte dans le calcul du Cep en déduction des postes consommateurs (chauffage, refroidissement, ECS, auxiliaires, éclairage)
  • Large gamme de produits (de 5 kWe à 250 kWe)
  • Installation facilitée en chaufferie grâce à des modules « plug and heat »
  • La micro et mini cogénération favorise l’obtention des labels de performance énergétique (Effinergie, Bepos)
  • Vecteur d’innovation et d’exemplarité énergétique

Pour l'utilisateur

  • Factures énergétiques réduites grâce à l’auto-consommation ou la revente d’électricité  
  • Production d’électricité au moment opportun (en phase avec les besoins électriques cycliques des établissements de loisirs)
  • Possibilité d’assurer un secours électrique (ascenseurs, éclairages des communs, ...)

 

Points de vigilance

  • Le contrat de raccordement au réseau électrique est à prévoir très en amont de la mise en service
  • Le contrat d’obligation d’achat C13 est à privilégier pour les grosses cogénérations
  • Le contrat d’obligation d’achat PI01 est dédié à la micro cogénération (puissance électrique < 36 kVA)
  • Deux conduits d’évacuation des produits de combustion (un pour le module de cogénération, l’autre pour l’appoint) sont nécessaires
  • Les coûts de maintenance sont conséquents

Saisie dans l’outil RT 2012

La micro/mini-cogénération est intégrée dans la méthode de calcul Th-BCE de la RT 2012. Des fiches d’aide à la saisie sont disponibles en téléchargement.

Téléchargez la fiche de saisie RT 2012 de la micro et mini cogénération - BBS Slama
Téléchargez la fiche de saisie RT 2012 de la micro et mini cogénération - Perrenoud

Indication tarifaire

Le prix fourni-posé d’un système de cogénération varie de 7 000 €/kWe pour les petits systèmes à 1 800 €/kWe pour les systèmes plus puissants.

A titre d’exemple, le prix d’un module fourni-posé est d’environ 50 000 € HT pour une puissance de 7,5 KWe à environ 350 000 € HT pour une puissance de 250 kWe.

Votre avis sur cet article
Notez cet article :
Note moyenne :2 notes
5/5
Déposez un commentaire
Votre adresse email ne sera pas rendue publique, mais elle permettra à Cegibat de vous recontacter en cas de besoin.
* Champs obligatoires
** Toute validation est définitive, vous ne pourrez pas rééditer votre commentaire.
1 commentaire sur cet article
Par Doume3, le 23/10/2016 à 22:32
comparaison économique
Un groupe de cogénération de 7,5 kWe va consommer sensiblement 25 kW(PCI) de gaz et produire 12 kW de chaleur car on ne récupère pas tout (air de refroidissement de l'alternateur (8 kW), rayonnement des pièces chaudes(3 kW), non condensation et température élevée des gaz d'échappement (2+1 kW)...) Alors que ces 12 kW de chaleur peuvent être produits par 11 kW(PCI) de gaz dans une chaudière à condensation. Les 14 kW de différence sont à comparer à 5 kW d'électricité. A 5cts le kW.h gaz et 15 cts le kW.h électricité ça revient au même sauf qu'il y a au moins 10 fois plus à investir dans un cogénérateur que dans une chaudière à condensation... Conclusion: j'économise l'investissement et j'achète du gaz pour mon chauffage dans une chaudière et de l'électricité pour mes autres besoins.