La technologie P2HR
(Piston Hydro/CO2 haute réversibilité)
La technologie P2HR utilise un piston virtuel hydro-CO2 dans des ballons sous pression séparés en deux volumes par une membrane Rilsan étanche et isolée thermiquement
La conversion mécanique est assurée
- en mode P.A.C par une pompe hydraulique HP pour faire travailler le CO2 et ainsi produire froid et chaud récupérés grâce à des échangeurs sur un doublet de stockages thermiques,
- et en mode O.R.C par une turbine hydraulique recevant la pression du CO2 pour produire de l’électricité en consommant les réserves Froide et Chaude préalablement créées.
Schéma type d'implantation
Le dispositif PackGy // PH2R dispose de 5 atouts majeurs par rapport aux installations à compresseur à gaz :
01/
Les cycles de Carnot réalisables sont « libres », ils permettent notamment un segment Isochore (améliorant le RTE), un segment Isotherme energétiquement très performant et un segment de condensation isobare permettant d’extraire toute l’exergie en high-grade
02/
Le P2HR ne nécessite ni surchauffe, si désurchauffe, ni sous refroidissement, sources d’irréversibilités
03/
Le rapport de compression peut-être bien plus important qu’avec un compresseur à gaz sans pénaliser le rendement polytropique.
04/
Les deux segments Isobares sont suffisamment éloignés pour que le dispositif produise simultanément du froid à – 30°C et du chaud à +130°C
05/
Le back work ratio (BWR) est largement optimisé par le travail en simultané et en opposition de phases de deux masses de CO2 identiques (violette et marron sur les diagrammes) qui permettent de limiter significativement le travail des pompes hydrauliques
Les cycles PAC et ORC fonctionnent avec les mêmes équipements (à la turbine près pour le cycle ORC). Ils ont approximativement la même efficacité énergétique, soit +/- 80 % du rendement idéal de Carnot (au lieu des 40% des technologies à compresseur à gaz)
Cycle PAC
Cycle ORC
L’amélioration d’un facteur 2 de l’efficacité énergétique ouvre 3 voies indépendantes, mais complémentaires :
En mode PAC seul
l’élargissement de la gamme de T°C possibles en produisant simultanément du froid à -30°C et du chaud à + 130°C
-
Réduction de la facture énergétique par 2
-
Décarbonation > 70%
(suppression de l’emploi du gaz)
En mode PAC + ORC
Stockage Thermique de l’énergie avec
un coefficient de restitution RTE=0,8 X 0,8 = 64%
-
Effacement et optimisation du coût de kW
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Stockage des ENR intermittentes
-
Solution globaleOff-Grid
(Froid + Chaud + électricité)
En mode ORC (+ PAC) :
Réduction de l’écart minimum (moteur thermique)
Source Froide/Source chaude à 40°C :
-
Création d’une énergie hydraulique noble à partir de chaleur low-grade (Les effergies)
-
Récupération des énergies fatales aujourd’hui inexploitables
L'exploitation des segments de cycles thermodynamiques jusqu'à ce jour inusités, comme les isochores, mais surtout les compressions isothermes ouvre une 4ième voie importante stratégiquement
celle des dispositifs simplifiés de liquéfaction (CH4, O2, H2, CO2).