FR3074255A1 - Dispositif et procede autonome de fourniture d'electricite - Google Patents
Dispositif et procede autonome de fourniture d'electricite Download PDFInfo
- Publication number
- FR3074255A1 FR3074255A1 FR1761148A FR1761148A FR3074255A1 FR 3074255 A1 FR3074255 A1 FR 3074255A1 FR 1761148 A FR1761148 A FR 1761148A FR 1761148 A FR1761148 A FR 1761148A FR 3074255 A1 FR3074255 A1 FR 3074255A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- lng
- storage capacity
- combustion
- supplying
- electricity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Le dispositif (100) autonome de fourniture d'électricité, comporte : - une capacité de stockage (105) de Gaz Naturel Liquéfié (ci-après « GNL ») comportant une entrée (110) d'alimentation en GNL, - un moyen (115) de combustion de GNL, fourni par la capacité de stockage, pour produire de l'électricité, - un moyen (120) de fourniture d'électricité à un dispositif tiers et - un moyen (155, 165) de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage à un dispositif tiers et/ou au moyen (115) de combustion.
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention vise un dispositif et un procédé autonome de fourniture d’électricité. Elle s’applique, notamment, au domaine de la fourniture d’énergie à des véhicules fonctionnant grâce à de l’énergie électrique ou du gaz naturel liquéfié.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
L’alimentation électrique de stations de rechargement de véhicules électriques dans des zones non connecté au réseau ou bien pour lesquelles la fourniture d’électricité est intermittente est problématique.
Les parcs de véhicules électriques sont en plein développement. L’alimentation de ces véhicules se fait par rechargement à des bornes. Pour pouvoir alimenter des flottes véhicules, ces bornes sont raccordées à un réseau électrique fiable.
Cependant, et notamment dans les pays émergents, l’accès à l’électricité est difficile voire impossible, notamment dû à l’absence à proximité d’un réseau électrique fiable (périodes importantes de coupures), et où le raccordement à ce réseau devient impossible.
Le contexte actuel montre une volonté d’un certain nombre de pays (dont l’Inde) de ne plus commercialiser de véhicules neufs à moteur thermique. L’amélioration de la qualité de l’air constitue en effet un défi majeur : selon un rapport de Greenpeace, intitulée Airpocalypse, plus de 1,2 million de décès seraient dus chaque année à la pollution en Inde.
En parallèle, on observe un développement annoncé des voitures électriques à bas coût.
Il se profile ainsi un essor des véhicules électriques dans les pays émergents (dont l’Inde). Ceci pose la question de savoir si les infrastructures de recharge suivront, avec plus particulièrement pour les pays émergents où les régions isolées (îles ou zones éloignées du réseau électrique) le problème de disposer d’une alimentation électrique fiable (qui puisse s’affranchir des coupures associées à un réseau intermittent), voire de disposer même d’un accès à l’électricité.
L’intérêt pour le développement des véhicules électriques en lien avec l’amélioration de la qualité de l’air existe non seulement dans des pays en proie à des problèmes aigus de pollution atmosphérique, mais également dans des régions insulaires (comme par exemple la zone Caraïbe, Pacifique ou Océan Indien) qui peuvent être touristiques et qui affichent une volonté forte de protection de l’environnement (notamment vis-à-vis des pollutions atmosphérique et sonore).
Aujourd’hui, il existe deux types d’architecture de charge des véhicules électriques, qui diffèrent en fonction des usages :
- les systèmes à bornes autonomes : généralement une borne compacte composée de quatre composants : un socle de prise, un contacteur électrique qui permet de supporter un courant important, une carte électronique ainsi que des boutons de commande et
- les systèmes à grappe de bornes avec coffret de gestion de l'énergie pour alimenter des flottes de véhicules.
Toutes les solutions actuelles reposent sur la présence d’un réseau électrique fiable et proche. Les solutions sont généralement onéreuses, et le coût de raccordement est élevé, d’autant plus si la borne est éloignée du réseau.
Ainsi, il n’existe pas de solution satisfaisante permettant une alimentation de véhicule électrique dans les zones éloignées d’un réseau électrique fiable.
OBJET DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif autonome de fourniture d’électricité, qui comporte :
- une capacité de stockage de Gaz Naturel Liquéfié (ci-après « GNL ») comportant une entrée d’alimentation en GNL,
- un moyen de combustion de GNL, fourni par la capacité de stockage, pour produire de l’électricité,
- un moyen de fourniture d’électricité à un dispositif tiers et
- un moyen de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage à un dispositif tiers et/ou au moyen de combustion.
Grâce à ces dispositions, le dispositif peut être positionné à distance d’un réseau électrique fiable ou en complément de celui-ci. Le dispositif est ainsi ravitaillé en GNL, transporté par la route ou par la mer dans des cuves et la combustion de ce GNL produit de l’électricité nécessaire au fonctionnement de véhicules électriques.
Ceci permet de fournir de l’électricité dans des zones isolées ou où le réseau n’est pas présent ou très peu développé. Le dispositif peut également fournir de l’électricité par la combustion de Bio Méthane Liquide (ci-après « BML »), et se place donc dans le cadre de la décentralisation d’énergie verte avec tous les bénéfices associés à ce GNL (BML) produit et utilisé localement, en termes de retombées locales pour la population.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, entre la capacité de stockage de GNL et le moyen de combustion, un organe de transfert de vapeur de GNL vers le moyen de combustion.
Ces modes de réalisation permettent de réaliser la combustion du GNL dans une phase et à une température idéale.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un capteur de pression à l’intérieur de la capacité de stockage, l’organe de transfert de vapeur de GNL étant actionné en fonction de la pression captée et d’une valeur de consigne prédéterminée.
Ces modes de réalisation permettent de maintenir constante la pression à l’intérieur de la capacité de stockage de stockage.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, en aval de l’organe de transfert, un stockage tampon pressurisé.
Ces modes de réalisation permettent de stocker les excès de vapeur de GNL générés dans la capacité de stockage, l’excès de vapeurs présent dans les lignes lors des mises en froid ou des purges, mais également de collecter d’éventuels retours de gaz provenant des véhicules lors d’un remplissage.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, entre l’organe de transfert et le stockage tampon, un piquage destiné à collecter et mélanger du gaz fourni par un dispositif tiers.
Ces modes de réalisation permettent de collecter et mélanger le retour gaz des camions clients lors de la phase d’approvisionnement.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une batterie de stockage de l’électricité produite par le moyen de combustion de GNL.
Ces modes de réalisation permettent au dispositif de fonctionner de manière autonome en alimentant les différents circuits via la batterie, d’une part, et de stocker de l’énergie électrique en vue de son transfert vers une batterie de véhicule électrique d’autre part.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un échangeur thermique pour vaporiser du GNL de la capacité de stockage, la vapeur en sortie de l’échangeur thermique étant fournie à la capacité de stockage.
Ces modes de réalisation permettent de transférer du GNL « liquide >> par modulation de la pression à l’intérieur de la capacité de stockage de sorte à créer un gradient de pression. Ceci permet d’alimenter les véhicules hybrides rechargeables. Dans ces modes de réalisation, la station de recharge peut utiliser non seulement l’électricité produite mais aussi le BOG (pour « Boil-Off Gas >>, traduit par gaz d’évaporation) inévitablement généré par le GNL stocké.
Dans des modes de réalisation, comportant un moyen de fourniture de GNL issu au moyen de combustion, le dispositif objet de la présente invention comporte un échangeur de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour vaporiser le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage de GNL et le moyen de combustion.
Ces modes de réalisation permettent de mettre en condition de température et de pression le GNL en amont de la fourniture de ce GNL au moyen de combustion.
Dans des modes de réalisation, comportant un moyen de fourniture de GNL à un dispositif tiers, le dispositif objet de la présente invention comporte un échangeur de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour chauffer le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage de GNL et le moyen de fourniture de GNL au dispositif tiers.
Ces modes de réalisation permettent de mettre en condition de température et de pression le GNL en amont de la fourniture de ce GNL au dispositif tiers.
Dans des modes de réalisation, le moyen de combustion est un moyen de cogénération de chaleur et d’électricité, la chaleur générée étant transférée à un flux de fluide caloporteur, le fluide caloporteur chauffé étant transféré à au moins un échangeur de chaleur entre le GNL et ledit fluide caloporteur chauffé, le fluide caloporteur refroidi au cours de chaque dit échange étant fourni au moyen de combustion.
Ces modes de réalisation permettent d’optimiser à la fois le circuit de réchauffement du GNL et la combustion dudit GNL.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une pompe de transfert du GNL issu de la capacité de stockage vers le moyen de fourniture de GNL.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte :
- un moyen d’odorisation du GNL échauffé en sortie de l’échangeur de chaleur,
- un réservoir tampon de stockage du gaz odorisé et
- un moyen de fourniture du gaz odorisé à un dispositif tiers.
Ces modes de réalisation permettent de fournir du gaz odorisé à un dispositif tiers, ce gaz étant préférentiellement odorisé.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de compression, de vaporisation du GNL et de fourniture du GNL vaporisé au moyen d’odorisation.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de détente pour détendre le GNL comprimé à une valeur déterminée en amont du réservoir tampon.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une vanne de bypasse de l’échangeur de chaleur.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de fourniture d’électricité autonome, qui comporte :
- une étape d’alimentation en GNL dans une capacité de stockage,
- une étape de stockage de Gaz Naturel Liquéfié (ci-après « GNL »),
- une étape de combustion de GNL stocké pour produire de l’électricité,
- une étape de fourniture d’électricité à un dispositif tiers et
- une étape de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage à un dispositif tiers et/ou à l’étape de combustion
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention,
- la figure 2 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du procédé objet de la présente invention et
- la figure 3 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention.
DESCRIPTION D’EXEMPLES DE RÉALISATION DE L’INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.
On appelle « autonome >> un dispositif énergétiquement indépendant d’une source d’énergie électrique externe en marche normale d’opération. Dans le cas du dispositif objet de la présente invention, l’électricité nécessaire au fonctionnement du dispositif est générée, de manière préférentielle, directement par combustion de gaz naturel liquéfié.
On note que le dispositif objet de la présente invention est préférentiellement portatif. On entend, par « portatif >>, que le dispositif est mobile et déplaçable et ne nécessite pas d’installation importante de fixation au sol.
Le dispositif est préférentiellement isolé par une clôture et met préférentiellement en oeuvre un système de levage pour être déplacé compte tenu du poids du dispositif. Un système de télésurveillance peut également être mis en place pour surveiller le dispositif et prévenir des actes de malveillance.
On note que le dispositif et le procédé objets de la présente invention peuvent également mettre en oeuvre du GNC et/ou du BML en remplacement ou en complément du GNL.
On observe, sur la figure 1, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du dispositif 100 objet de la présente invention. Ce dispositif 100 autonome de fourniture d’électricité, comporte :
- une capacité de stockage 105 de Gaz Naturel Liquéfié ci-après « GNL >> comportant une entrée 110 d’alimentation en GNL,
- un moyen 115 de combustion de GNL, fourni par la capacité de stockage, pour produire de l’électricité,
- un moyen 120 de fourniture d’électricité à un dispositif tiers et
- un moyen 155, 165 de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage à un dispositif tiers et/ou au moyen 115 de combustion.
La capacité de stockage 105 de GNL est, par exemple, un réservoir pressurisé présentant une température de fonctionnement la plus basse possible, par exemple comprise entre -160°C et -145°C. La pression opératoire de la capacité de stockage 105 est, préférentiellement inférieure à 7 ou 8 bar. Le dimensionnement du volume de la capacité de stockage 105 dépend de la fréquence de ravitaillement envisagée de ladite capacité de stockage, donc de son accessibilité par voie terrestre ou maritime, et de la consommation estimée entre deux ravitaillements.
Lorsque la capacité de stockage 105 présente un volume inférieur à vingt mètres cubes, le dispositif 100 est configuré pour être intégrée à un conteneur de manière à être transportable par voie routière.
Lorsque la capacité de stockage 105 présente un volume compris entre vingt et quarante mètres cubes, le dispositif 100 est configuré pour être intégrée à un conteneur et disposé sur une palette (« skid >>, en anglais) installée sur un site de fourniture temporaire.
L’entrée d’alimentation 110 présente un embout (non référencé) compatible avec un embout complémentaire de fourniture de GNL d’un véhicule d’avitaillement du dispositif 100 en GNL.
Cet embout est, par exemple, un embout tel que défini par la norme ISO
217.
La fourniture de GNL au moyen 115 de combustion peut être réalisée de plusieurs manières.
Dans un premier cas, le ciel gazeux au-dessus du GNL en phase liquide dans la capacité de stockage 105 est fourni au moyen 115 de combustion. Dans ce premier cas, un organe 125 de transfert est mis en oeuvre pour permettre la fourniture de ce ciel gazeux. Cet organe de transfert 125 est, par exemple, un déverseur ou une vanne dont l’ouverture est commandée en fonction d’une pression captée à l’intérieur de la capacité de stockage 105. Cette pression est captée, par exemple, par un capteur 130 de pression. Lorsque la pression captée est supérieure à une valeur consigne déterminée, la vanne est commandée en ouverture de manière à ce que la pression dans la capacité de stockage 105 diminue en fournissant l’excès de vapeur de GNL au moyen 115 de combustion.
Le capteur 130 de pression est, par exemple, un capteur de pression différentielle. La valeur consigne est, par exemple, de 7 bar.
Dans un deuxième cas, le GNL en phase liquide est fourni au moyen 115 de combustion. Dans ce deuxième cas, une sortie pour GNL en phase liquide est prévue en partie basse de la capacité de stockage 105 de sorte qu’un écoulement soit réalisé jusqu’au moyen 115 de combustion.
Pour éviter un écoulement non maîtrisé, un organe de transfert 106 est préférentiellement positionné sur la sortie du GNL de la capacité de stockage 105. Cet organe de transfert 106 est, par exemple, une vanne dont l’ouverture est commandée en fonction d’une valeur représentative d’une réserve d’énergie électrique interne au dispositif 100. Lorsque cette valeur est inférieure à une valeur consigne basse, l’organe de transfert 106 est ouvert et lorsque cette valeur est supérieure à une valeur de consigne haute, l’organe de transfert 106 est fermé.
Dans ce deuxième cas, le dispositif 100 comporte préférentiellement un échangeur 150 thermique pour vaporiser du GNL de la capacité de stockage 105, la vapeur en sortie de l’échangeur thermique étant fournie à la capacité de stockage 105. Ce système permet de ponctionner du GNL de le vaporiser au contact de l’air avant de réinjecter la vapeur en partie supérieure de stockage afin d’en augmenter la pression. Ce système permet d’apporter une redondance à la pompe, et d’assurer le transfert de GNL dans le cas d’une défaillance de la pompe lorsque le dispositif 100 comporte une pompe.
L’écoulement se réalise par gradient de pression, et par gradient de densité. L’échangeur 150 thermique est, par exemple, un échangeur à tubes à ailettes. De cette manière, la pression à l’intérieur de la capacité de stockage 105 peut être modulée de sorte à provoquer un écoulement de GNL en phase liquide vers le moyen 115 de combustion via un moyen 155 de fourniture du GNL au moyen 115 de combustion. Ce moyen 155 de fourniture est, par exemple, une conduite de transfert de GNL.
Dans des variantes, le dispositif 100 comporte une pompe 175 de transfert du GNL issu de la capacité de stockage 105 vers le moyen 165 de fourniture de GNL.
Cette pompe 175 est, par exemple, une pompe cryogénique.
Préférentiellement, le dispositif 100 comporte un échangeur 160 de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour chauffer le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage 105 de GNL et le moyen 115 de combustion.
L’échangeur 160 de chaleur est, par exemple, un échangeur à plaques ou un échangeur tubulaire.
Dans des variantes dans lesquelles le dispositif 100 comporte un stockage 135 tampon relié à l’échangeur 160, le dispositif 100 peut comporter un système de détente 142, telle une vanne de détente ou turbine de détente, en aval de l’échangeur 160 pour ajuster la pression du GNL réchauffé à la pression du stockage 135 tampon.
La température et pression de sortie du GNL dépendent de la température et pression de sortie requise par le véhicule connecté au dispositif 100.
Dans des variantes, telle que celle représentée en figure 1, le premier et le deuxième cas de fourniture de GNL au moyen 115 de combustion sont mis en œuvre conjointement.
Le moyen 115 de combustion est, par exemple, une unité de microcogénération d’électricité et de chaleur.
Ce moyen 115 de combustion est, par exemple, un moteur Stirling combiné à un système de condensation.
L’électricité produite par le moyen 115 de combustion est fournie au moyen 120 de fourniture au dispositif tiers. Par « dispositif tiers >>, on entend ici tout dispositif consommant de l’électricité pour assurer son fonctionnement, telle une voiture électrique par exemple, et muni d’une interface de raccordement à une source d’alimentation électrique.
Le moyen 120 de fourniture est, par exemple, une prise électrique destinée à être solidarisée avec un embout complémentaire du dispositif tiers de sorte à permettre un transfert d’électricité depuis le dispositif 100 vers dispositif tiers.
Le dispositif 100 peut comporter une pluralité de moyens 120 de fourniture d’électricité.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte, en aval de l’organe 125 de transfert, un stockage 135 tampon pressurisé.
Dans des variantes, le stockage 135 est également configuré pour recevoir du GNL issu de la sortie pour GNL en phase liquide de la capacité de stockage 105. Dans ces variantes, le GNL en phase liquide est alors chauffé et/ou vaporisé dans un échangeur 160 de chaleur situé entre la sortie pour GNL de la capacité de stockage 105 et le stockage 135.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte entre l’organe 125 de transfert et le stockage 135 tampon, un piquage 140 destiné à collecter et mélanger du gaz fourni par un dispositif tiers.
Le piquage 140 présente un embout (non référencé) compatible avec un embout complémentaire de fourniture de retour GNL d’un véhicule.
Lorsque le dispositif 100 ne comporte pas de piquage 140, ce dispositif 100 peut comporter un compresseur 141 positionné après le piquage 140 pour comprimer le flux de gaz sortant de la capacité 105 si la pression de stockage du réservoir 135 tampon est supérieure à la pression de consigne d’ouverture de la vanne 125.
Cet embout est, par exemple, compatible avec la norme ISO 16617.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte une batterie 145 de stockage de l’électricité produite par le moyen 115 de combustion de GNL.
Le dimensionnement du stockage réalisé par la batterie 145 dépend du débit de fourniture d’électricité moyen et maximal estimés du dispositif 100 ainsi que de la durée d’approvisionnement à ce débit, par exemple.
Cette batterie 145 est également configurée pour fournir en électricité l’ensemble des systèmes électriques du dispositif 100. Lorsque le niveau d’énergie électrique dans cette batterie est inférieur à une valeur consigne déterminée, le dispositif 100 est configuré pour commander la combustion d’une partie du GNL pour recharger la batterie 145.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 objet de la présente invention comporte un moyen 165 de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage 105 à un dispositif tiers. Par « dispositif tiers », on entend ici tout dispositif consommant du gaz naturel ou du biométhane.
Le moyen 165 de fourniture est, par exemple, une prise de raccordement destinée à être solidarisée avec un embout complémentaire du dispositif tiers de sorte à permettre un transfert de GNL en phase liquide et ou vapeur depuis le dispositif 100 vers dispositif tiers. Cette prise de raccordement est, par exemple, de type JC Carter.
Le transfert de GNL depuis la capacité de stockage 105 vers le moyen 165 de fourniture est conditionné, par exemple, à l’actionnement d’un organe de transfert 166 similaire à l’organe de transfert 106. Ce transfert est réalisé, préférentiellement, avec un gradient de 2 bar par rapport à la pression de consigne de la capacité de stockage 105.
Le dispositif 100 peut comporter une pluralité de moyens 165 de fourniture de GNL.
Ceci permet au dispositif 100 d’agir comme «station-service électrique» d’une part et comme « station-service GNL » d’autre part.
Dans des variantes, le dispositif 100 comporte une pompe 175 de transfert du GNL issu de la capacité de stockage 105 vers le moyen 165 de fourniture de GNL. Cette pompe 175 est préférentiellement confondue à la pompe 175 de transfert du GNL issu de la capacité de stockage 105 vers le moyen 155 de fourniture de GNL au moyen 115 de combustion.
La pompe 175 est dimensionnée pour compenser les pertes de charge du circuit de transfert de GNL et pour assurer un débit prédéterminé.
Cette pompe 175 est, par exemple, une pompe cryogénique.
Préférentiellement, le dispositif 100 comporte un échangeur 170 de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour chauffer le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage 105 de GNL et le moyen de fourniture 165 de GNL au dispositif tiers.
L’échangeur 170 de chaleur est, par exemple, un échangeur à plaques.
L’échangeur 170 de chaleur est configuré pour chauffer le GNL en phase liquide de sorte que le GNL chauffé présente des conditions de température et de pression compatibles avec le fonctionnement du dispositif tiers. Par exemple, l’échangeur 170 de chaleur est configuré pour que le GNL soit, en sortie, à saturation à une pression de 8 barg ou 18 barg de sorte à être compatible avec tous les types de réservoirs de véhicules fonctionnant au GNL.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représenté en figure 1, le moyen 115 de combustion est un moyen de cogénération de chaleur et d’électricité, la chaleur générée étant transférée à un flux de fluide caloporteur, le fluide caloporteur chauffé étant transféré à au moins un échangeur, 160 et/ou 170, de chaleur entre le GNL et ledit fluide caloporteur chauffé, le fluide caloporteur refroidi au cours de chaque dit échange étant fourni au moyen 115 de combustion.
Préférentiellement, le fluide caloporteur réalise un circuit en boucle fermée reliant le moyen 115 de combustion, l’échangeur 160 de chaleur puis l’échangeur 170 de chaleur.
Par fluide caloporteur, on entend préférentiellement de l’eau, mais également tout fluide frigorigène.
Préférentiellement, le dispositif 100 comporte un dispositif de comptage de la quantité d’électricité et/ou de GNL fournie à un dispositif tiers. Ce dispositif de comptage communique avec un circuit électronique de calcul d’un montant de facturation en fonction de la quantité comptée et d’un taux de facturation par unité de quantité. Ce circuit électronique de calcul peut être intégré au dispositif 100 ou distant et connecté au dispositif 100 par le biais d’une liaison filaire ou sans-fil.
Le dispositif 100 comporte également, préférentiellement, un terminal de paiement par carte bancaire du montant calculé par le circuit électronique de calcul. Alternativement, toute solution de paiement connue de l’homme du métier dans le domaine des stations-essence et des commerces de biens de consommation peut être employée.
Dans des variantes, l’utilisateur paie une somme déterminée et peut débiter, du dispositif 100, une quantité énergétique d’électricité et/ou de GNL déterminée en fonction de la somme payée par l’utilisateur.
On observe, en figure 2, schématiquement, un mode de réalisation particulier du procédé 200 objet de la présente invention. Ce procédé 200 de fourniture d’électricité autonome, comporte :
- une étape 205 d’alimentation en GNL dans une capacité de stockage,
- une étape 210 de stockage de Gaz Naturel Liquéfié (ci-après « GNL »),
- une étape 215 de combustion de GNL stocké pour produire de l’électricité,
- une étape 220 de fourniture d’électricité à un dispositif tiers et
- une étape 225 de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage à un dispositif tiers et/ou à l’étape de combustion
Ce procédé 200 est réalisé, par exemple, par la mise en oeuvre du dispositif 100 tel que décrit en regard de la figure 1.
L’étape d’alimentation 205 est réalisée, par exemple, par ravitaillement de la capacité de stockage en GNL par un véhicule terrestre ou maritime.
L’étape de stockage 210 est réalisée, par exemple, par la capacité de stockage.
L’étape de combustion 215 est réalisée, par exemple, par une unité de combustion configurée pour brûler des vapeurs de GNL extraites de la capacité de stockage.
L’étape de fourniture 220 d’électricité est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d’un circuit électrique reliant l’unité de combustion, ou une batterie électrique chargée par l’unité de combustion, à un dispositif tiers.
L’étape de fourniture 225 de GNL est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d’une conduite munie d’un embout de distribution pour véhicule ou d’une conduite reliant la capacité de stockage et l’étape 215 de combustion.
Comme on le comprend à la lecture de la présente description, le dispositif 100 et le procédé 200 objets de la présente invention permettent :
- un déploiement et accès à l’électricité dans des zones isolées et/ou où le réseau électrique n’est pas fiable ou peu développé,
- une production décentralisée d’électricité,
- de fournir une solution redéployable dans d’autres zones isolées après utilisation et
- une réduction de l’empreinte environnementale de la production d’électricité par rapport à des technologies fonctionnant au charbon par exemple.
On observe, en figure 3, un mode de réalisation particulier d’un dispositif 200 alternatif au dispositif 100 objet de la présente invention adapté à la fourniture de gaz naturel comprimé.
Ce dispositif 300 autonome de fourniture d’électricité, comporte :
- une capacité de stockage 105 de Gaz Naturel Liquéfié ci-après « GNL >> comportant une entrée 110 d’alimentation en GNL,
- un moyen 115 de combustion de GNL, fourni par la capacité de stockage, pour produire de l’électricité,
- un moyen 120 de fourniture d’électricité à un dispositif tiers,
- un moyen 330 de compression, de vaporisation du GNL et de fourniture du GNL vaporisé à un moyen d’odorisation 305 du GNL vaporisé et/ou au moyen 115 de combustion,
- le moyen d’odorisation 305 du GNL vaporisé,
- un réservoir 310 tampon de stockage du gaz odorisé et
- un moyen 315 de fourniture du gaz odorisé comprimé à un dispositif tiers.
La capacité de stockage 105, l’entrée d’alimentation 110, le moyen de combustion 115 et le moyen de fourniture 120 sont similaires à la capacité de stockage 105, à l’entrée d’alimentation 110, au moyen de combustion 115 et au moyen de fourniture 120 tels que décrits en regard de la figure 1.
Le moyen 330 de compression, de vaporisation et de fourniture est préférentiellement alimenté en GNL grâce à une pompe 325. Cette pompe 325 est, par exemple, une pompe cryogénique à haute-pression, de type à piston par exemple.
Le moyen 330 de compression est, par exemple, formé d’une pompe à haute pression cryogénique dont la pression de sortie est, par exemple, comprise entre 250 et 300 bar.
Le moyen d’odorisation 305 est, par exemple, un injecteur d’un fluide présentant une odeur perceptible par un être humain dans un flux de GNL. Cet injecteur peut présenter la forme d’un nébuliseur d’un composé odorisant. Ce fluide est, par exemple, composé de tétrahydrothiophène, également connu sous l’abréviation « THT >>.
Le réservoir 310 tampon est similaire en termes structurels au stockage 135 tampon tel que décrit en regard de la figure 1.
Le moyen 315 de fourniture est, par exemple, une prise de raccordement de type « GNC », pour Gaz Naturel Comprimé, compatible avec une prise de raccordement complémentaire d’un dispositif tiers.
Le moyen de fourniture 155 peut, selon les applications, alimenter en GNL soit uniquement le moyen d’odorisation 305, soit uniquement le stockage 135 tampon, soit présenter une déviation permettant la fourniture de GNL au stockage tampon 135 et/ou au moyen d’odorisation 305.
Dans des variantes, le dispositif 300 comporte, en amont du stockage 135 tampon, un moyen de détente 320 pour détendre le GNL comprimé à une valeur déterminée. Ce moyen 320 de détente est, par exemple, une vanne Joule-Thomson.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte un moyen 165 de fourniture de GNL issu de la capacité 105 à un dispositif tiers. Ce moyen 165 de fourniture est, par exemple, similaire au moyen 165 de fourniture tel que décrit en regard de la figure 1. Une pompe 175 de transfert de GNL peut également être prévue.
Dans des variantes, une vanne 335 de bypass peut être prévue pour contourner l’échangeur 170 de chaleur. Cette vanne 335 est commandée, par exemple, par un automate et cette vanne 335 est ouverte lorsque le dispositif 300 alimente un véhicule fonctionnant à une pression de 3 bar, par exemple.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte, entre la capacité de stockage 105 de GNL et le moyen 115 de combustion, un organe 125 de transfert de vapeur de GNL vers le moyen 115 de combustion.
L’organe 125 de transfert est, par exemple, similaire à l’organe 125 de transfert tel que décrit en regard de la figure 1.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte un capteur 130 de pression à l’intérieur de la capacité de stockage 105, l’organe 125 de transfert de vapeur de GNL étant actionné en fonction de la pression captée et d’une valeur de consigne prédéterminée.
Le capteur 130 de pression est, par exemple, similaire au capteur 130 de pression tel que décrit en regard de la figure 1.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte, en aval de l’organe 125 de transfert, un stockage 135 tampon pressurisé.
Le stockage 135 tampon est, par exemple, similaire au stockage 135 tampon tel que décrit en regard de la figure 1.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte, entre l’organe 125 de transfert et le stockage 135 tampon, un piquage 140 destiné à collecter et mélanger du gaz fourni par un dispositif tiers.
Le piquage 140 est, par exemple, similaire à au piquage 140 tel que décrit en regard de la figure 1.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte une batterie 145 de stockage de l’électricité produite par le moyen 115 de combustion de GNL.
La batterie 145 est, par exemple, similaire à la batterie 145 telle que décrite en regard de la figure 1.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte un échangeur 150 thermique pour vaporiser du GNL de la capacité de stockage 105, la vapeur en sortie de l’échangeur thermique étant fournie à la capacité de stockage.
L’échangeur 150 est, par exemple, similaire à l’échangeur 150 tel que décrit en regard de la figure 1.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte un moyen 330 de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage au moyen de combustion, ledit dispositif 300 comportant un échangeur 160 de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour vaporiser le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage 105 de GNL et le moyen 115 de combustion.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte un moyen 165 de fourniture de GNL à un dispositif tiers, ledit dispositif 300 comportant un échangeur 170 de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour chauffer le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage 105 de GNL et le moyen de fourniture de GNL au dispositif tiers.
L’échangeur 170 est, par exemple, similaire à l’échangeur 170 tel que décrit en regard de la figure 1.
Dans des modes de réalisation, le moyen 115 de combustion est un moyen de cogénération de chaleur et d’électricité, la chaleur générée étant transférée à un flux de fluide caloporteur, le fluide caloporteur chauffé étant transféré à au moins un échangeur de chaleur entre le GNL et ledit fluide caloporteur chauffé, le fluide 5 caloporteur refroidi au cours de chaque dit échange étant fourni au moyen de combustion.
Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte une pompe 175 de transfert du GNL issu de la capacité de stockage vers le moyen, 155 et 165, de fourniture de GNL.
Claims (16)
1. Dispositif (100, 300) autonome de fourniture d’électricité, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une capacité de stockage (105) de Gaz Naturel Liquéfié (ci-après « GNL ») comportant une entrée (110) d’alimentation en GNL,
- un moyen (115) de combustion de GNL, fourni par la capacité de stockage, pour produire de l’électricité,
- un moyen (120) de fourniture d’électricité à un dispositif tiers et
- un moyen (155, 165) de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage à un dispositif tiers et/ou au moyen (115) de combustion.
2. Dispositif (100, 300) selon la revendication 1, qui comporte, entre la capacité de stockage (105) de GNL et le moyen (115) de combustion, un organe (125) de transfert de vapeur de GNL vers le moyen de combustion.
3. Dispositif (100, 300) selon la revendication 2, qui comporte un capteur (130) de pression à l’intérieur de la capacité de stockage (105), l’organe (125) de transfert de vapeur de GNL étant actionné en fonction de la pression captée et d’une valeur de consigne prédéterminée.
4. Dispositif (100, 300) selon l’une des revendications 2 ou 3, qui comporte, en aval de l’organe (125) de transfert, un stockage (135) tampon pressurisé.
5. Dispositif (100, 300) selon la revendication 4, qui comporte, entre l’organe (125) de transfert et le stockage (135) tampon, un piquage (140) destiné à collecter et mélanger du gaz fourni par un dispositif tiers.
6. Dispositif (100, 300) selon l’une des revendications 1 à 5, qui comporte une batterie (145) de stockage de l’électricité produite par le moyen (115) de combustion de GNL.
7. Dispositif (100, 300) selon l’une des revendications 1 à 6, qui comporte un échangeur (150) thermique pour vaporiser du GNL de la capacité de stockage (105), la vapeur en sortie de l’échangeur thermique étant fournie à la capacité de stockage.
8. Dispositif (100, 300) selon l’une des revendications 1 à 7, comportant un moyen (155, 330) de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage au moyen (115) de combustion, qui comporte un échangeur (160) de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour vaporiser le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage (105) de GNL et le moyen (115) de combustion.
9. Dispositif (100, 300) selon l’une des revendications 1 à 8, comportant un moyen (165) de fourniture de GNL à un dispositif tiers, qui comporte un échangeur (170) de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur, configuré pour chauffer le GNL, ledit échangeur de chaleur étant positionné entre la capacité de stockage (105) de GNL et le moyen de fourniture de GNL au dispositif tiers.
10. Dispositif (100) selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel le moyen (115) de combustion est un moyen de cogénération de chaleur et d’électricité, la chaleur générée étant transférée à un flux de fluide caloporteur, le fluide caloporteur chauffé étant transféré à au moins un échangeur de chaleur entre le GNL et ledit fluide caloporteur chauffé, le fluide caloporteur refroidi au cours de chaque dit échange étant fourni au moyen de combustion.
11. Dispositif (100, 300) selon l’une des revendications 8 à 10, qui comporte une pompe (175, 325) de transfert du GNL issu de la capacité de stockage vers le moyen (155, 165, 330) de fourniture de GNL.
12. Dispositif (300) selon l’une des revendications 8 à 11, qui comporte :
- un moyen d’odorisation (305) du GNL échauffé en sortie de l’échangeur (160) de chaleur,
- un réservoir (310) tampon de stockage du gaz odorisé et
- un moyen (315) de fourniture du gaz odorisé à un dispositif tiers.
13. Dispositif (300) selon la revendication 12, qui comporte un moyen (330) de compression, de vaporisation du GNL et de fourniture du GNL vaporisé au moyen dOdorisation (305).
5
14. Dispositif (300) selon la revendication 13, qui comporte un moyen (320) de détente pour détendre le GNL comprimé à une valeur déterminée en amont du réservoir (135) tampon.
15. Dispositif (300) selon l’une des revendications 8 à 14, qui comporte une vanne
10 (335) de bypasse de l’échangeur (170) de chaleur.
16. Procédé (200) de fourniture d’électricité autonome, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une étape (205) d’alimentation en GNL dans une capacité de stockage,
15 - une étape (210) de stockage de Gaz Naturel Liquéfié (ci-après « GNL >>),
- une étape (215) de combustion de GNL stocké pour produire de l’électricité,
- une étape (220) de fourniture d’électricité à un dispositif tiers et
- une étape (225) de fourniture de GNL issu de la capacité de stockage à un dispositif tiers et/ou à l’étape de combustion
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1761148A FR3074255B1 (fr) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Dispositif et procede autonome de fourniture d'electricite |
| PCT/FR2018/052958 WO2019102156A1 (fr) | 2017-11-24 | 2018-11-22 | Dispositif et procédé autonome de fourniture d'électricité |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1761148A FR3074255B1 (fr) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Dispositif et procede autonome de fourniture d'electricite |
| FR1761148 | 2017-11-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3074255A1 true FR3074255A1 (fr) | 2019-05-31 |
| FR3074255B1 FR3074255B1 (fr) | 2021-06-04 |
Family
ID=61802034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1761148A Active FR3074255B1 (fr) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Dispositif et procede autonome de fourniture d'electricite |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3074255B1 (fr) |
| WO (1) | WO2019102156A1 (fr) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3113702A1 (fr) * | 2020-09-02 | 2022-03-04 | Safran | Circuit de carburant cryogenique a recondensation |
| FR3123890B1 (fr) * | 2021-06-14 | 2023-05-12 | Safran | Système et procédé de conditionnement de carburant configuré pour alimenter un turbomoteur d’aéronef à partir de carburant issu d’un réservoir cryogénique |
| US20230022809A1 (en) * | 2021-07-22 | 2023-01-26 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Dual cycle intercooled engine architectures |
| FR3133412A1 (fr) * | 2022-03-14 | 2023-09-15 | Rafaut | Dispositif aeronautique de distribution de gaz |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005351299A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Komatsu Gas Kk | 燃料ガス供給設備 |
| US20140000275A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Icr Turbine Engine Corporation | Lng fuel handling for a gas turbine engine |
| US20140174106A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | General Electric Company | Cryogenic tank assembly |
| KR20160146253A (ko) * | 2015-06-12 | 2016-12-21 | 연세대학교 산학협력단 | 가스 또는 전력 공급을 위한 부유식 콘크리트 구조물 |
-
2017
- 2017-11-24 FR FR1761148A patent/FR3074255B1/fr active Active
-
2018
- 2018-11-22 WO PCT/FR2018/052958 patent/WO2019102156A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005351299A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Komatsu Gas Kk | 燃料ガス供給設備 |
| US20140000275A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Icr Turbine Engine Corporation | Lng fuel handling for a gas turbine engine |
| US20140174106A1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | General Electric Company | Cryogenic tank assembly |
| KR20160146253A (ko) * | 2015-06-12 | 2016-12-21 | 연세대학교 산학협력단 | 가스 또는 전력 공급을 위한 부유식 콘크리트 구조물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019102156A1 (fr) | 2019-05-31 |
| FR3074255B1 (fr) | 2021-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019102156A1 (fr) | Dispositif et procédé autonome de fourniture d'électricité | |
| US8443820B2 (en) | Fuel distribution in multi-fuel tank compressed gas fuel systems | |
| FR3022233B1 (fr) | Dispositif et procede de fourniture de fluide | |
| EP3650741B1 (fr) | Procédé et installation de stockage et de distribution d'hydrogène liquéfié | |
| KR102438790B1 (ko) | 벙커링 선박 | |
| ES2271239T3 (es) | Estacion de aprovisionamiento de hidrogeno. | |
| WO2019102155A1 (fr) | Dispositif et procédé de fourniture de gaz naturel liquéfié | |
| KR102142006B1 (ko) | 기체 및 액체수소 복합 충전시스템 | |
| CA2801071A1 (fr) | Element modulaire de distribution de gaz sous pression et installation correspondante | |
| EP3763990B1 (fr) | Dispositif et procédé de remplissage de réservoirs | |
| US10539271B2 (en) | Compressed and liquified natural gas storage and dispensing system | |
| EP3653922A1 (fr) | Installation et procédé de remplissage de réservoirs de gaz sous pression | |
| FR3077867A1 (fr) | Procede et systeme de traitement de gaz d'une installation de stockage de gaz pour un navire de transport de gaz | |
| WO2021233964A1 (fr) | Dispositif et procédé de transfert de fluide cryogénique | |
| JP2013527385A (ja) | 水素分配システム及びその方法 | |
| AU2018344229B2 (en) | Fuel cell system | |
| FR3066189A1 (fr) | Dispositif et procede d'alimentation en combustible d'une installation de production d'energie | |
| WO2018015640A1 (fr) | Module et systeme de depressurisation d'un reservoir cryogenique. | |
| EP2734436A1 (fr) | Navire équipé d'un système de stockage de carburant et procédé correspondant | |
| EP3892911B1 (fr) | Dispositif et procédé de remplissage de réservoirs de gaz sous pression | |
| EP3862618B1 (fr) | Procédé de livraison de gaz liquéfié | |
| WO2019073177A1 (fr) | Systeme d'echangeurs de chaleur en particulier pour une trigeneration solaire | |
| KR20190114461A (ko) | 벙커링 선박 | |
| JP2005207561A (ja) | 燃料ガススタンド及び燃料ガス供給方法 | |
| JP2004286189A (ja) | 充填装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190531 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |