Centrale thermique de type bloc (CHP) pour la maison unifamiliale

La production combinée de chaleur et d’électricité (CHP) fait référence à la production simultanée d’électricité et de chaleur. Pour que cela fonctionne, une centrale de cogénération (également connue sous le nom de centrale de production combinée de chaleur et d’électricité ou BHKW) utilise la chaleur résiduelle générée lors de la production d’électricité pour le chauffage. Le principe est utilisé dans les centrales de production combinée de chaleur et d’électricité ainsi que dans les bâtiments résidentiels et permet des rendements plus élevés que la production séparée de chaleur et d’électricité. Les propriétaires privés produisent eux-mêmes leur électricité avec ce que l’on appelle une mini-cogénération, ce qui leur permet d’économiser beaucoup d’argent, de se rendre indépendants des grandes entreprises et de protéger l’environnement. Seulement jusqu’à fin 2020 il y a aussi des subventions élevées pour la technologie.

la navigation

1. Qu’est-ce qu’une centrale de production combinée de chaleur et d’électricité ?

2. Types de centrales de production combinée de chaleur et d’électricité

3. Avantages et inconvénients des systèmes CHP

4. Comment fonctionne une centrale de cogénération ?

5. Coûts d’une centrale de production combinée de chaleur et d’électricité

6. Financement BAFA pour les mini-systèmes de cogénération

7. Ceci doit être pris en compte dans les centrales de production combinée de chaleur et d’électricité

Sommaire

Qu’est-ce qu’une centrale de cogénération ?

Les centrales de production combinée de chaleur et d’électricité sont des systèmes de chauffage utilisés pour produire de l’énergie électrique et de la chaleur. Ils utilisent le principe de la cogénération et produisent de l’électricité que les propriétaires peuvent utiliser eux-mêmes.

Vue d’ensemble des technologies de cogénération : Types de centrales de production combinée de chaleur et d’électricité

Les technologies suivantes sont disponibles sur le marché pour les maisons unifamiliales et multifamiliales :

Centrale de cogénération au gaz : Comme le moteur d’une voiture diesel, le moteur CHP alimenté au gaz naturel convertit également l’énergie chimique en énergie mécanique par combustion interne. L’énergie cinétique entraîne un générateur, qui à son tour produit de l’électricité. Dans le même temps, les échangeurs de chaleur tirent leur énergie thermique des gaz d’échappement chauds et de la chaleur résiduelle du moteur. Ils transfèrent la chaleur à l’eau de chauffage et la rendent ainsi utilisable pour le chauffage des locaux et/ou la préparation d’eau chaude. L’efficacité de la production d’électricité est de 10 à 30 %. La génération de chaleur atteint également des valeurs de 60 à 75 %.

Moteur Stirling : Une cogénération Stirling convertit la chaleur d’une source d’énergie externe en énergie mécanique. Ceci est rendu possible par un gaz qui est chauffé et refroidi à plusieurs reprises dans une pièce fermée. Il réagit au changement de température avec un volume fluctuant, entraînant ainsi un piston générateur d’électricité. La chaleur résiduelle et perdue peut également être utilisée ici avec des échangeurs de chaleur pour chauffer l’eau de chauffage pour le chauffage des locaux et la préparation d’eau chaude. Alors que l’efficacité de la production d’électricité dans ces centrales de production combinée de chaleur et d’électricité se situe entre 12 et 15 %, la production de chaleur atteint des résultats d’environ 85 %.

Réchauffeur de pile à combustible : Les piles à combustible permettent à l’hydrogène et à l’oxygène de réagir entre eux de manière contrôlée pour générer de l’électricité et de la chaleur. Alors que l’hydrogène peut être produit avec un électrolyseur à partir de l’énergie solaire excédentaire, de nombreux systèmes génèrent la source d’énergie à partir de gaz naturel ou de gaz liquide. L’avantage du chauffage par pile à combustible est le rendement élevé côté courant de plus de 40 %. Ils garantissent un rendement électrique élevé et garantissent que le système de chauffage à pile à combustible peut également être utilisé de manière judicieuse dans les bâtiments à faible besoin de chaleur. Parmi les différents types de piles à combustible, la SOFC (pile à combustible à oxyde solide à haute température avec des matériaux céramiques) s’est imposée comme particulièrement prometteuse.

Centrale de cogénération à granulés : Une mini centrale de production combinée de chaleur et d’électricité pour pellets brûle du bois pressé bon marché et climatiquement neutre pour produire de l’électricité et de la chaleur. Cela est possible, par exemple, avec un moteur Stirling, qui atteint une efficacité de 80 à 90 % lors du chauffage. Cependant, le système nécessite plus d’espace dans la maison pour stocker le combustible qu’une unité de cogénération fonctionnant au gaz naturel.

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En savoir plus sur les différentes centrales de production combinée de chaleur et d’électricité telles que les mini, micro et nano centrales de production combinée de chaleur et d’électricité

Avantages et inconvénients des centrales de production combinée de chaleur et d’électricité et des systèmes de cogénération

avantages	Désavantages
efficacité globale élevée	Coûts d’acquisition élevés
Économies importantes d’énergie et de CO2 par rapport à la production séparée	Lors du fonctionnement avec des combustibles fossiles, les émissions sont relativement élevées -> le fonctionnement avec des combustibles régénératifs tels que le bois est recommandé
bilan écologique positif grâce à l’utilisation de l’électricité et de la chaleur directement là où elles sont produites et nécessaires	économique uniquement s’il y a un besoin de chaleur relativement élevé et continu
conception compacte et peu encombrante pour le sous-sol
Tarif de rachat et subventions élevées disponibles jusqu’à fin 2020

Comment fonctionne une centrale de cogénération de chaleur et d’électricité ?

La vidéo vous montre comment fonctionne une centrale de production combinée de chaleur et d’électricité. En savoir plus sur les composants individuels et sur leur interaction dans l’ensemble du système.

https://www.youtube.com/watch?v=L24fMhCq7Rk Votre navigateur ne prend pas en charge les iframes ou les paramètres empêchent l’affichage des iframes. Le contenu peut être trouvé sur la page suivante : https://www.youtube.com/embed/L24fMhCq7Rk.

Source : Q:marketing – Youtube.com

Coût d’une centrale de production combinée de chaleur et d’électricité

Les petites centrales de production combinée de chaleur et d’électricité d’une puissance électrique allant jusqu’à 10 kilowatts coûtent actuellement entre 12 500 et 30 000 euros. Outre le principe de fonctionnement (combustion interne, moteur Stirling ou pile à combustible), des facteurs tels que l’efficacité, le niveau sonore et l’entretien sont déterminants pour le prix de l’appareil.

Important à savoir c’est qu’en plus des frais d’acquisition, il y a aussi d’autres dépenses. Cela crée également :

Frais d’installation et de mise en service
Coûts des chaudières de stockage thermique et de charge de pointe
Coûts d’entretien de la centrale de production combinée de chaleur et d’électricité

Il est important d’examiner de près les coûts d’une maintenance CHP professionnelle lors de la comparaison des prix et des offres. Les frais de maintenance doivent être inclus dans l’offre et ne doivent pas dépasser 2 à 3 centimes par kilowattheure généré.

Subvention BAFA pour les mini-systèmes de cogénération : subvention expirée fin 2020

Avec la subvention mini-CHP du BAFA, un programme de subvention populaire pour les systèmes de chauffage générateurs d’électricité a expiré en 2020. Cependant, un soutien financier est toujours disponible. Il existe des prêts bon marché de la KfW, des subventions élevées pour les systèmes de chauffage à pile à combustible et une rémunération attrayante pour l’électricité que vous produisez vous-même.

Alternativement : subvention KfW ou bonus fiscal pour la rénovation

Comme alternative aux subventions BAFA attrayantes, la Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) accorde des prêts à faible taux d’intérêt pour l’achat d’un système de cogénération. Les fonds du programme KfW 270 doivent être demandés avant l’installation de la technologie et ne sont disponibles que s’il s’agit d’un dispositif de cogénération à base de biomasse solide, de biogaz ou d’énergie géothermique. Pour les piles à combustible, il existe également une subvention de 40 % des coûts encourus via le programme KfW 433. Celle-ci doit être demandée auprès d’un conseiller en énergie via le portail de subventions KfW avant l’installation de la technologie. Un aperçu complet du financement peut être trouvé ici.

Dans les immeubles résidentiels occupés par leur propriétaire qui ont au moins 10 ans, les deux technologies peuvent être utilisées alternativement avec la nouvelle depuis 2020 Bonus fiscal pour la rénovation soutenir financièrement. Les propriétaires peuvent déduire 20 % des coûts de rénovation (maximum 40 000 euros) de leurs impôts sur une période de trois ans. En plus des coûts de la cogénération, les dépenses pour des travaux de rénovation supplémentaires sur la maison (optimisation du chauffage, isolation, remplacement des fenêtres) peuvent également être prises en compte. Pour bénéficier du bonus fiscal, les propriétaires doivent déclarer le coût sur leur déclaration de revenus après la mise en place de la mesure.

Vous devez faire attention à cela dans les centrales de production combinée de chaleur et d’électricité et les systèmes de cogénération

Les facteurs décisifs pour la rentabilité d’une cogénération sont la rémunération de l’alimentation et de l’auto-utilisation de l’électricité ainsi que la bonne conception. Si la cogénération est dimensionnée trop grande (surtout pour les mois d’été), le temps de fonctionnement et la production d’électricité sont réduits et la rentabilité chute. En effet, les appareils ne dégagent de l’énergie électrique que lorsque la chaleur générée trouve un consommateur dans la maison.
Dans le cas de micro-cogénération dans des maisons individuelles et jumelées, un réservoir de stockage tampon est généralement ajouté pour le découplage temporel ou le lissage de la production et de la demande de chaleur. Cela garantit une production d’énergie maximale et une efficacité globale maximale.

Sous certaines conditions, les systèmes de cogénération sont également considérés comme des mesures de substitution au sens de l’EEWärmeG et de l’EWärmeG.
Lisez ici si une cogénération vaut la peine dans une maison familiale.

Plus d’informations sur la centrale de cogénération

^{Photo: Buderus}