produire de l'électricité avec une pompe à chaleur ?

[jeansebj]

Bonjour,
est-il envisageable de produire de l'électricité avec une pompe à chaleur aérothermique ou géothermique ?
une pompe à chaleur a un coefficient de performance de 3 ou 4 en général, donc elle produit 3 ou 4 fois plus d'énergie qu'elle n'en consomme, cette énergie est restituée sous forme de calories : (la chaleur "pompée") et je voudrais savoir s'il serait possible de la convertir en électricité tout en étant rentable.
Ainsi, au lieu d'utiliser l'énergie renouvelable des calories contenues dans l'air ou la terre pour réchauffer un bâtiment, peut-on utiliser cette énergie pour produire de l'électricité ?
J'imagine alors que chaque foyer pourrait produire son électricité comme ça en remplacement ou en complément des autres solutions existantes : photovoltaïque, éolien.
Cordialement,
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[Mickele91]

Bonsoir,

Ainsi, au lieu d'utiliser l'énergie renouvelable des calories contenues dans l'air ou la terre pour réchauffer un bâtiment, peut-on utiliser cette énergie pour produire de l'électricité ?

Avec une PAC, tu fais un "transfert" d'énergie. Tu prends de la "chaleur" à de l'air ou à de l'eau, pour la transférer à de l'eau. Pour passer d'une énergie thermique à une énergie électrique, il va falloir opérer non pas un transfert, mais une "transformation".

Qui dit transformation, dit perte...Je te ferais pas le calcul parce que je n'en suis pas capable, mais de mon point de vue, au mieux le bilan sera nul, au pire tu consommeras plus d'électricité que tu n'en produiras.

Cordialement

[jeansebj]

Pour moi c'est une allégation purement gratuite que tu viens de faire. Tu n'expliques rien du tout. Cordialement,

[cornychon]

Bonjour,

Prenons une PAC air-air. Elle ne produit aucune énergie. Elle pompe de la chaleur à l’extérieur, pour la recracher à l’intérieur de la maison.
Lorsque la PAC pompe 3kW dans l’air extérieur, et recrache 3 kW dans la maison. Le compresseur qui assure le transfert, consomme 1 kW.
Dans cette histoire, on manipule uniquement de la chaleur.
A des températures comprises entre -20°C et+20°C, l’air chaud n’est pas exploitable pour produire la moindre énergie.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jeansebj]

On ne manipule pas de la chaleur, on manipule des calories, ce n'est pas une question de température pour moi. par exemple une pompe à chaleur air/eau peut réchauffer de l'eau à plus de 55° pour l'eau chaude sanitaire.

[jeansebj]

des calories qui sont, qui plus est ,gratuites et inépuisables en pratique

[Mickele91]

Re,

Pour moi c'est une allégation purement gratuite que tu viens de faire. Tu n'expliques rien du tout.

Tout d'abord inutile de le prendre sur ce ton là...

J'explique...

Pour produire de l'électricité avec une PAC, il va falloir que tu montes très haut en température, de manière à produire de la vapeur d'eau, qui elle même entraînera un "alternateur", qui lui, te produira de l'électricité.

Or avec une PAC, plus tu produis de l'eau à haute température, plus son COP s'écroule...

Ça ce n'est pas de l'allégation gratuite...c'est un fait.

Va donc falloir que tu m'expliques comment tu compte t'y prendre ?...

Cordialement

[jeansebj]

Désolé de t'avoir vexé, mon ton n'était pas mauvais.
Là oui ce n'est plus une allégation gratuite ton explication de COP qui s'écroule.
Va falloir que je t'explique comment je compte m'y prendre ? Non, justement, je demande à ce qu'on m'explique si c'est possible ou pas, alors ce n'est pas moi qui vais t'expliquer.

[Mickele91]

Re,

Non, justement, je demande à ce qu'on m'explique si c'est possible ou pas, alors ce n'est pas moi qui vais t'expliquer.

Et bien en tenant compte de ma réponse précédente, je te répond que ce n'est pas possible. Dans un processus de "transformation", arriver à produire plus d'électricité que l'on en consomme, je n'ai encore jamais vu ça...

Celui qui y arrive, pourra postuler pour le prochain prix Nobel de physique.

Cordialement

[cornychon]

On ne manipule pas de la chaleur, on manipule des calories, ce n'est pas une question de température pour moi. par exemple une pompe à chaleur air/eau peut réchauffer de l'eau à plus de 55° pour l'eau chaude sanitaire.

Ta réponse montre, que ton niveau de connaissance en physique, n'est pas suffisant, pour poursuivre des investigations constructives.

Ne t'inquiète pas, tu vas avoir des réponses, qui correspondent à tes attentes.

[jeansebj]

Merci de vos réponses. Apparemment le débat semble clos.
Donc je me suis probablement trompé dans mes hypothèses, mes connaissances sont maigres je l'avoue.
Je pensais qu'on pouvait peu-être puiser des calories contenues dans l'air ou la terre, chauffés par le soleil, et les transformer en énergie électrique au lieu de les utiliser pour chauffer, mais si ce n'est pas possible alors tant pis, c'était juste une piste que je voulais explorer, mais elle n'a peu-être aucun intérêt finalement.

[Ikhar84]

La question (en faisant abstraction de toute notion de "performance") est comment passer d'une energie thermique (ou calorique), à de l'énergie utilisable comme force (pour produire de l'électricité), ou la transformer directement en électricité utilisable.

Pour cela, il te suffit de chercher comment on produit de l'électricité...

1. En vaporisant de l'eau (ou un fluide) afin qu'il propulse des turbines. Il t'a été répondu que ce n'était pas envisageable: températures à atteindre trop hautes pour le système...

2. Avec un procédé plus "direct", genre modules peltier... rendement minable...

3. En utilisant le rayonnement (la chaleur emet un rayonnement). Là aussi de gros problèmes vont se poser... d'autant plus que si l'on était capable de produire assez de chaleur pour générer un rayonnement interressant, autant utiliser un procédé de transformation mécanique: le n°1...

Enfin, dans tous les cas, les rendements serait minable, et on ne peut produire de l'énergie de rien... on transfére des calories des points à un autre (basiquement), il faut bien un procédé (consomateur d'énérgie) pour effectuer ce transfert, non ?

On est nécessairement limité dans nos capacités de transfert, donc à un poment ou un autre... le système s'écroule...

(Je suis passé sur les explications physiques, comme la températures du procédé de "récupération", l'impossibilité de produire de l'énergie "libre", etc...).

[cornychon]

Je pensais qu'on pouvait peut-être puiser des calories contenues dans l'air ……………..

Il est possible d’utiliser l’eau, pour fabriquer du carburant destiné aux voitures.

Si on installe une énorme turbine marée motrice en mer, on peut fabriquer beaucoup d’électricité.
Cette électricité est utilisable, pour récupérer l’hydrogène contenue dans l’eau.

On obtient de l’hydrogène à l’état liquide, transportable sans perte dans des tuyaux. Il est stockable dans des citernes spécifiques.

Bientôt, nos petits-enfants, rouleront avec des voitures qui consommerons de l'hydrogène.
Lorsqu’un moteur à hydrogène fonctionne, il n’y a aucune pollution. Le tuyau d’échappement recrache juste un peu d’eau.

L’hydrogène serra utilisée, lorsque le litre d’essence issue du pétrole, coutera de l’ordre de 100 € le litre.

[inviteba775697]

Ca se fait, avec un moteur Striling (@Wikipédia).

Utilisé comme pompe à chaleur:

La principale application commerciale du moteur Stirling est dans le domaine de la réfrigération industrielle et militaire. Il sert de machine pour la liquéfaction des gaz et comme refroidisseur pour les systèmes de guidage militaire infrarouge.

Ou comme générateur:

Il est utilisé comme générateur d'électricité en Islande, au Japon et dans les milieux extrêmes tels que les déserts australiens et arctiques par de nombreuses missions scientifiques et militaires.
Il est utilisé en association avec une parabole sphérique pour générer de l'électricité à partir de l'énergie solaire. Ce système est couramment appelé « stirling dish ».

https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur..._Stirling_Dish
https://fr.wikipedia.org/wiki/Centra..._fili%C3%A8res

Le Dish Stirling (en) parabolique, associant centrale solaire thermodynamique et moteur Stirling, permet d'atteindre de très hautes températures (plus de 700 °C) et ainsi la plus grande efficacité de toutes les technologies solaires, soit 29 % par rapport aux 15 à 20 % habituels de l'énergie solaire photovoltaïque1.

Par contre avec une pompe à chaleur domestique, qui fonctionne avec un compresseur plus classique, ce n'est pas possible car ce n'est pas réversible: créer un différentiel de température sur les échangeurs ne peut pas mettre en mouvement le compresseur.

[Salva57]

Bonjour.

Le photovoltaïque est plus propice à produire de l'électricité dû au rayonnement solaire qui lui est gratuit aussi....

[Gwinver]

Bonjour.
Pour revenir à la question de départ.
Considérons une pièce chauffée avec une PAC.
Il y a un écart de température de 10°C entre l'intérieur (20°C = 300°K) et l'extérieur (10°C 290°K).
L'air réchauffé à l'intérieur de la pièce pourrait effectivement être utilisé pour produire de la l'électricité. Pour cela, il faut une machine thermique utilisant un écart de température entre un état chaud et un état froid.
On dispose de l'air extérieur comme point froid.
L'écart de température peut servir à produire de l'électricité. Mais, cette opération a un rendement limité par le principe de Carnot. Le meilleur rendement possible est de : 1- 290/300 = 3.3%.
Ce qui suppose que l'air intérieur a été refroidi au niveau de la température extérieure.
On a donc investi 3 kW pour récupérer un peu moins de 100 W.

[jiherve]

Bonjour,
avec des sources de chaleur basse temperature il y a le Stirling mais celui ci n’échappant pas aux lois thermodynamiques le rendement ne sera pas brillant, c'est cependant ce qui se rapproche le plus d'une PAC inversée.
JR
grilled!

[jeansebj]

Voilà des réponses qui me plaisent

[cornychon]

Voilà des réponses qui me plaisent

Bonjour,

Tu installes 10 vélos chez toi. Tu fais payer les mecs et les nanas qui veulent se muscler les jambes. Avec de l'électricité en conserve dans les batteries, tu roules en voiture électrique gratuitement.

https://www.bing.com/videos/search?q...tail&FORM=VIRE

[invitedcd81d1e]

Beaucoup plus simple:

https://www.youtube.com/watch?v=_0SQFF1oSL0

[f6bes]

Bjr à toi,
Tu es un fervent de ce sinistre personnage ? (ton peudso)
Odeillo, c'est pas forcément simple à mettre en oeuvre.
Bonne journée

[invite8f32f348]

Ne serait-il pas envisageable de placer une seconde grille de plusieurs petits ventilateurs avec des pales légères devant la grille d'expulsion d'air du groupe extérieur. Les hélices plus légères que la principale du groupe pourraient faire tourner plusieurs petits alternateurs couplés entre eux?

[XK150]

Ne serait-il pas envisageable de placer une seconde grille de plusieurs petits ventilateurs avec des pales légères devant la grille d'expulsion d'air du groupe extérieur. Les hélices plus légères que la principale du groupe pourraient faire tourner plusieurs petits alternateurs couplés entre eux?

Sans calcul , tout est possible ! Usine à gaz qui sera incapable de vaincre ses propres frottements ...

Chez moi , j'établis un fort courant d'air quasi permanent entre une fenêtre Nord et une fenêtre Sud ...
Dans le couloir , j'ai une hélice 1 m de diamètre qui entraîne un alternateur régulé , je redresse en continu , je charge des batteries -tampon , j'ai un onduleur en sortie ,
j'envisage de résilier mon abonnement EDF ...
Qu'en pensez vous ?

[invitee5ef1dbc]

10 Vélos ? avec d'excellents pédaleurs, au mieux 2.500 kWh par heure, juste pour faire 10-20 km, en général, en VE.

[cornychon]

Ne serait-il pas envisageable de placer une seconde grille de plusieurs petits ventilateurs avec des pales légères devant la grille d'expulsion d'air du groupe extérieur. Les hélices plus légères que la principale du groupe pourraient faire tourner plusieurs petits alternateurs couplés entre eux?

Bonjour,
Que ce soit pour évacuer ou pour prélever de la chaleur, l’échangeur extérieur est traversé par un flux d’air provoqué par un ventilateur.
Le point de fonctionnement, est le point de rencontre entre la courbe de pertes de charges de l’échangeur, et la courbe caractéristique débit pressions du ventilateur.
Placer des pales de ventilation devant les grilles de sortie d’air, c’est augmenter les pertes de charges. Augmenter les pertes de charges, c’est dégrader les performances de l’unité extérieure.

[XK150]

10 Vélos ? avec d'excellents pédaleurs, au mieux 2.500 kWh par heure, juste pour faire 10-20 km, en général, en VE.

Eh oui ....
Un résumé : un coureur Tour de France produit environ 25 kWh pour le total de l'épreuve .
EDF me facture 25 kWh pour 10 euros environ .
Ma question : êtes vous prêt à faire un Tour de France pour gagner 10 euros ?

L'arrivée des machines à vapeur et la révolution industrielle sont un peu oubliée de nos jours ....

[invite23e4b225]

Bonjour,

C'est sans doute possible.
Comme tu as pu le lire le cop représente la quantité de chaleur récupérée divisée par la quantité d'énergie électrique (compression du fluide frigorigène) apportée. On a donc un excédent d'energie conséquent par ce principe (cop de 4 = 3 fois l'energie investie récupérée).
Là où ça pêche, c'est sur la forme de l'énergie. en effet une machine thermique fonctionne mieux avec un fort différentiel de température. là on parle de monter un fluide frigorigène de environ 5°C (ça dépend de la source de chaleur infinie (ici l'air)) à env. 65°C? (disons pour produire une eau chaude sanitaire à 65°C).
l'objectif ici n'est pas de chauffer un ballon d'eau chaude, mais de faire tourner un cycle thermodynamique permettant de transformer cette chaleur en energie motrice dans une turbine.
Dans le principe, c'est faisable.
Mais ensuite, tu dois considérer les rendements de conversion. en première approche, un echangeur peut se rapprocher d'un cycle théorique de Carnot, dont le rendement est donné par la relation eta= 1-Tfroid/Tchaud avec Tfroid la source froide de ton cycle thermodynamique (disons l'air ambiant à 5°C = 278.15K) et Tchaud la température de ton fluide de travail (le réfrigérant comprimé à 65°C = 338.15K) --> on a donc un rendement théorique max de 17%, sur une énergie qui représentait 400% de l'energie investie (cop de 4)
ensuite ce rendement de Carnot est atteignable uniquement si tes échangeurs sont infinis, et si ton processus n'a pas de pertes (isolation des tuyauteries, pertes de charge dans les lignes, effets de bord, irréversibilités de transformation)
en vrai tu vas avoir de la création d'entropie qui va degrader ces rendements.
ensuite, tu dois prendre en compte le rendement mecanique de ta turbine --> l'énergie thermodynamique reçue par le fluide moteur n'est pas parfaitement transmise a la turbine.

donc en théorie 400% * 17%= 68% --> on a déjà "perdu" 32% de l'énergie investie, en pratique beaucoup moins efficace encore.

mais tout n'est pas perdu!

en effet la production de chaleur géothermique à grande echelle existe en islande et au costa rica, où on récupère l'énergie des volcans, bien plus valorisable car bien plus chaud!
egalement pour les cycles thermodynamiques a basse température tu as des fluides organiques qui fonctionnent bien à de plus faibles températures, specialement développés ppur récupérer la chaleur fatale (ce sont les cycles organiques de rankine ou orc pour les intimes).

Enfin j'ajouterais que l'innovation et la technologie ne suffisent pas toujours a apporter des réponses au problème de l'énergie, en effet la machine théoriquement décrite serait chère à produire car elle aurait besoin de très grands échangeurs pour être efficace, ainsi que de beaucoup de matériel (double cycle, + la maintenance) et son coût de construction n'est pas nul en carbone, à comparer aux emissions évitées.
moralité, il est permis de rêver et c'est comme ça qu'on fait naitre de belles idées, mais il faut toujours avoir la vision d'ensemble et bien se renseigner, ausii on n'echappera pas à la physique qui nous ratrappe toujours!

[invite2a2ff006]

J'aurais tendance à dire moi aussi que c'est possible, à partir de 3 process industriels distincts.

> Le premier (évoqué par le post initial), produire de l'eau chaude à partir d'une PAC.
Si possible une PAC à haute température ... jusqu'à 150 °C.

http://www.recuperation-chaleur.fr/pompe-chaleur

On peut avoir un COP de 3 à 4 sur ce premier volet (d'après l'article)


> Le second, c'est la Compression Mécanique de Vapeur (CMV). A partir de l'eau chaude préalablement chauffée, on va récupérer de la vapeur. En général, dans l'industrie, on crée le vide sur des eaux de 80° pour aider à la vaporisation, avant d'entamer le processus de compression mécanique.
http://www.recuperation-chaleur.fr/c...canique-vapeur

On peut avoir un COP de 7 à 50 sur ce second volet (d'après l'article)


Enfin le troisième, c'est la turbine entrainant un alternateur pour produire de l'électricité.
En effet, à partir de la vapeur haute pression récupérée en sortie de CMV, on attaque la turbine qui va entrainer l'alternateur.
https://www.futura-sciences.com/scie...dustrie-10451/

Le rendement est dans le cas d'une turbine alternateur de l'ordre de 90%.


Il semblerait donc que ce soit possible de produire de l'électricité à partir d'une PAC, moyennant un procédé industriel assez lourd.
La contrepartie, c'est qu'il est difficilement envisageable qu'un particulier puisse y accèder, au vu des investissements à réaliser.

D'autre part, on n'aurait pas les mêmes COP en hiver qu'en été, tout comme entre le jour et la nuit, donc l'énergie électrique produite ne serait pas constante, sauf à produire l'eau chaude de la PAC via la géothermie, plus constante.

Je ne suis pas thermicien ... ce serait intéressant qu'un pro donne son avis éclairé sur la question.

[Mickele91]

Bonjour,

Il semblerait donc que ce soit possible de produire de l'électricité à partir d'une PAC, moyennant un procédé industriel assez lourd.

Oui...mais même si c'est possible, c'est dans quel but ?...

Cordialement

[cornychon]

J'aurais tendance à dire moi aussi que c'est possible, à partir de 3 process industriels distincts.

Je ne suis pas thermicien ... ce serait intéressant qu'un pro donne son avis éclairé sur la question.

Bonjour,

Si tu veux des avis éclairés, il faut aller un peu plus loin dans tes investigations !