Généralités sur les turbines et calculs

[dB-)]

Bonjour,

le variateur sert uniquement à freiner la génératrice, son rendement n'a absolument aucune importance.

On mesure la puissance active aux bornes de la génératrice, et on cherche à quelle vitesse cette puissance est maximale.

Ensuite le variateur est déposé, et la transmission modifiée si besoin

dB-)

[moulino51]

Bonsoir Didier,

Aurai tu un moment pour nous faire un dessin de principe (genre schéma pour les nuls) simple pour que les non techniciens s'y retrouvent ?

Gé

[dB-)]

Gé !

c'est l'histoire d'un meunier qui injecte sur le secteur, mais qui n'est pas sûr que sa turbine tourne à la bonne vitesse. Une solution serait d'essayer une brouette de poulies différentes, mais c'est peu pratique.

Donc il m'appelle et j'arrive (2 ans plus tard) avec ma propre brouette, contenant un variateur de vitesse muni de câbles électriques : en un clin d'oeil, on branche le variateur en parallèle sur le contacteur de ligne, qui restera ouvert tout le temps des mesures.

On démarre progressivement l'installation à l'aide du variateur (en mode moteur), puis on ouvre l'eau, la turbine accélère, le variateur passe automatiquement en mode freinage, et injecte maintenant sur le secteur.

Miracle de la technologie, je peux faire varier la vitesse en changeant la consigne de fréquence du variateur, et un analyseur branché aux bornes de la génératrice indique la puissance active à chaque vitesse.

On détermine ainsi simplement la vitesse de la turbine pour laquelle la puissance est maximale. Comblé, le meunier me couvre d'or, et je repars vers de nouvelles aventures tel le cowboy solitaire

dB-)

[moulino51]

Re Didier,

Oui effectivement pas besoin de dessin, j'ai compris le pourquoi du comment de la chose

Ce système pourrait m’être utile, puisque arrivé en phase de choix pour la vitesse de rotation de ma génératrice, soit 750 t/min (comme actuellement) ou 1000 t/min.

En 750 t/min, il me reste une composante giratoire résiduelle que je n'arriverais pas a compenser car la poulie de la géné est déjà très petite (Poly-V 180 mm sur profil type M)

Désolé, mais je lis un peu les posts en diagonale en ce moment car je suis saturé


Gé

[PERRET]

Bonjour Gérard,

mais si tu mets une génératrice 1000 t/mn, le diamètre de la petite poulie sera encore plus faible. Mais le couple à transmettre à la génératrice sera également plus faible.
A partir de ce moment là, ce n'est plus qu'une question de souplesse de la courroie utilisée qui compte pour s'enrouler sans trop de fatigue sur la petite poulie.
L'arc d'embrasement sur la petite poulie sera également plus faible, à moins d'utiliser un enrouleur. Conseillé.
A toi de choisir . . .

Personnellement je serai tenté de rester sur 750 t/mn.

[moulino51]

Bonjour Claude,

Pour l'instant le projet de la future génératrice reste en 750 t/min, mais l'idée a Didier est séduisante.

Reste néanmoins a évaluer la balance gains/pertes !

Avec les systèmes moderne, on pense de plus en plus a de la vitesse variable pour adapter nos anciennes installations a Ns figé.

Le projet futur comprendra bien sur un gros galet enrouler (d:350 mm) pour tenter un arc d'embrassement a 230°, alors qu'aujourd'hui je suis a 110° sans enrouleur.

Une 1000 t/min ne serait envisageable que si le système a Didier permettait une variation de vitesse importante, car dans la configuration actuelle, la poulie réceptrice serait a 140 mm (absolument impossible avec un profil "M".


Gé

[PERRET]

Bonsoir Gérard,

M'étant battu et débattu jadis avec l'électronique grand public, j'en garde un assez mauvais souvenir.
Il est certain que l'électronique de puissance a évolué dans le bon sens depuis.

Mais restons sur terre. Nous sommes ici dans la petite hydroélectricité avec des installations de quelques dizaines de kW, voir quelques centaines tout au plus.
Il est certain que la vitesse variable va permettre de gagner quelques % de rendement en période de basses eaux, en principe l'été quand le kWh est à son prix plancher.
Ne pas oublier que ces variateurs n'ont pas un rendement de 100 %.
Mais si l'installation est bien dimensionnée, on obtiendra une production maximum l'hiver, sans avoir besoin de variateur, quand le kWh est bien payé.

Exemple théorique : 110 kW en basse chute.

Production hiver : 100 kW x 720 h x 5 = 360.000 kWh x 0,15 = 54.000 € (H07). Si rendement variateur = 97 %. Perte de recette annuelle : 1.620 €
Production été : 50 kW x 720 h x 6 = 216.000 kWh x 0,07 = 15.120 €. Gain de rendement de la turbine avec variateur : 20 %. : Gain annuel : 15.120 x 0,97 x 0,20 = 2.933 €
Résultat : gain annuel : 1313 €. Se poser alors la question si cela vaut la peine d'acheter dans un matériel coûteux à durée de vie limitée.

Voir vos productions été - hiver. Mettre les chiffres sur un tableur et examiner le résultat avant d'investir.
Nos installations sont en général en basse chute, en haute chute les Pelton gardent un bon rendement à des débits variables et le problème ne se pose pas.

Ces matériels ne durent pas une vie, comme une turbine. Quel est l'électricien du coin capable de les réparer et même, si c'est le cas, qui ne trouvera plus les composants sur le marché. Obligation alors de remplacer un matériel coûteux.

Laissons à quelques puristes compétant le soin de se faire plaisir, le rendement ne pouvant être contrôlé qu'avec une mesure précise du débit turbiné et les sites s'y prêtant ne courent pas les rues.

[dB-)]

Bonsoir,

@Gérard : attention, je ne préconise pas de placer un variateur de fréquence en permanence sur ta turbine !

Je propose d'installer un tel système, le temps d'une journée par exemple, pour trouver la meilleure vitesse de la turbine, ensuite on enlève le variateur.

Connaissant la bonne vitesse de rotation de la turbine, le turbinier doit ensuite "se débrouiller" pour définir la bonne multiplication

dB-)

[moulino51]

Merci Didier, le système reste assez tentant vu sous cet angle


Gé

[le montagnard]

bonsoir

tant qu'on est dans les histoire de roue et de vitesse

comment determiner d'apres la forme de la roue de francis la vitesse ideal sous une chute donnée

merci par avance