Projet HTScroll:Nouveau système de cogénération à turbine spirale haute température

La cogénération permet de satisfaire les besoins en énergie avec une utilisation plus efficace des combustibles réduisant ainsi les émissions polluantes et les gaz à effet de serre. Le projet propose une alternative de système de micro-cogénération basée sur
l’utilisation de turbines Scroll qui produisent de l’électricité à partir de source de chaleur à relativement basse température (inférieur à 250°C), permettant donc d’exploiter les ressources d’énergies renouvelables telles que la biomasse, le solaire ou la géothermie. Un tel système permet la production économique de courant vert et peut fournir également des prestations de chaleur de l’ordre de 60ºC, remplissant ainsi les besoins en chauffage et/ou en eau chaude sanitaire.
https://www.osti.gov/etdeweb/servlets/purl/22128018

Conception d’un micro-cogénérateur aux granulés de bois

Gaëtan Riviere 2019

https://hal.univ-lorraine.fr/tel-02130696

DDOC_T_2018_0321_RIVIERE.pdf PDF 224 pages

Dans le cadre du projet ANR AGATCO (Advance GAz Turbine for COgeneration) qui a débuté fin 2012, la conception d’un micro-cogénérateur aux granulés de bois permettant de produire 1,5 kW électrique et 10 kW thermique a été entrepris et est présentée dans ce manuscrit. Basé sur la technologie d’une turbine à air chaud à combustion externe, ce micro-cogénérateur utilise la combustion des granulés couplés à un échangeur de chaleur et une micro-turbine. La technologie demande la conception d’un nouveau foyer (brûleur et chambre de combustion) adapté pour la production de fumées à haute température (1200°C). Le défi est grand car le débit de fumées souhaité est important (27g/s) et la puissance de combustible est faible (15kW). Deux solutions sont proposées pour répondre à la problématique, la première utilise de l’air frais à température ambiante et la deuxième utilise le recyclage des fumées chaudes. La haute température des fumées permet d’obtenir une température d’entrée turbine de 1100°C après le transfert de chaleur dans l’échangeur. La caractérisation expérimentale et par simulation numérique de l’échangeur permet de vérifier ses performances. La micro-turbine utilise une technologie nouvelle de canaux hélicoïdaux à la place d’aubes qui lui permettent d’avoir des dimensions faibles pour les performances souhaitées. Les travaux effectués ont permis de mettre en valeur plusieurs résultats : la réalisation de la combustion haute température dans des conditions fortement défavorables, les performances très intéressantes de l’échangeur de chaleur tous en proposant des améliorations pour optimiser les échanges et les améliorations à apporter à la turbine