Faisons une comparaison des carburants : Gaz naturel vs Hydrogène

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De nombreux opérateurs de parcs commerciaux pensent à la transition de leurs véhicules aux moteurs à hydrogène ou au gaz naturel. Ces carburants peuvent être d’excellentes façons de réduire les émissions. Les deux options de carburant présentent des similitudes et des différences dans une variété de domaines. Par exemple, l’hydrogène et le gaz naturel sont principalement utilisés sous leur forme gazeuse dans les applications de véhicules. Cela conduit à des similitudes dans certains composants. D’un autre côté, il y a un énorme écart dans leur disponibilité, ce qui entraîne différents degrés d’adoption.

Moteurs au gaz naturel et à hydrogène : comparaison de matériel de véhicule

Les moteurs au gaz naturel et à hydrogène sont tous deux allumés par bougie. Plusieurs de leurs composants sont donc semblables, y compris le bloc-moteur, les culasses de cylindre et le système d’allumage.

Comme c’est le cas pour tous les véhicules, la sécurité est une considération primordiale. Les véhicules à hydrogène et au gaz naturel incorporent des réservoirs de carburant à haute pression pour répondre aux exigences de sécurité communes. Cependant, les véhicules au gaz naturel comprimé (GNL) gardent généralement le gaz naturel à des pressions d’environ 3 600 psi. Les véhicules à hydrogène stockent leur carburant à des pressions de jusqu’à 10 000 psi, ce qui est plus élevé que la pression au fond de l’océan. De telles pressions élevées sont nécessaires parce que les molécules d’hydrogène contiennent moins d’énergie que les molécules de gaz naturel. Ainsi, pour transporter la même quantité d’énergie à bord d’un véhicule, davantage de molécules d’hydrogène doivent être poussées dans le même réservoir, ce qui entraîne une pression plus élevée.

Cela signifie qu’il est plus difficile de concevoir et de fabriquer des réservoirs de stockage sûrs et légers pour les véhicules à hydrogène. Le stockage d’hydrogène est, en fait, un champ d’innovation florissante. C’est pourquoi Cummins s’est associée à NPROXX, un innovateur et fabricant de réservoirs d’hydrogène de pointe. Ce partenariat améliore les capacités de Cummins en matière de technologies de production de piles à carburant et d’hydrogène.

Gaz naturel et hydrogène : quel carburant offre les meilleures réductions de NOx et de gaz à effet de serre?

Le gaz naturel et l’hydrogène vert sont des carburants de remplacement qui aident à réduire les émissions dans le secteur des transports. Le remplacement d’une centaine d’autobus de ville diesel plus anciens par des autobus au gaz naturel avec le moteur au gaz naturel L9N de Cummins aurait le même impact que de prendre 280 voitures à essence hors de la route. C’est considérable, mais les véhicules au gaz naturel libèrent encore du CO2 lors de la combustion du gaz naturel naturel.

En revanche, les véhicules à hydrogène ont des émissions de gaz à effet de serre de réservoir à roue presque nulles, tant qu’ils tournent à l’hydrogène vert. Ils peuvent réduire les émissions de +99 % par rapport au diesel. Vous pouvez en apprendre plus sur la façon dont les réductions d’émissions d’hydrogène verte se comparent aux différents carburants de remplacement.

Le passage à l’un ou l’autre type de véhicule peut également entraîner une réduction des émissions de polluants atmosphériques. Ni l’un ni l’autre ne génère de suie ni de très faibles quantités de monoxyde de carbone et de polluants organiques. Les moteurs au gaz naturel génèrent des quantités extrêmement faibles de NOx. Pour tenir compte des petites traces d’émissions de NOx du tuyau d’échappement des moteurs à hydrogène, un système de traitement après traitement pourrait être nécessaire. Les véhicules à piles à hydrogène, d’un autre côté, ne produisent aucun NOx ou d’autres polluants atmosphériques. Les moteurs à combustion interne et les piles à carburant à hydrogène ont des cas d’utilisation complémentaires. Les deux investissent dans l’économie et l’infrastructure de l’hydrogène.

Certains parcs se sont déjà tournés vers les moteurs au gaz naturel afin de réduire leurs émissions de GES de 13 à 18 %. Une réduction qui peut même devenir négative au carbone avec le gaz naturel renouvelable des décharges.

Gaz naturel et hydrogène : quelles sont certaines des limitations de l’infrastructure ?

En 2021, il y avait environ 1 500 stations de ravitaillement privées et publiques offrant du gaz naturel comprimé (CNG) aux États-Unis. Lorsqu’on compare le GNL aux autres carburants, il n’est pas aussi universellement offert que l’essence et le diesel. Le réseau de distribution de CNG est encore beaucoup plus dense que le réseau de distribution d’hydrogène vert. Au moment de la publication, il n’y a que 67 stations de ravitaillement en hydrogène publiques aux États-Unis, et presque toutes se trouver en Californie.

L’absence d’un réseau de carburant dense signifie que l’hydrogène n’est pas encore une option pour de nombreux cas d’utilisation. Dans la plupart des cas, l’achat d’un véhicule à hydrogène n’est pas une option réalisable, car l’infrastructure de ravitaillement n’est pas largement disponible. La Californie, le Japon et certaines régions d’Europe sont des exceptions où la propriété d’un véhicule à hydrogène est plus réalisable.

Pour les véhicules commerciaux, l’absence d’options de carburant existantes peut être plus facile à surmonter. Les entreprises intéressées à passer à l’hydrogène pourraient avoir la possibilité de construire des stations de ravitaillement privées à hydrogène dans un dépôt de véhicules central. Ces stations peuvent être construites de la même manière que le CNG, une pratique actuelle, ou elles peuvent placer des stations de ravitaillement le long de routes fixes entre, par exemple, les centres de distribution.

Est-ce que nous nous dirigeons vers une plus grande disponibilité en hydrogène?

Il y a beaucoup d’intérêt dans l’industrie autour de l’utilisation de moteurs à hydrogène dans les applications de poids moyen et lourd comme les autobus et les camions. D’autres solutions de rechange à faible teneur en carbone, comme la technologie électrique de batterie, ne sont pas toujours pratiques pour ces applications. C’est pourquoi Cummins développe des moteurs à hydrogène pour une utilisation dans les véhicules de poids moyen et lourd.

Si les utilisateurs commerciaux adoptent des véhicules à hydrogène, il est possible que les stations de ravitaillement en hydrogène deviennent plus fréquentes. Si c’est le cas, les véhicules à hydrogène pourraient devenir une option pratique pour davantage d’utilisateurs, y compris les véhicules potentiellement privés. Cela allait conduire à la construction de stations de ravitaillement en hydrogène supplémentaires et à attirer davantage d’utilisateurs vers les véhicules à hydrogène. Cummins continue d’investir dans la production d’hydrogène et les technologies d’électrolyseur.

Les véhicules électriques à batterie ont tendance à être plus populaires que les véhicules à hydrogène dans le secteur du transport personnel. Mais il y a eu un progrès insérable en matière de technologie de l’hydrogène vert, de capacité de production et d’infrastructure de distribution. Si l’hydrogène vert continue sur cette voie, les contraintes de disponibilité seront de moins en moins un facteur pour les opérateurs de parc qui cherchent à changer de véhicule à un carburant de remplacement. Si vous êtes intéressé à en apprendre plus, n’oubliez pas de consulter les réponses aux questions fréquentes sur les moteurs à hydrogène.


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Puneet Singh Jhawar

Puneet Singh Jhawar

Puneet Singh Jhawar est directeur général de l’entreprise mondiale du gaz naturel pour Cummins Inc. Dans ce rôle, il est responsable de la vision des produits, de la gestion financière et de la performance globale du secteur du gaz naturel. Au cours de ses 14 années de carrière chez Cummins, M. Jhawar a cultivé des relations réussies avec plusieurs des plus grands clients de Cummins. Jhawar a une vaste expérience à l’échelle mondiale, avec des rôles basés au Moyen-Orient, en Inde, en Europe et aux États-Unis.

Un moteur peut-il fonctionner à l’hydrogène?

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Vos questions sur l’hydrogène ont répondu


 

Les entreprises qui travaillent à atteindre leurs objectifs en matière de décarbonisation s’intéressent de plus en plus aux groupes moteurs à hydrogène. Au cours de la dernière année, des entreprises de pointe comme Tata Motors, Bu cummins industries et Werner Enterprises se sont dits intéressées par le moteur à hydrogène Cummins de 15 litres. Davantage d’entreprises de pointe peuvent tirer parti de solutions alimentées à l’hydrogène pour se décarboniser à mesure que ces technologies deviennent plus rentables et largement disponibles.

Existe-t-il un moteur qui fonctionne à l’hydrogène?

Oui. Les moteurs à combustion interne à hydrogène fonctionnent de la même manière que les moteurs diesel. L’hydrogène est brûlé de la même façon qu’un moteur à combustion interne traditionnel brûle de l’essence ou du diesel. Les moteurs à hydrogène ont des émissions presque nulles et n’émettent pas de composés organiques volatils ou de suie. En fait, les moteurs à hydrogène peuvent offrir une réduction de plus de 99 % des émissions de carbone par rapport au diesel. On considère qu’il s’agit d’une technologie à zéro carbone.

Cummins est le chef de file de l’industrie des transports avec ses moteurs à combustion interne à hydrogène. Ces moteurs sont en cours de développement avec les conceptions de véhicules actuelles en tête et visent à faciliter la transition vers l’hydrogène pour les MEO et leurs clients. La plateforme agnostique de carburant de Cummins comprend un moteur à hydrogène de 15 litres et de 6,7 litres. Cela offre les avantages d’une architecture de base commune et d’une capacité de carburant au carbone faible à zéro. Ainsi, verra-t-on jamais un camion à hydrogène de sitôt ?

Le moteur à combustion interne à hydrogène de 15 litres devrait atteindre sa pleine production en 2027. À ce jour, Cummins a lancé deux camions concept ICE à hydrogène. L’un était un camion concept de poids lourd comportant le X15H, et l’autre était un camion concept de poids moyen alimenté par le B6.7H. Les deux concepts truck répliquent une production de véhicule réalisable et démontre un ajustement facile d’intégration sans impact sur la charge utile ou les exigences d’espace. La portée de fonctionnement du camion lourd devrait être de plus de 500 milles et atteindre 500 HP. Il dispose d’un système de stockage d’hydrogène à haute capacité de 700 bars à pression de 80 kg.

Ce moteur de poids moyen devrait atteindre environ 290 HP et une puissance de pointe de 1200 Nm. Cummins recherche des caractéristiques de performance semblables à celle d’un moteur diesel compatible avec les transmissions, les transmissions et les ensembles de refroidissement existants.

Les moteurs à hydrogène ont-ils besoin de bougies d’allumage?

Oui. L’ice à hydrogène a besoin de bougies d’allumage. Le processus de combustion de l’hydrogène est similaire aux moteurs qui utilisent du gaz naturel, ou de l’essence. L’hydrogène est stocké dans des réservoirs à haute pression et est alimenté dans la chambre de combustion du moteur où il est mélangé à de l’air. Une bougie d’allumage allume le mélange, qui s’allume rapidement. La pression créée dans la chambre de combustion déplace les pistons, ce qui entraîne le carter, ce qui provoque un mouvement rotatif. En raison du besoin de bougies d’allumage, il est crucial de respecter les intervalles d’entretien recommandés, qui peuvent différer de ceux des véhicules diesel.

Les moteurs diesel peuvent-ils fonctionner à l’hydrogène?

Non. Bien que les véhicules avec ICEs diesel partagent beaucoup de choses en commun avec les ICEs à hydrogène, un ICE diesel ne peut pas fonctionner à l’hydrogène seul. Les ICEs diesel fonctionnent sur un cycle d’allumage par compression et, par conséquent, ne sont pas des bougies d’allumage. Alors que les ICEs d’hydrogène fonctionnent à l’allumage par étincelle et, par ce fait, nécessitent des bougies d’allumage du carburant.

De plus, les H2-ICEs intègrent un certain nombre de caractéristiques requises pour un fonctionnement sécuritaire et efficace. Cela inclut les réservoirs de stockage à haute pression qui font l’objet de tests et de certifications normalisés rigoureux de l’industrie. Cummins et NPROXX ont annoncé une coentreprise pour offrir des options de stockage d’hydrogène en tête de l’industrie. Les deux moteurs ont également des systèmes de traitement après-échappement très différents. Un système d’échappement ice pour diesel est conçu pour réduire les émissions de NOx et de matières particulaires. En revanche, un système d’échappement ICE à hydrogène est plus simple en raison des NOx inférieurs et pratiquement pas d’émissions de matières particulaires.

Quelles sont les similitudes entre les moteurs au diesel et à hydrogène ?

Cependant, les moteurs au diesel et à hydrogène ont des similitudes. Afin de tirer pleinement parti de la similitude entre ces moteurs et de créer des solutions optimales pour ses clients, Cummins développe des plateformes de moteur à agnostic de carburant. Ces plateformes sont constituées d’une architecture de moteur de base autour de laquelle un ensemble de groupes moteurs optimisés pour différents carburants peut être construit. Chaque moteur fonctionnera ensuite à l’aide d’un seul carburant. Cette approche permet aux MEO d’offrir plus facilement des versions d’un même véhicule fonctionnant avec différents carburants.

Les utilisateurs finaux exploitant des parcs à carburants mixtes bénéficient également de l’utilisation de moteurs dérivés de la même plateforme. Par exemple, le degré élevé de points communs entre les pièces facilite la gestion des stocks de pièces et la communité des pratiques d’entretien.

L’intérêt des clients pour les groupes moteurs à hydrogène est de plus en plus grand. Les entreprises et les parcs qui utilisent la technologie de moteur à carburant agnostique de Cummins seront bien positionnés pour passer à un parc alimenté à l’hydrogène à mesure que le carburant à hydrogène devient un plus largement disponible. Bien que les véhicules à hydrogène utilisent différents systèmes de carburant et le stockage à bord de l’hydrogène, les mécaniciens et les conducteurs auront déjà une familiarité avec les moteurs. Ce voyage vers l’adoption de véhicules alimentés à l’hydrogène est beaucoup plus économique que de partir de zéro.

Cummins est prêt à s’associer à des clients intéressés à passer à des véhicules alimentés à l’hydrogène et à les aider à se décarboniser et à atteindre leurs objectifs environnementaux. Si vous êtes intéressé à en apprendre plus, n’oubliez pas de consulter les réponses aux questions fréquentes sur les moteurs à hydrogène.

Jim Nebergall

Jim Nebergall

Jim Nebergall est directeur général du secteur des moteurs à hydrogène de Cummins Inc. et dirige les efforts mondiaux de l’entreprise en matière de commercialisation de moteurs à combustion interne alimentés à l’hydrogène. Les moteurs à combustion interne à hydrogène sont une technologie importante dans la voie accéléré de la décarbonisation de l’entreprise.

Jim s’est joint à Cummins en 2002 et a occupé de nombreux rôles de direction à l’échelle de l’entreprise. Plus récemment, il a été directeur de la stratégie et de la gestion des produits pour le secteur des moteurs sur route nord-américain. Jim est passionné par l’innovation et a consacré sa carrière de Cummins à l’avancement de la technologie qui améliore l’environnement. Il a repoussé les limites de l’innovation axée sur le client pour positionner Cummins en tant que fournisseur de choix pour groupes motopropulseurs, gérant un portefeuille allant du diesel de pointe au gaz naturel aux groupes motopropulseurs hybrides.

Jim est diplômé de la Purdue University avec un baccalauréat en ingénierie électrique et informatique. En 2007, il a obtenu une maîtrise en administration des affaires de l’Indiana University.

Qu’est-ce qu’un moteur diesel et quels en sont les différents types et composants?

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Les moteurs diesel de pointe alimentent plusieurs des industries les plus vitales au monde. Les bateaux, les barges et les semis déplacent la plupart des produits que les consommateurs utilisent tous les jours. Les équipements agricoles nous permettent de disposer de la nourriture et des ressources naturelles dont nous avons besoin. L’équipement de construction alimente notre infrastructure.

Mais qu’est-ce qu’un moteur diesel exactement? Comment cela fonctionne-t-il? Et quelles sont les pièces et les caractéristiques principales d’un moteur diesel? Apprenez-en plus sur les bases dans ce blog.

Qu’est-ce qu’un moteur diesel?

En ce qui regarde la définition la plus élevée du moteur diesel, un moteur diesel est un type de moteur à combustion interne. Les moteurs à combustion interne sont des moteurs thermiques qui produisent de la puissance par la combustion d’un type de carburant et d’un oxydation. Dans le cas d’un moteur diesel, l’air et le carburant diesel sont comprimé pour produire de l’énergie mécanique.

Mais comment fonctionne un moteur diesel exactement? C’est un processus assez simple. Pour débuter, l’air est pompé dans les cylindres. Ensuite, les pistons compriment l’air entre 14 et 25 fois, produisant de la chaleur. Une fois l’air comprimé, les injecteurs de carburant pulvérisent le carburant diesel dans les cylindres. L’introduction du carburant diesel dans l’air chaud provoque l’allumage du mélange, produisant de l’énergie chimique. La combustion pousse le piston hors du cylindre, ce qui transforme l’énergie chimique en énergie mécanique. Ce processus se répéte des centaines de milliers de fois par minute pour produire assez d’énergie pour alimenter un véhicule.

Quels sont les deux types de moteurs diesel?

Il existe diverses façons d’insérifier les groupes moteurs diesel. En général, ils sont insérezés par la quantité d’alimentation qu’ils peuvent obtenir (petites, moyennes et grandes). Cependant, une autre façon de les distinguer, c’est en regardant le nombre de courses (moteurs à 2 temps et moteurs à 4 temps) utilisés pour terminer un cycle de moteur. Comme vous pouvez le croire, les moteurs à 2 temps utilisent deux temps tandis que les moteurs à 4 temps en utilisent quatre. Examinons de plus près chacun des deux types de moteurs diesel :

Moteur diesel à 2 temps
Les moteurs à 2 temps permettent un cycle moteur complet en seulement deux temps. Essentiellement, au début du cycle, l’air entre dans le cylindre, inséant tout vieil air. Ensuite, le processus de compression se produit. À mesure que le piston s’approche du haut du cylindre, du carburant diesel est ajouté, produisant de l’énergie chimique. Cette énergie pousse le piston vers le bas, envoyant de l’énergie mécanique aux roues.

Les moteurs diesel à 2 temps sont généralement les plus légers et les plus petits des deux types. Cependant, le fonctionnement à deux temps seulement signifie qu’il est plus vulnérable à l’usure, ce qui est l’une des raisons pour lesquelles les moteurs à 2 temps sont moins fréquents.

Moteur diesel à 4 temps
Dans un moteur à 4 temps, les pistons se déplacent de haut en bas deux fois pour un total de quatre temps. En plus des courses de compression et d’échappement (décrites ci-dessus), les pistons ont également des courses de retour. Essentiellement, le processus commence avec le dessin de l’air dans le cylindre lorsque le piston se déplace vers le bas. À mesure que le piston se déplace, l’air est comprimé. Une fois le piston atteint le haut du cylindre, le carburant est injecté, ce qui provoque l’allumage. Lors de l’allumage, le piston est poussé vers le bas et l’énergie mécanique est libérée sur les roues. Enfin, le piston se déplace en arrière pour faire de l’insipipation les gaz qui manquent.

Les moteurs à 4 temps sont la variété la plus fréquente, utilisée dans la plupart des camions diesel et des automobiles.

Quelles sont les pièces principales d’un moteur diesel?

Les moteurs diesel sont composés de dizaines de pièces. Cependant, la liste des pièces de moteur ci-dessous fournit des renseignements sur neuf des composants les plus vitaux.

●    Bloc – En tant que base du moteur diesel moderne, le bloc est l’endroit où se trouve toutes les pièces du processus de combustion interne de base. Le bloc a un espace ouvert pour chaque cylindre, où la combustion se produit.
●    Pistons – Les pistons créent le fond de la chambre de combustion, se déplaçant de haut en bas dans le cylindre pendant que le moteur fonctionne. Le mouvement des pistons crée la compression de l’air qui mène à la combustion.
●    Culasse de cylindre – la culasse de cylindre ferme le haut de l’espace ouvert dans le bloc pour atteindre la chambre où se produit la combustion. Cette tête peut être d’une seule unité pour couvrir tous les cylindres ou plusieurs unités qui couvrent une section.
●    Soupapes – Avec le cylindre fermé par le piston au dessous et la culasse de cylindre en haut, il doit y avoir un moyen de faire sortir l’air frais et les gaz qui manquent. C’est là que les soupapes entrent en place. Il y a généralement deux soupapes pour l’air et deux pour l’échappement pour chaque cylindre.
●    Injecteurs de carburant – Maintenant, il doit y avoir un moyen d’obtenir du carburant à l’intérieur du cylindre, alors il y a quelque chose à faire dans la combustion. Ces composants sont une partie complexe du processus, pulvérisant le carburant selon des modèles très précis avec une synchronisation très contrôlée.
●    Arbre à cames – Plutôt que de compter sur un système électrique pour ouvrir les soupapes et l’injection de carburant, la plupart des moteurs utilisent un processus mécanique. Les révolutions de l’arbre à cames contrôlent la synchronisation de ces événements par lobes sur l’arbre qui les ont mis en mouvement.
●    Tiges de connexion – ces pièces se connectent à un piston au bas du bras et transportent la force de la combustion jusqu’au crankshaft.
●    Le crankshaft – le crankshaft transfère le mouvement linéaire de combustion (la partie de haut en bas du processus de combustion) en un mouvement rotal.

Vous pouvez compter sur les moteurs diesel Cummins

Dignes de confiance partout dans le monde, les moteurs diesel Cummins Inc. sont les moteurs les plus puissants et les plus fiables. Que vous cherchiez un moteur à utiliser sur la route, sur l’eau, au chantier ou à la ferme, la gamme diversifiée de moteurs de Cummins est adaptée à vos besoins. Si vous êtes intéressé par les composants d’un moteur diesel, n’oubliez pas d’explorer les innovations clés qui ont façonné le moteur diesel moderne que nous connaissons aujourd’hui.

Si vous recherchez une performance et un moteur en qui vous pouvez avoir confiance, fiez-vous à Cummins. Explorez la gamme complète de moteurs diesel ou tendez la main dès aujourd’hui.
 

Pourquoi les centres de données réfléchissent différemment à l’énergie

Data Center

Les centres de données sont la colonne vertébrale de notre économie numérique mondiale en rapide évolution. Avec la demande croissante en énergie informatique, il est de plus en plus important d’avoir des sources d’énergie fiables et durables. Au cours des dernières décennies, les architectures des centres de données ont reflété les avantages d’une infrastructure de réseau électrique suffisante et fiable.

Maintenant, ils incorporent des actifs de stockage de batteries et de production d’électricité de secours sur place pour assurer une alimentation électrique ininterrompue pendant les pannes de réseau. Le besoin de répondre aux défis en matière de disponibilité énergétique, de durabilité et d’abordabilité s’intensifie pour les opérateurs de centres de données. Par conséquent, ils reconnaissent un certain nombre de forces du marché qu’ils doivent s’adapter à et se regarder vers l’avenir.

L’ESG et la décarbonisation ne sont plus une analyse 

Les centres de données représentent de 1 % à 1,5 % de l’utilisation mondiale de l’électricité et les opérateurs reconnaissent leur impact sur l’environnement. Ils se fixent leurs propres objectifs d’entreprise afin de respecter et de dépasser les initiatives en matière d’environnement, de durabilité et de gouvernance (ESG) définies par les organismes de réglementation. Afin d’atteindre leurs objectifs en termes de comptabilité du carbone, les centres de données sont sous pression des gouvernements locaux afin qu’ils rapportent aux actionnaires et aux intervenants. Les investisseurs offrent également des incitatifs pour la conduite de la comptabilité du carbone. Les entreprises utilisent la classification comptable suivante des gaz à effet de serre (GES) dans leurs activités.

• Champ d’application 1 : émissions de GES provenant de l’alimentation générée par les actifs sur place. Les centres de données cherchent à réduire la portée liée à l’énergie de 1 émissions. Des exemples de ces technologies comprennent l’huile végétale hydrotraitée (HVO) plutôt que les génératrices alimentées au diesel, l’entreposage d’énergie des batteries de secours et les technologies de gaz naturel ou d’hydrogène.

• Portée 2 : émissions de GES provenant de la puissance consommée à partir du réseau. Ce sont la majeure partie des émissions des centres de données. Pour lutter contre cela, les centres de données concluent des ententes pour se sourcer d’énergie renouvelable à partir de sources éoliennes et solaires. Il s’agit d’une méthode rapide pour eux afin de réduire leur empreinte carbone. Il est beaucoup plus rapide que de continuer à acheter de l’électricité auprès de centrales thermiques.

• Champ 3 : émissions de GES de toutes les autres activités des centres de données, des fournisseurs en amont à leurs fonctions en aval. Par exemple, les émissions de GES associées à la production et à la livraison de leurs génératrices de secours.

En représentant les émissions des portées 1, 2 et 3, les centres de données ont accès à des renseignements précieux sur leurs impacts environnementaux. Cela les aide à identifier les domaines d’amélioration et à stimuler les innovations et les investissements technologiques qui peuvent réduire leur empreinte carbone. Alors qu’ils continuent de donner la priorité aux initiatives de ESG, l’industrie deviendra de plus en plus durable et mieux équipée pour relever les défis énergétiques et environnementaux de l’avenir.

Les actifs énergétiques des centres de données sur place sont soumis à des réglementations strictes en matière d’émissions

Les centres de données choisissent généralement les génératrices au diesel pour une alimentation de secours. Néanmoins, certaines autorités locales en matière de qualité de l’air ont des réglementations d’émissions d’échappement plus strictes que les normes nationales, comme les normes de l’EPA. Ces réglementations visent à limiter l’impact environnemental des centres de données et leurs actifs énergétiques sur place sont soumis à ces règlementations qui ont l’intention de limiter leurs impacts environnementaux. Pour y arriver, les organismes de réglementation peuvent limiter les émissions sur place en réduisant le nombre d’heures de fonctionnement permises pour la production d’électricité sur place.

Afin de se conformer, les opérateurs de centres de données et les fabricants d’actifs d’alimentation prennent des mesures pour réduire leur impact sur les communautés locales. Les fabricants développent de nouvelles calibrations de contrôle du moteur afin de réduire les émissions d’oxydes d’azote (NOx). Ils offrent également des systèmes de traitement des gaz d’échappement pour améliorer encore davantage la qualité de l’air. D’un autre côté, les centres de données conçoivent des stratégies de conformité afin d’ajuster leurs heures d’opération et de test afin de répondre à ces réglementations. Ils pourraient également intégrer une nouvelle technologie de production d’électricité et des solutions de carburant à faible teneur en carbone à leur portefeuille.

Solutions sur place aux contraintes du réseau électrique

Les centres informatiques à travers le monde exécutent plus de 18 millions serveurs. Ces serveurs ont mis une pression importante sur les grilles d’électricité locales. Il s’agit d’un problème particulièrement évident dans des régions comme la Virginie-Septentrionale et à Arlington, en Irlande, où les centres de données représentent une grande partie de la demande du réseau. Pour générer une partie de l’électricité qu’ils consomment avec leurs ensembles de génératrices de secours, les centres de données pourraient devoir dépasser leurs heures de fonctionnement autorisées. Le Department of Environmental Quality de la Virginie a envisagé de permettre temporairement cela pour résoudre le problème. De même, à Saint-Tropez, l’opérateur de transmission d’électricité de l’État a imposé des limites sur la quantité de centres de données d’électricité qui peuvent tirer du réseau. Cela a conduit à la nécessité d’une solution de puissance électrique de remplacement sur place.

La production d’électricité sur place peut combler l’écart entre les problèmes de encombrement du réseau causés par l’augmentation de la demande d’électricité. Les centres de données peuvent générer une partie de leur propre électricité à l’aide d’actifs de production d’électricité de secours. En ce moment, les ensembles de génératrices sont une technologie fiable et mature qui produit une perte d’alimentation à partir d’une petite empreinte physique. Au cours de la maturité des chaînes logistiques d’hydrogène, d’autres actifs comme les piles à hydrogène peuvent fournir de l’alimentation à faible teneur en carbone aux installations à l’avenir. Les développeurs de centres informatiques comprennent bien cela et évaluent les génératrices et d’autres nouvelles technologies pour la puissance électrique de base, pas seulement l’alimentation d’urgence.

Possibilités de monétisation par l’entremise de programmes de soutien pour le réseau

Les actifs d’alimentation pour centre informatique ont le potentiel d’être bénéfiques pour l’entreprise et les autres en participant à des programmes de soutien pour le réseau. Les centres de données peuvent accepter d’exploiter leurs actifs pendant les phases de pointe de la demande électrique de la journée. Cela pourrait comprendre l’exécution d’unités de climatisation à l’avitaumé au Texas en août, par exemple. Ils peuvent alors soit alimenter cette alimentation de nouveau au réseau, soit l’utiliser pour essentiellement enlever son centre de données du réseau.

Les agrégateurs d’énergie facilitent également la monétisation des actifs de production d’électricité plus facilement que jamais. Les agrégateurs signent un grand nombre de petites ressources de production d’électricité distribuées et les commercialisent comme s’ils étaient une centrale électrique virtuelle. L’ordonnance n 2222 de la Federal Energy Regulatory Commission facilite l’accès des ensembles de génératrices et des autres ressources énergétiques distribuées sur place aux marchés de gros de l’énergie aux États-Unis.

En participant à des programmes de soutien pour le réseau, les centres informatiques peuvent aider à rendre le réseau électrique plus résilient et fiable tout en profitant davantage à son entreprise.

Les centres de données changent leur façon de fonctionner en raison des forces du marché comme la réglementation, les objectifs de décarbonisation et la capacité du réseau. Heureusement, Cummins Inc. s’engage à travailler en partenariat avec les centres de données. Ce partenariat aidera les centres de données à atteindre leurs objectifs esG et à prospérer dans une industrie en évolution rapide. Ces occasions aident non seulement les centres de données à répondre aux demandes du marché, mais contribuent également à un avenir plus vert et plus durable.
 

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Comment fonctionnent les groupes moteurs diesel?

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Le principe de fonctionnement du moteur diesel a été achevé par l’inventeur Rudolf Diesel en 1892, et le premier prototype a été créé en 1897. Dans les années qui suivent, il a continué à travailler sur l’amélioration de sa théorie, et d’autres se sont vite rendu compte du potentiel de cette invention et ont commencé à faire leurs propres versions. Clessie Lyle Cummins a été l’une des personnes à reconnaître l’importance du moteur diesel. En 1919, il a fondé Cummins Engine Company dans le but d’améliorer la technologie diesel et de produire les meilleurs moteurs au monde. Grâce à sa vision, Cummins Inc. est maintenant un chef de file mondial, produisant des moteurs diesel de pointe pour des applications allant des camions lourds et des camionnettes pour les consommateurs aux industries extractives et au forage pétrolier.

Comment fonctionne un moteur diesel?

Rudolf Diesel a construit son moteur à combustion interne en se basant sur le cycle Carnote, un modèle idéal de la façon dont un moteur théorique pourrait maximiser l’efficacité. En réalité, ce modèle ne fonctionne pas puisque des facteurs comme la friction rendent l’efficacité maximale impossible. Cependant, le moteur diesel applique ce principe théorique d’une manière très pratique.

En général, un moteur diesel fonctionne à l’aide d’un piston pour comprimer l’air afin d’augmenter la température dans le cylindre, puis d’injecter du carburant diesel atomisé dans ce cylindre. Quand le carburant entre en contact avec la température élevée, il s’allume, ce qui crée de l’énergie qui fait baisser le piston en transférant de l’énergie au carter et à travers le groupe motopropulseur. Ce processus est répété maintes et maintes fois à une vitesse élevée, ce qui fait d’un moteur diesel un puissant morceau de technologie. Différents types de moteurs diesel auront des ratios de compression différents. Le rapport de compression du moteur diesel a une incidence sur la puissance de fonctionnement du moteur. Plus le rapport est élevé, plus de puissance est générée.

Une question fréquente concernant le fonctionnement des moteurs diesel ; pourquoi les moteurs diesel n’ont-ils pas de bougies d’allumage? La réponse simple est qu’un moteur diesel n’a pas besoin de bougies d’allumage parce que le carburant est allumé par la compression d’air. Ne vous embrouillez pas parce qu’il y a certaines parties d’un moteur diesel appelées « bougies de lueur ». Lorsque vous comparez une bougie de glow à une bougie d’allumage, vous verrez que leur raison d’être est différente. Une bougie d’allumage est utilisée pour allumer du carburant dans un moteur à essence ou au gaz naturel. Le bouchon de glow n’allume pas le carburant, mais il s’agit essentiellement d’un petit réchauffeur qui aide à chauffer l’air comprimé dans le cylindre. Les bougies de glow, entre autres avantages clés pour les moteurs diesel, sont particulièrement utiles lors du démarrage d’un moteur à froid.

Comment fonctionne un moteur diesel étape par étape?

Afin de comprendre le processus étape par étape, examinons les composants et les fonctions du moteur diesel.

● Bloc – En tant que base du moteur diesel moderne, le bloc est l’endroit où se trouve toutes les pièces du processus de combustion interne de base. Le bloc a un espace ouvert pour chaque cylindre, où la combustion se produit.
● Pistons – Les pistons créent le fond de la chambre de combustion, se déplaçant de haut en bas dans le cylindre pendant que le moteur fonctionne. Le mouvement des pistons crée la compression de l’air qui mène à la combustion.
● Culasse de cylindre – la culasse de cylindre ferme le haut de l’espace ouvert dans le bloc pour atteindre la chambre où se produit la combustion. Cette tête peut être d’une seule unité pour couvrir tous les cylindres ou plusieurs unités qui couvrent une section.
● Soupapes – Avec le cylindre fermé par le piston au dessous et la culasse de cylindre en haut, il doit y avoir un moyen de faire sortir l’air frais et les gaz qui manquent. C’est là que les soupapes entrent en place. Il y a généralement deux soupapes pour l’air et deux pour l’échappement pour chaque cylindre.
● Injecteurs de carburant – Maintenant, il doit y avoir un moyen d’obtenir du carburant à l’intérieur du cylindre, alors il y a quelque chose à faire dans la combustion. Ces composants sont une partie complexe du processus, pulvérisant le carburant selon des modèles très précis avec une synchronisation très contrôlée.
● Arbre à cames – Plutôt que de compter sur un système électrique pour ouvrir les soupapes et l’injection de carburant, la plupart des moteurs utilisent un processus mécanique. Les révolutions de l’arbre à cames contrôlent la synchronisation de ces événements par lobes sur l’arbre qui les ont mis en mouvement.
● Tiges de connexion – ces pièces se connectent à une tête de piston au bas du bras et transportent la force de la combustion jusqu’au crankshaft.
● Le crankshaft – le crankshaft transfère le mouvement linéaire de combustion (la partie de haut en bas du processus de combustion) en un mouvement rotal.

Chaque piston se synchronise avec l’autre piston pour équilibrer le moteur. Avec un moteur diesel à 4 temps, ces pièces se rassemblent pour produire l’événement de combustion en quatre étapes. Ces étapes sont les :

1. Course d’admission
Le piston se déplace vers le bas du cylindre, créant une pression négative qui attire l’air de la soupape d’admission ouverte pour remplir le cylindre d’air.
2. Course de compression
Les soupapes d’admission et d’échappement sont fermées et le piston se déplace du bas vers le haut, comprimé de l’air pour créer de la chaleur. À la fin de cette course, le carburant est injecté dans la chambre.
3. Course de puissance
Allumé par la chaleur de l’air comprimé, le carburant éclate, conduisant le piston vers le bas et créant la course de puissance qui transfère l’énergie à d’autres parties du moteur.
4. Course des gaz d’échappement
La soupape d’échappement est ouverte et le piston se déplace du bas vers le haut, repoussant tous les gaz d’échappement de l’événement de combustion.

Cummins : moteurs diesel pour aujourd’hui et demain

Chez Cummins, vous trouverez les moteurs les plus puissants et les plus fiables sur le marché aujourd’hui, qui continuent d’évoluer grâce à des innovations clés. Avec une large gamme de tailles et de spécifications, vous trouverez une gamme variée de moteurs qui s’adapteront à vos besoins spécifiques, quels qu’ils soient. Trouvez votre moteur Cummins parfait dès aujourd’hui. L’engagement de Cummins à créer des moteurs fiables avec une performance de pointe témoigne de leur dévouement envers les moteurs de demain. Cummins innove et teste constamment de nouvelles idées pour vous apporter le meilleur de la technologie des moteurs diesel, en suivant les traces de Clessie Cummins et de Rudolf Diesel.
 

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