Énergie géothermique : production d'énergie et applications

Description

Cette séance de cours couvre les systèmes d'énergie géothermique, y compris les centrales à vapeur sèche, à flash et à cycle binaire. Il explore l'utilisation de sources à basse et à haute température, comme les cycles Stirling et ORC pour la production d'électricité. L'évolution de l'efficacité et les perspectives des centrales géothermiques sont discutées, ainsi que les applications d'énergie solaire concentrées. La séance de cours se penche également sur les systèmes de réfrigération et de pompe à chaleur, mettant l'accent sur les cycles de compression par vapeur et de réfrigération par gaz. Divers fluides de travail et leurs paramètres critiques pour les systèmes ORC sont analysés, ainsi que des applications de biomasse. L'instructeur présente des exemples de centrales géothermiques dans le monde et le potentiel de l'énergie géothermique pour la production d'électricité et l'utilisation directe de la chaleur.

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Cycle frigorifique

Le cycle frigorifique est un cycle thermodynamique. Il permet d'abaisser la température d'un milieu relativement froid (la source froide) et simultanément d'augmenter la température d'un autre milieu relativement chaud (la source chaude) au moyen d'une dépense d'énergie mécanique. Il est notamment utilisé dans les réfrigérateurs ou les pompes à chaleur.

Enhanced geothermal system

An enhanced geothermal system (EGS) generates geothermal electricity without natural convective hydrothermal resources. Traditionally, geothermal power systems operated only where naturally occurring heat, water, and rock permeability are sufficient to allow energy extraction. However, most geothermal energy within reach of conventional techniques is in dry and impermeable rock. EGS technologies expand the availability of geothermal resources through stimulation methods, such as 'hydraulic stimulation'.

Pompe à chaleur

Une pompe à chaleur (PAC), aussi appelée thermopompe en français canadien, est un dispositif permettant de transférer de l'énergie thermique (anciennement « calories ») d'un milieu à basse température (source froide) vers un milieu à haute température (source chaude). Ce dispositif permet donc d'inverser le sens naturel du transfert spontané de l'énergie thermique. Selon le sens de fonctionnement du dispositif de pompage, une pompe à chaleur peut être considérée comme un système de chauffage, si l'on souhaite augmenter la température de la source chaude, ou de réfrigération, si l'on souhaite abaisser la température de la source froide.

Réfrigérateur à compression de vapeur

Le réfrigérateur à compression de vapeur est fondé sur la condensation de vapeur d'un fluide réfrigérant à la suite d'une compression, et son évaporation à la suite d'une détente. C'est le procédé le plus répandu pour la production du froid. Ce principe est identique à celui employé pour les pompes à chaleur. Ce procédé est à distinguer du turboréfrigérateur, dans lequel un gaz est comprimé, refroidi à température ambiante, puis détendu dans une turbine. Cet autre procédé ne fait pas intervenir de changement de phase.

Ground source heat pump

A ground source heat pump (also geothermal heat pump) is a heating/cooling system for buildings that uses a type of heat pump to transfer heat to or from the ground, taking advantage of the relative constancy of temperatures of the earth through the seasons. Ground source heat pumps (GSHPs) – or geothermal heat pumps (GHP) as they are commonly termed in North America – are among the most energy-efficient technologies for providing HVAC and water heating, using far less energy than can be achieved by burning a fuel in a boiler/furnace or by use of resistive electric heaters.