Généralités sur les turbines et calculs

[SG.Hydro]

Supposons (pas le plus grands des hasards) que n'étant pas suffisamment calé (ou trop paresseux) en CFD pour utiliser adroitement OpenFOAM ou un truc équivalent on décide de réaliser un modèle réduit des son projet d'entré d'eau en siphon pour vérifier qu'il n'y ait pas de formation de vortex trop important aspirant de l'air, doit-on alors utiliser une similitude de Froude ou une similitude de Reynolds ?

J'étais parti sur l’utilisation de la similitude de Froude pour réaliser ce modèle réduit à l'échelle 1/10 de mon projet dont l'entré mesure du coup 580mm de large par 175 mm de haut avec un bec plongeant de 20mm (soit 1/10 de 5.8m x 1.75m et 0.2m de plongé du bec) avec un débit de 32l/s (débit grandeur nature 10.25m³/s avec la formule Q₂ = Q₁/n^5/2) et une hauteur de chute de 135mm (hauteur de chute moyenne de 1.35m avec la formule H₂ = H₁/n).
Le résultat serait-il pertinent ?

[aguirh]

Bonjour à tous,

Je fais appel pour la première fois à vos services et conseils.

J'ai un projet actuel de faisabilité microcentrale sur un seuil qui a déjà été équipe par le passé (ancienne tréfilerie) mais dont il ne subsiste plus rien, à part l'ancienne chambre d'eau sur le seuil (partiellement comblé).

On partirait sur un solution au fil de l'eau donc, mais j'hésite encore sur le choix le plus pertinent d'équipement. Pour reprendre les caractéristiques de notre site, on a un module à 10 M3/s environ, et une chute à l'étiage de 1,68m (à 2 M3/s). Celle-ci passe à 1.34 pour un débit de 42 m3/s (supérieur à Q95), donc une charge qui n'évolue pas tant que ça avec le débit.

J'ai fait plusieurs test de débits d'équipement (de 0.5 à 1.5 fois le module), et j'ai une puissance installée allant de 61 à 185 kW, pour une production annuelle esperée allant de 380 à 670 MWh.

La question que je me pose donc est sur le choix que j'ai pour le type de turbinage et son coût associé. Dois-je partir sur un kaplan DR équipé autour du module, ou deux vis qui me permettront de turbiner plus tôt (j'ai regardé en équipant avec deux turbines, mon gain de production s'étalerait de 1 à 6% par an environ), ou encore une roue à aubes? A priori, j'exclue la VLH au vu de mes débits sur mon cours d'eau.

Je précise que nous n'en sommes qu'au stade faisabilité et que je pas pour l'instant sur des grandes estimations, et je souhaiterai pour l'instant avoir si possible un avis sur ces différents équipements au vu de mon site, et le prix que ces dernières me coûteraient. Comme je le disais, le GC ne me semble pas trop important, puisque j'ai la place pour installer ma machinerie, moyennant un gros poste de terrassement évidemment.

Je vous remercie d'avance pour vos conseils,
Bonne journée,
Cordialement,

[MHEC]

Bonjour,

Dois-je partir sur un kaplan DR équipé autour du module

ABSOLUMENT !!!!! SANS HESITATION !!!!
C’est la meilleure machine au monde et remplace à elle seule 2 voire 3 turbines à VIS avec un rendement bien au-dessus de ces machines innovantes .

Celle-ci passe à 1.34 pour un débit de 42 m3/s

Gros problème !!! Désolé, pas assez de chute pour la DR. Vue ce débit important, il n’y a que la VLH qui s’en sort le mieux !!

Bon courage.

PV

[vandbast]

Quelles sont les contraintes pour un site exploitant une rivière en liste 1 :

- Passe à poissons
- Débit réservé (10% du débit nominal il me semble ?)
- Passe à canoë
- ?

Si elle est à vendre depuis longtemps, je pense aussi qu'elle ne doit pas être très intéressante (surtout avec un billet d'entrée à 280 K€).
Si on ajoute à ça une hauteur de chute brute de 2 m et un débit nominal de rivière à 5.37 m3/s. La centrale a une autorisation pour 130 KW mais compte tenu des valeurs précédentes je vois pas trop comment elle va les atteindre. Pour moi c'est une installation qui peut sortir 70 KW max.

A partir de là 2 questions me viennent à l'esprit :

1 - Comment fait on le lien entre le débit de la rivière et le débit qui arrive aux turbines ?
2 - Une turbine Banki ne serait elle pas plus efficace qu'une turbine Francis (turbine déjà en place sur l'installation) ? Connaissez-vous le rendement des turbines Banki en fonction de la hauteur de chute ? En hiver, pendant les phases où la riviére va être à 14 ou 15 m3/s, je pense qu'il ne va pas y avoir beaucoup de hauteur de chute.

[aguirh]

Gros problème !!! Désolé, pas assez de chute pour la DR. Vue ce débit important, il n’y a que la VLH qui s’en sort le mieux !!

Même si cette chute correspond à un débit qui n'est pas dépassé 95% du temps? Au module, j'ai toujours 1.65m de chute.

Le problème de la VLH (outre son coût plus important à priori), c'est qu'il faut que je l'équipe pour un débit déjà supérieur au module? comme je ne maitrise pas trop le rendement de la VLH, je risque quand même d'impacter ma prod si je ne turbine pas pour mes petits débits?

[ericnoharet]

Bonjour,

Dans l'absolu, la Kaplan double réglage est la meilleure machine en basse chute.

Une chute de 1.65m est largement suffisante pour une Kaplan DR, il suffit qu'elle soit dessinée pour. (celle de MHEC ne l'est pas!)

La VLH est une Kaplan simple réglage (pales) mais à vitesse variable.

Dans la gamme que je connais des VLH, effectivement les machines sont trop grosses.

On revient toujours au même problème pour l'équipement des basses chutes, ou la machine est grosse (donc chère) pour des puissances "réduites".

Il nous faudrait un fabricant qui fasse de la série en roues Kaplan de grand diamètre pour basse chute. Cela pourrait réduire les couts.

Eric

[MHEC]

Re-bonjour :

Au module, j'ai toujours 1.65m de chute

OK pour une chute brute, mais à pleine puissance, votre chute sera réduite de 0,20 m en prenant en compte les pertes de charge soit une chute net de 1,45 m !!!

Désolé Eric, je n’installe pas une DR sous 1,45 m

Paul

[CF21]

Bonjour

Il n'y a pas de raison "physique" qu'une turbine ne tourne pas sous 1,5 m ou même 1 m, il y avait toutes les hauteurs chez les fabricants de Francis basse chute du XIXe et début XXe siècle. Le problème est de trouver le constructeur contemporain, à un coût compatible avec les revenus attendus avec le H16 – en espérant que vous soyez en H16 neuf (jamais de production électrique) et pas complément de rémunération.

Peut-être Didier a-t-il sélectionné des fabricants européens ou asiatiques sérieux ?

Je croise régulièrement des sites à l'aval des rivières du coin, ayant 3 à 10 m3/s sous 1 à 1,5 m... et quand les gens sont intéressés, c'est toujours contrariant de n'avoir pas une offre bien identifiée sur cette gamme.

[aguirh]

Si j'ai bien compris, je ne suis pas sur en effet que le site en question soit éligible au nouveau contrat H16 à paraitre, celui-ci ayant turbiné (ancienne tréfilerie) dans les années 1860...

[Pascal70]

Bonsoir, il existe dans la gamme des VLH, une machine de 3550mm capable d'avaler 10m3 sous 1,5m à 1,7. La solution n'est peut-être pas la plus économique au niveau du coût du lot électromécanique (400 à 500 000€) mais sera le moins gourmand en béton, donc le lot GC rééquilibrera le budget global. Pour info, 200m3 ont été coulés pour 2 machines de 200kW unitaire, sensiblement ce qui serait nécessaire pour des vis de même puissance. En revanche j'ai vu mes deux machines produire encore 35kW chacune, avec.......75cm de chute ! En ce qui concerne le rendement, prenez bien en compte le rendement global de l'installation et non le rendement de la machine isolée, qui ne veut pas toujours dire grand chose. En prenant un rendement de 7,5 X chute X débit, vous serez dans les clous !
Cordialement
PJ