Hauteur de chute

[yan46]

je crois que j'ai ouvert un sujet brulant,

Quelles solutions pour les nombreuses très basses chutes à équiper dans notre pays ?

A quelle hauteur la kaplan double réglage est elle rentable (je sais c'est aussi en fonction du débit) ? 1.5m ou +?

[CF21]

Quelles solutions pour les nombreuses très basses chutes à équiper dans notre pays ?

Ah ça c'est LA question

J'apporte d'ailleurs une donnée chiffrée, que j'ai retrouvée en étudiant la Statistique des forces motrices de 1899. A cette époque, on comptabilisait en France 48.860 chutes équipées de moteurs hydrauliques.

Et vous savez combien dépassaient les 150 ch (soit environ 100 kW) ?

136.

Donc un développement de la micro-hydro qui ignorerait les 48.724 (anciens) sites à moins de 100 kW pour ne s'intéresser qu'aux autres... ce serait comme qui dirait bizarre. Evidemment, les rivières ont bougé depuis 1899, il n'y a peut-être que 20.000 sites équipables en France, mais la question reste la même : voir émerger des solutions éprouvées pour les différents profils de ces très petites puissances. Profils qui sont souvent deux cas de figure : un bon débit / très faible chute, votre cas yan46, ou un faible débit / chute correcte (> 2m). (Il y a aussi j'imagine des hautes chutes à très faibles débits, mais je ne lis pas souvent sur le forum ce cas-là, ils doivent avoir leur Pelton et ne plus se poser de question).

Je trouve la DIVE très intéressante, et une Kaplan DR très enthousiasmante... mais ce sont des "joujoux" pour des sites ayant un plancher de revenu minimum déjà assez élevé (c'est-à-dire des puissances à 150-200 kW minimum et si possible au-dessus). De même que la VLH est clairement inapplicable à des budgets sur des moins de 100 kW.

[moulino51]

@ Paul,

Je crois qu'il y a confusion entre une hélice simple, et la "Dive" qui a une vitesse variable

Pour moi, il y a de grandes chances qu'elle atteigne le rendement d'une kaplan (s'il n'y a pas trop de pertes dans l'étage de conversion onduleur.


Gé

[MHEC]

@ Gé,
Je ne pense pas qu’il y a confusion, la DIVE est bien une hélice simple à vitesse variable .

Pour moi, la DIVE à hélice simple est dans les choux , complètement à la ramasse par rapport à ma DR si tu l’installe sur une rivière comme la mienne par exemple : étiage débit < à 3m3/s , en hiver jusqu’à 150 m3/s .

Paul

[SG.Hydro]

@ SG.Hydro

En 2004 oui surement, d'ailleurs en 2012 la bonne moitié se comporte toujours comme ça, mais l'autre moitié est déjà nettement plus attentive, le fait est qu'ils sont obligé de s'adapter pour survivre et que les chutes à équiper son de plus en plus basse, je l'ai vu en faisant une demande pour 10m3/s sous 1m35 de chute, reste que c'est toujours trop chère.

Désolé Serge, je sais bien que nous sommes en désaccord perpétuellement, vraiment désolé mais il faut bien avouer que ma logique est bonne, on ne peut pas tricher avec la matière ou les fluides, que ce soit en 2004, 2012, 2024 et plus… :
- 1kg de plume sera toujours = à 1 kg de plomb .
- 1 m de chute sera toujours de 1 m.
- Une machine de 10 m3/s sous 1 m de chute aura toujours une puissance de 30 kw.

Si des constructeurs de turbine te fait miroiter qu’une machine de 10 m3/s pourrait produire une puissance nette de 100 kW sous 1 m de chute ???? Sauve-toi vite, j’ai bien peur que ce soit des escrocs.

PV

Va vraiment falloir qu’on se fasse une bouffe un de ces 4 histoire de pouvoir passer un bon moment à être en désacord

Sinon pour persister, sous 1m de chute la Kaplan double réglage qui prends 10m3/s donne bien plus de 30 kW, plutôt 80kW.

J'ai un cote saint Thomas, je crois ce que je vois, jamais ce que me promet un représentant, et j'ai un exemple à 6 minute de kayak de chez moi qui le démontre jour après jour (en eau moyenne, alors qu'elle est calculé pour 1.25m de chute elle donne encore 60kW sous 0.95m de chute), et j'ai visité une centrale (Bechyne) qui sortait allègrement 80 kw sous 1.15m de chute.

[pierre]

Bonjour
De mes connaissances en éolien, ABB utilise le "Maximum power point tracker" utilisé depuis bien longtemps pour optimiser la puissance produite dans des cas compliqués qui varient non linéairement. A priori, pas besoin de connaitre les courbes des turbines.

Si le site l'exige, l'optimum pour la vitesse variable dans l'hydro (si on est téméraire) me semble etre turbine helice + directrices + multiplicateur/ courroie + génératrice asynchrone avec rotor bobiné avec stator sur le reseau et rotor sur convertisseur hypo/hyper synchrone.
L'eolien terrestre low cost a opté en moyenne puissance (2 MW) pour cette solution début années 2000.

J'ai du mal à croire qu'un variateur sans directrice sur la turbine puisse atteindre les meilleures performances dans l'Hydro.
Une machine synchrone à aimant à attaque directe: c est lourd et plutot cher (sauf si aimant chinois). L'asynchrone est moins cher.
Meme si dans l'eolien, ceux qui invesissent à long terme prennent des machines ENERCON sans multiplicateur mais avec des nacelles de 500t à 100m de haut...

Raison du succes des machines asynchrones rotor bobiné:
Le besoin de variation de vitesse en eolien est de 1500 tr/min + ou - 300 tr/min et la solution avec convertisseur pour le rotor uniquement revient à dimensionner la puissance du "variateur de glissement" à 25% de la puissance nominale totale. Je pense qu'en Hydro, c'est la meme chose : la plage de vitesse n'a pas besoin d'etre 0 à 150% vitesse.
Voyez aussi pour un raccordement réseau, le variateur dimensionné à 20% de Pn suffit pour faire un réactif global nul ou en produire un peu pour le réseau EDF.

Cordialement
Pierre S.

[FABIEN 81]

Bonjour

Voir message de DB-:
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f ... teur#p1936
Qui certes impressionnant mais pourrait donner 5 m de chutes avec un débit 5 fois supérieur, ou une turbine 5 fois plus petite!

Il me semblait que le fait de tourner moins vite, était l’équivalent du double réglage?
Dive = VLH a l'envers!
300 000 euros quand même, et combien vaut le VLH équivalente?

Après voir si une panne mécanique sur une machine de 20 tonnes, vaut mieux qu'une panne électronique?

Pas de réaction au calcul de mon avant dernier message! Je suis déçu!

Cordialement,
Fabien

[Ticapix]

Bonsoir,

désolé Ticapix, à mon avis, les chinois ne sont pas au top

Je n'ai jamais dit que les Chinois étaient au top, j'ai seulement dit qu'ils avaient copié ce qui ce faisait de bien dans les années 50/60 en Europe, et qu'ils en étaient restés là. Puis j'ai ajouté qu'ils n'utilisaient pas de pales variables sauf au delà de 2m50 de diamètre ce qui est de mon point de vue assez rédhibitoire.

Pour ce qui est de la vitesse variable en hydro, je pense qu'il faut remettre à sa juste place cette technologie. C'est une technologie qui a été largement étudié dans les années 95/2000 en Europe et qui a fait l'objet de nombreuses études tant au niveau mondial qu'Européen. Ces études ont eu lieu à partir du moment où cette technologie de vitesse variable a vu le jour en éolien et a réellement pu améliorer le rendement des éoliennes
Une réunion de restitution/synthèse a eu lieu en 2000 à Grenoble sous l'égide du Pr Kueny. J'étais présent et la conclusion quasi unanime des participants après deux jours d'échanges a été : CELA N'APPORTE AUCUN AVANTAGE PROBANT EN HYDRAULIQUE.
Il faut dire que le but était essentiellement de savoir si un système à vitesse variable pouvait améliorer le rendement de machines hydrauliques connues comme la kaplan simple réglage versus double réglage.
=> EN AUCUN CAS LA VITESSE VARIABLE NE PERMET DE RIVALISER AVEC UNE KAPLAN DOUBLE REGLAGE.

Cela étant, s'il est clair qu'à ce jour le top reste le double réglage et que la vitesse variable n'a pas d'intérêt quand le but recherché est de produire le plus possible, il s'avère que pour la petite hydro la vitesse variable peut représenter un intérêt.
L'intérêt de cette technique était au départ d'utiliser une turbine simple mécaniquement et gommer certains de ses défauts en adaptant la vitesse.
Or il s'avère que cette technologie est chère ( ou du moins vendue cher) et qu'ainsi les promoteurs n'ont qu'une seule alternative pour faire avaler la pilule à leurs clients faire des courbes et des présentations power point en martelant que leur produit est aussi efficace qu'une turbine kaplan double réglage.
Je suis d'habitude prudent dans mes jugements, mais j'affirme ici que cela est FAUX et démontré depuis au moins 10 ans.

Alors dans quelles conditions peut-on espérer y trouver un avantage.
1) Mettre de la vitesse variable sur une kaplan double réglage en argumentant que l'on se passe de multiplicateur => INUTILE, cela ne va qu'engendrer des pertes supplémentaires. Le seul gain serait éventuellement en cas de variation de chute de plus de 40 % ex usine soumise aux marnages des marées. Donc si l'on n'est pas en bordure d'Altantique on ne va gagner qu'en cas de fortes crues ( 10 à 15 jours maxi/an) et perdre le reste du temps.

2) Kaplan simple réglage.Idem que pour la kaplan double, ici on est moins performant qu'avec une double et on le RESTE ! On peut certes améliorer le rendement global si l'on fait varier non seulement la vitesse en fonction de la chute mais aussi en fonction de l'ouverture des pales. Malheureusement, le gain ( 2 à 7%) est souvent gommé par les pertes du système électronique associé.
Par ailleurs le coût de cette électronique, sa maintenance.....peut laisser penser qu'il faut peut être mieux passer au double réglage qu'à la vitesse variable.

3) Hélice et vitesse variable. Sur le papier c'est avec cette turbine que la vitesse variable possède le plus d'atout. En effet la courbe de rendement d'une hélice est très pointue et ne supporte que peu de réglage du distributeur pour une vitesse donnée. Or avec la vitesse variable, il sera possible d'adapter la vitesse au débit c'est à dire l'ouverture des directrices. De plus en cas de variation de chute l'adaptation de la vitesse apportera encore une petite amélioration.
Malheureusement le plus souvent pour des raisons économiques on va choisir pour un diamètre donné, une hélice avec un débit le plus élevé cela veut dire un angle des pales entre 25 et 30 °. Or à cette ouverture le rendement a déjà chuté même avec un bon profil ( ce qui est malheureusement rarement le cas pour une hélice en mini hydro). On part donc avec un rendement situé au mieux à 83/85%, alors qu'il aurait fallu partir avec un rendement de 88/89% ce que l'on peut obtenir avec une ouverture de 15 à 17 ° environ, mais un débit diminué de minimum 30 % à diamètre égal.

Cela dit pour obtenir le maximum d'efficacité, il faudra bien faire varier la vitesse selon les deux critères chute et débit, ce qui va encore un plus compliquer l'automatisme.
Sauf évolution récente, la VLH à son début ne possédait pas de contrôle de vitesse en fonction de l'ouverture car il n'y avait pas de retour d'informations sur la position des pales.

Au final si cette technologie permettait de proposer une machine fiable ( pas encore assez de retour), simple ( pas tant que ça) et économique (visiblement c'est raté) cela serait une bonne idée.

En attendant si on a l'argent pour se payer une DIVE, le bon sens voudrait que l'on suive les conseils de MHEC et de Meunier entre autres et que l'on opte pour une double réglage. Car le gros avantage d'une double réglage c'est que même avec un profil non optimal, elle s'en sort toujours mieux que n'importe quelle turbine.
Là je suis sûr que MHEC ne va pas me contredire, N'est ce pas ?


Toute cette démonstration est valable quelque soit la chute y compris d'un mètre. Sauf qu'en en très basse chute, se rajoute le coût du matériel lié à la taille pour pouvoir passer le débit, mais il y a probablement d'autres voies à creuser.

a) Je ne crois pas aux roues à aubes réinventées type aqualienne ou autres Fontfrede qui sont sur le marché de l'innovation depuis plus de 10 ans sans réel retour positif.
b) Les vis, à voir , mais le matériel a l'air de subir certaines contraintes importantes ( palier inférieur, usure de la vis, multiplicateur) et la taille devient vite un problème si le débit à turbiner est important. Là aussi on commence à parler de la vitesse variable pour permettre une régulation du débit.
c) La VLH, bonne idée mais trop chère, pas encore suffisamment de retour d'expérience pour moi et reste inférieure à une bonne Kaplan
d) Des petites turbine fixes immergées en batteries style turbine Matrix (le produit reste à mettre au point) Turbiwatt à voir ....
e) Turbine hélice simple avec ou sans multiplicateur, avec ou sans PMG + vitesse variable. Bonne idée sur le papier, mais il n'existe aucun intégrateur proposant ce type de produit prêt à l'emploi en France, Dive s'en approche mais le coût est élevé.
Tony l'irlandais de Bourgogne, s'est lancé seul dans l'aventure (Bravo) et espère commercialiser le concept, mais il semble déjà avoir atteint un budget identique à celui d'une Kaplan double réglage.


Pas facile tout ça !

Cdt

TG

[blabi]

Bonsoir,

d) Des petites turbine fixes immergées en batteries style turbine Matrix (le produit reste à mettre au point) Turbiwatt à voir ....

Qu'est-ce qui fonde l'efficacité d'une telle solution ? Le fait que l'on peut moduler le nombre de turbines en fonctionnement en fonction du débit afin d'être pour chacune d'elles très proche du point de rendement maximal ? Ou une autre raison que je ne vois pas ?

Cdt

BL

[SG.Hydro]

Bonsoir,

d) Des petites turbine fixes immergées en batteries style turbine Matrix (le produit reste à mettre au point) Turbiwatt à voir ....

Qu'est-ce qui fonde l'efficacité d'une telle solution ? Le fait que l'on peut moduler le nombre de turbines en fonctionnement en fonction du débit afin d'être pour chacune d'elles très proche du point de rendement maximal ? Ou une autre raison que je ne vois pas ?

Cdt

BL

Il y a ça, mais je pense que c'est surtout le fait qu le génie civil est bien plus réduit dans ce cas (genre turbine installé a la place de vanne de décharge ou autre solution de ce type)
Pour donner une idée, une Kaplan qui prends 10m3/s sous 1m de chute devrait faire dans les 2m50 de diamètre, le divergent coudé sous la turbine nécessiterais donc de faire une fouille d'une profondeur de pas moins de 2.5*D = 6.25m....