Forum de la petite hydroélectricité

Bonjour Descon,

Il faudrait commencer par le début :
Quel est le module* au niveau de l'installation
Créer la courbe des débits classés (aidera a définir la puissance a installer)
A la louche on équipe au module
Une ou des turbines encore existantes sur site

Avant la décision finale : obtenir une garantie contractuelle de la part du fabricant sur la puissance installée (au cas ou elle ne serait pas atteinte en fonctionnement normal)

Et surtout un conseil et pour éviter l'erreur du novice : plutôt sous-équiper un site que le sur-équiper



Gé
* Débit moyen interannuel

Merci pour votre réponse.
Il y a une station hydro en amont 5 kilomètres plus haut.
Si je fais la moyenne sur les 4 dernières anées pour lesquelles j'ai de bonnes données, le débit moyen annuel est d'environ 2.15 m3/s

Mais c'est très profilé :

Janvier = 4.36 m3/s
Février = 4.28 m3/s
Mars = 4.2 m3/s
Avril = 2.04 m3/s
Juin = 1.65 m3/s
Juillet = 0.28 m3/s
Août = 0.05 m3/s
Septembre = 0.03 m3/s
Octobre = 0.23 m3/s
Novembre = 1.28 m3/s
Décembre = 3.69 m3/s

La T1300 de Turbiwatt est spécifiée pour 0.7 à 4 m3/s de débit donc à ça a l'air de coller.
Elle ne tournera pas de juillet à octobre en général mais c'est tout.
La hauteur de chute de la spec est 1.2 à 7m et j'ai 4m. Donc pour ça aussi ça a l'air bon.

Et il n'y a pas de turbine pré-existante. C'est un moulin qui date d'avant la révolution et qui n'a pas marché depuis à ma connaissance...

Très positif d'avoir une station de mesure pas loin en amont

Sur le "Vigicrues" tu vas trouver : l'onglet "Info station" puis "Synthèse hydrologique"
La tu vas trouver les écoulements mensuels (comme tu as indiqué) puis un "Graphe" hydrogramme, puis en dessous "Modules interannuels".
Le chiffre important est celui de gauche "Module (moyenne)" c'est celui qui est intéressant pour l'instant et qui permet "a la louche" de connaitre la puissance a installer.
Ne pas oublier de retrancher : le débit réservé ou autre débits d'usage (alimentation d'un fossé par exemple) la variation de débit d'années en années par prélèvements d'irrigation par exemple.

La, tu auras le débit d'équipement maximum a installer.
Pourquoi ce choix de TurbiWatt ?

Il te faudra aussi pouvoir justifier d'un droit d'eau

Gé

Bonsoir bonjour,

Je suis en train de regarder la faisabilité d'installation sur une chute de 4m de haut avec un débit de rivière de 4m3/s l'hiver et faible débit l'été.

Ne confondez pas le débit de la rivière et celui que vous aurez le droit de turbiner. Comme le dit Gé, commencez par voir le coté administratif du site : droit d'eau, règlement d'eau, débit réservé, montaison, dévalaison, autres contraintes, etc ...

Est-ce que certains d'entre vous auraient des retours d'expérience sur cette turbine ?

Parcourez justement ce sujet.

est spécifiée pour 0.7 à 4 m3/s de débit donc à ça a l'air de coller.

Non justement ça ne colle pas. Ces machines sont qualifiées à tord de "Kaplan" et c'est trompeur car ce sont de simples turbines hélice : l'incidence des pales est fixe en fonctionnement, et de surcroit le distributeur radial est fixe aussi.


Le produit standard peut, moyennant différents artifices (calage des pales et nombre de pôles du générateur) s'adapter plus ou moins bien à différents sites, mais une fois réglé et installé il ne peut turbiner qu'une faible plage de débit avec un rendement correct.


Ici la courbe de rendement d'une turbine hélice avec une vitesse spécifique de 650 tr/min et un distributeur radial réglable. La courbe est encore plus pointue si la vitesse spécifique est plus élevée et qu'il n'y a pas de distributeur réglable.

Elle ne tournera pas de juillet à octobre en général mais c'est tout.

Non encore une fois, si par exemple la turbine est choisie et réglée pour un débit nominal de 4000 l/s, son rendement va chuter à débit partiel et ne sera au mieux que de l'ordre de 30 % (de l'eau à l'électricité) à 50% du débit. Donc avec vos chiffres la turbine ne produira rien ou très peu de mai à novembre.

La hauteur de chute de la spec est 1.2 à 7m et j'ai 4m. Donc pour ça aussi ça a l'air bon.

Là aussi il faut faire attention, le débit maximum ne peut être pris que sous la chute maximale, donc ici les 4 m3/s correspondent à 7 m de chute, sous 4 m de chute attendez vous à un débit de l'ordre de 4 * racine(4/7) = 3 m3/s

Autre point, attention au travail avec des moyennes de débit mensuelles : sur beaucoup de sites le débit de la rivière peut fortement varier sur une semaine, voire même d'un jour à l'autre. Ceci ne pose aucun problème à une turbine flexible (comme une "vraie" Kaplan ou une ancienne Francis lente), par contre une simple turbine hélice à distributeur fixe sera la plupart du temps "dans les choux".

Bonne soirée

dB-)

Descon a écrit : ↑30 juil. 2020, 21:50 Merci pour votre réponse.
Il y a une station hydro en amont 5 kilomètres plus haut.
Si je fais la moyenne sur les 4 dernières anées pour lesquelles j'ai de bonnes données, le débit moyen annuel est d'environ 2.15 m3/s

Mais c'est très profilé :

Janvier = 4.36 m3/s
Février = 4.28 m3/s
Mars = 4.2 m3/s
Avril = 2.04 m3/s
Juin = 1.65 m3/s
Juillet = 0.28 m3/s
Août = 0.05 m3/s
Septembre = 0.03 m3/s
Octobre = 0.23 m3/s
Novembre = 1.28 m3/s
Décembre = 3.69 m3/s

La T1300 de Turbiwatt est spécifiée pour 0.7 à 4 m3/s de débit donc à ça a l'air de coller.
Elle ne tournera pas de juillet à octobre en général mais c'est tout.
La hauteur de chute de la spec est 1.2 à 7m et j'ai 4m. Donc pour ça aussi ça a l'air bon.

Bonjour,

J'avais simulé l'installation de ce type de turbine sur mon moulin.
J'ai moi aussi des variations importantes de débit d'un mois à l'autre, et c'est ça qui a mis hors course cette technologie !
Si vous faites les calculs finement avec votre tableur (débit quotidien net au niveau de la turbine, chute nette réelle ou estimée) en intégrant une matrice de rendement (car votre turbine est vraiment optimale pour une plage restreinte de débit), alors vous risquez de tomber sur un productible annuel faible.
J'en étais arrivé à la conclusion que ce genre de machine était parfaite pour un débit constant, donc par exemple turbiner une toute petite partie du débit disponible tout au long de l'année (en auto consommation par exemple)

Mais ce n'est pas le commercial qui va forcément vous inciter à faire ce type de calcul.

Donc


AVIS NEGATIF



Gé

Bonjour,

Si vous faites les calculs finement avec votre tableur (débit quotidien net au niveau de la turbine, chute nette réelle ou estimée) en intégrant une matrice de rendement

Tout à fait, c'est ce qu'il faut se donner la peine de faire, ci-dessous un exemple de comparaison :


Dans cette feuille de calcul j'ai inclus les courbes de rendement de différents types de turbines (hélices à distributeur radial réglable, avec différentes vitesses spécifiques, et à vitesse fixe ou variable, semi Kaplan, Kaplan DR, Francis avec différentes vitesses spécifiques, crossflow, Fontaine, Pelton) et différents types de générateurs (génératrice asynchrone, alternateur bobiné, PMG) et la variation de hauteur de chute en fonction du débit. (*)

On voit par exemple ici (rien qu'avec les débits moyens mensuels) une différence de revenu moyen mensuel de 1 k€ entre une hélice et une Kaplan. J'ai le même tableur avec les débits jour/jour, mais que je n'utilise que si j'ai les données de débit jour par jour + du temps libre + du café à profusion ! La différence de productible est alors encore plus importante.

Autre exemple, si on équipe avec une Kaplan DR prenant 4 000 l/s (les turbines professionnelles sont toutes fabriquées sur mesures et on peut choisir le débit d'équipement optimal) on arrive à près de 5 k€ de revenu mensuel moyen, soit + 48% par rapport à la solution initiale.


Donc quand vous dites "J'ai l'impression que la turbine ...collerait bien." vous voyez que c'est un peu rapide comme analyse, il faut aller beaucoup plus dans le détail, il s'agit quand même souvent d'investir plusieurs centaines de k€

AVIS NEGATIF

Oui et non, ça ne veut pas dire qu'une hélice est condamnée, mais qu'il faut en placer plusieurs côte à côte, en prévoyant la possibilité de les alimenter ou non séparément (car celles que vous mentionnez fonctionnent en tout ou rien) : ceci complique le génie civil, l'armoire électrique, et explose le budget achat-installation (je ne parle pas du budget maintenance, élevé sur ces petites turbines à générateur immergé, et de leur durée de vie sur laquelle j'ai un doute).

(*) avec une turbine à distributeur fixe non réglable, un problème supplémentaire est que quand l'eau vient à manquer, la turbine reste complètement ouverte : elle vide le bief, le niveau amont diminue, donc la hauteur chute, et ce facteur diminue encore plus le rendement.

Bonne journée

dB-)

Merci pour toutes vos réponses très utile et notamment celle de dB avec les analyse de rendement.
Effectivement, je pense qu'il me faut plutôt une Kaplan 4m3/s d'après vos analyses...

Je dirais plutôt 3,5 m3/s, car tu ne pourras pas turbiner la totalité du débit.


Gé