Forum de la petite hydroélectricité

Didier a répondu pendant que je rédigeais ma réponse, veuillez excuser le décalage.
Mais vous avez la solution !
Gilles 21

La réactivité est impressionante !!!!!!

Six étudiants grenoblois ont travaillé sur un projet de rénovation d'une micro centrale. Ancienne scierie, 25 m de chute, 60 l/s en éclusée, Pelton.

http://projetmicrocentrale.free.fr

Soyez indulgents : c'est un travail bac+2, le site Internet n'était pas demandé et a été fait sur l'initiative d'un des étudiants, non pris en compte dans la notation du projet. Cela dit, sur l'ensemble du projet il y a pas mal de boulot, et du boulot correct (en tous cas par comparaison avec d'autres projets).

Bonsoir,

bravo pour ce sujet d'étude très intéressant !!

J'ai survolé les différents documents (site, rapport, présentation PowerPoint): en page 9 du PowerPoint est calculée la vitesse de la turbine. Telle qu'indiquée, il s'agit de la vitesse à vide, car la vitesse tangentielle au niveau du diamètre primitif étant indiquée égale à la vitesse d'eau en sortie d'injecteur : à cette vitesse, on n'a bien sûr aucun couple moteur, et la puissance est nulle. En général, la vitesse de travail est d'environ la moitié de la vitesse à vide (comme cela est justement noté dans le rapport Word).

Sinon, je n'ai pas tous les détails du projet, mais alimenter une PAC avec un alternateur entraîné par une turbine hydraulique est délicat :

- à moins de moduler en permanence l'injecteur de la turbine, (d'où une fatigue de la commande, et nécessité de manœuvres assez lentes pour éviter les surpressions dans la conduite), la puissance fournie par une turbine est relativement constante à court terme.

- par contre la consommation électrique d'une PAC est variable : une PAC classique, même bien dimensionnée, va "cycler" à charge partielle, avec des pics d'intensité lors des démarrages, une brusque coupure lors des arrêts, la présence éventuelle de plusieurs étages de puissance, la présence éventuelle d'un variateur, et de toutes façons le compresseur va consommer plus ou moins en fonction du Delta T° de fluide frigorifique (évaporateur / condenseur) qu'il a à vaincre.

Entre une puissance générée constante, et une puissance consommée variable, la vitesse de la turbine va jouer du yoyo : prévoir de fortes sur-vitesses de l'alternateur, avec donc des changements de fréquence, etc ...

Il faut donc prévoir dans le dimensionnement de l'alternateur les pics de courant d'une PAC classique au démarrage, et apprécier l'inertie de l'ensemble "roue + rotor de l'alternateur" qui sera une petite réserve d'énergie : sinon il y a un risque d'effondrement momentané de la tension, avec un fort risque de perturbation de la régulation de la PAC.

Une première amélioration est d'utiliser une PAC avec variateur ("Inverter"), qui permet d'abord un démarrage progressif, et pour certains modèles une variation de vitesse en fonction de la charge thermique : cette solution supprime les à coups, mais il restera à gérer le pointeau de la turbine.

Une autre amélioration est d'asservir le pointeau de la turbine, avec donc des réactions lentes (plus on voudra réagir vite, plus on crée de chocs hydrauliques, et plus on use ce mécanisme de réglage)

Troisième amélioration, utiliser un système de ballast (simples radiateurs électriques ou thermoplongeurs), géré par un variateur statique, et qui maintient soit une charge électrique constante sur l'alternateur, soit une vitesse constante (choix de capteur) : quand la PAC consomme au maximum, le ballast n'est pas alimenté, quand la PAC s'arrête toute la puissance va sur le ballast, et entre ces deux extrêmes, la puissance envoyée au ballast est modulée. Il s'agit là d'une régulation rapide (moins d'une seconde), sans usure mécanique, et qui maintient une vitesse de turbine constante. Mais nouveau problème, il faut vérifier que la régulation électronique d'un éventuel alternateur sans balais auto-régulé (fortement conseillé) va bien supporter un variateur statique. S'attendre aussi à une création d'harmoniques si on utilise un simple gradateur triphasé à découpage de phase ...

Quatrième possibilité, de loin la plus simple : utiliser non pas un alternateur, mais une génératrice asynchrone triphasée, couplée au secteur : le secteur fournit le réactif de la génératrice, il assure une totale régulation de vitesse, et il absorbe les fortes variations de charge. A étudier : le coté légal de la chose, déjà beaucoup évoqué dans ce forum ... Cette solution n'empêche pas de moduler l'ouverture de l'injecteur (gestion lente), cette fois ci dans le but d'économiser l'eau à charge partielle, et aussi de fermer l'injecteur en cas de coupure réseau ...

Cordialement

dB-)

dB-) a écrit : calculée la vitesse de la turbine. Telle qu'indiquée, il s'agit de la vitesse à vide, car la vitesse tangentielle au niveau du diamètre primitif étant indiquée égale à la vitesse d'eau en sortie d'injecteur : à cette vitesse, on n'a bien sûr aucun couple moteur, et la puissance est nulle. En général, la vitesse de travail est d'environ la moitié de la vitesse à vide (comme cela est justement noté dans le rapport Word).

Oui, ils se sont fait allumer pour ça à la soutenance, d'autant plus que je leur avais donné les éléments après avoir fait moi même le calcul sur le tableau Excel donné par Hartvigsen sur leur site. Pour une telle chute, je recommanderais une vitesse de rotation turbine de 1000 et quelques t/mn sur géné asynchrone. A 1500, le rotor est trop petit pour passer le débit sans engorgement.

dB-) a écrit : Quatrième possibilité, de loin la plus simple : utiliser non pas un alternateur, mais une génératrice asynchrone triphasée, couplée au secteur :

C'est la solution que je recommande aussi. Mais d'une part leur projet n'était pas assez avancé pour leur faire passer du temps sur cet aspect, d'autre part ce ne sont pas des étudiants en génie électrique, et tout ça leur passe un peu au dessus de la tête.

S'ils avaient eu plus de temps, je leur aurais demandé de regarder également la possibilité d'avoir un compresseur de PAC accouplé mécaniquement sur la turbine, en prenant un groupe froid à moteur externe ou encore un compresseur de groupe frigo diesel provenant d'un camion frigo.Mais rien que cette étude spécifique aurait pu constituer un projet pour un groupe d'étudiants... peut-être l'année prochaine. Cela dit, dans cette hypothèse, c'est un peu dommage d'utiliser la chute d'eau 2000 heures par an alors que l'année comporte 8700 heures et que donc sur 6700 heures on peut revendre la prod. Une fois qu'on a investi pour la centrale, le supplément d'investissement et de soucis pour revendre la prod en vaut, à mon avis, la chandelle. Ou, mieux encore, vendre 8700 h par an et acheter comme M. tout le monde son électricité sur le réseau pour sa PAC.

jpdesm a écrit :Cela dit, dans cette hypothèse, c'est un peu dommage d'utiliser la chute d'eau 2000 heures par an alors que l'année comporte 8700 heures et que donc sur 6700 heures on peut revendre la prod. Une fois qu'on a investi pour la centrale, le supplément d'investissement et de soucis pour revendre la prod en vaut, à mon avis, la chandelle. Ou, mieux encore, vendre 8700 h par an et acheter comme M. tout le monde son électricité sur le réseau pour sa PAC.

Bonjour,

Pour cette puissance, c'est LA solution



Gérard

Et pour compléter le rapport papier et site internet : la principale difficulté à une remise en route vient du fait que la canalisation a été détruite / bouchée sur son parcours. Soit par des travaux faits en 1967 pour refaire la route (la canalisation passe dessous), soit par la construction d'une maison située sur un terrain traversé aussi par la conduite. Et les propriétaires n'en sont pas (pour l'instant, vu la rentabilité limite de l'opération) à lancer des actions juridico-techniques visant à faire réparer cette canalisation. Que la vie serait simple si on n'avait pas de voisins...

BONJOUR A TOUS
JE SUIS EN TRAIN DACQUERIR UN MOULIN A RENOVER ET JE VOUDRAIS UTILISER LE COURS DEAU POUR GENERER MA PROPRE ELECTRICITE.
CEPENDANT MES CONNAISSANCES SONT LIMITEES ET JE CHERCHE A VISITER DES SITES EXISTANTS POUR APPRENDRE.
JE SUIS ENTRE POITIERS ET SAUMUR ET PEUX ME DEPLACER. QUELQUUN PEUT IL MORIENTER VERS DES MOULINS EXISTANTS OU DES PETITES CENTRALES A VISITER ?

Bonjour,

Tout nouveau dans le monde de l'hydroelectricité, je souhaiterai investir dans une pico centrale (150-200kw max).J'en ai vu plusieurs à la vente dans différents états. Je souhaiterai avoir vos conseils trés généraux :
- Que faut il vérifier concernant l'état du matériel ?
- Concernant le droit d'eau, est ce que le renouvellement d'un droit d'eau concessionné est complexe, long, couteux ?
- Peut on interdire à une centrale dont le droit d'eau est fondé en titre, de continuer à produire ? Par exemple pour des raisons écologiques (obligation d'une passe à poisson qui mettrait en péril la rentabilité de la centrale).
- Une fois la centrale en production avec un bon équipement de télésurveillance quel temps faut il y consacrer ? Est ce raisonnable d'investir dans une central à 3heures de routes de chez soi ?
...
Merci pour vos réponses objectives.

Cordialement,

Bonjour.

Je vais apporter une réponse concernant la dernière question.

Je possède deux centrales, une à 5mn de chez moi, l'autre à un peu plus de 3 heures de route.

A mon sens, RIEN ne peut remplacer la proximité physique.

Je peux aller voir celle qui est à côté de chez moi n'importe quand, même juste pour le plaisir de voir tourner les turbines. Je la sens "vivre", au gré des débits, des ouvertures de directrices, de la température extérieure, etc...
Chaque jour, je touche les turbines, les génés, le multiplicateur.... et je note une éventuelle vibration, un changement de température, une petite fuite au niveau du presse étoupe...
Je surveille aussi la rivière, vois arriver les feuilles en direct, les branches ; j'apprends à la connaître elle aussi.
Il m'a fallu deux ans pour "maîtriser" mon installation et 4 ans pour comprendre la rivière (crues en fonction des précipitations, des temperatures...)

Pour celle qui est éloignée, je m'en remets à mon gardien, qui fait office de télésurveillance. Même s'il est fiable tet honnête, qu'il a une grande pratique de l'installation, de la rivière,qu'il y passe chaque jour, matin et soir, qu'il me contacte dès qu'il note une anomalie.... je n'ai pas du tout la même appréciation.
Même après 8 ans, je n'ai pas la même "maîtrise" de l'installation que celle acquise en 2 ans pour l'autre centrale.
D'autre part, un déplacement sur place me revient environ à 150 euros.

Tout cela fait que je vais d'ici peu me séparer de cette centrale, et essayer d'en trouver une proche de mon domicile, ou, à défaut, trouver une aute activité complémentaire à la gestion de la centrale dont je suis voisin, qui ne permet pas d'en vivre.

Bon courage pour vos recherches.

jan