Title: Production d
1Production d énergie électrique
ELEC 2753 Electrotechnique
2Filières de production d énergie électrique
3Doc. Electrabel
4Doc. Electrabel
5Doc. Electrabel
6Doc. Electrabel
7Filières de production d énergie électrique
- Filière Hydraulique
- Types d installations hydrauliques
- Centrales de pompage
- Filière thermique à combustibles fossiles
- Thermique classique
- Combinaison Turbine à Gaz, Vapeur (TGV)
- Filière nucléaire
- Filières nouvelles
- Convertisseurs éoliens
- Convertisseurs directs chaleur-électricité
- Piles à combustible
- Convertisseurs photovoltaïques
8Production d énergie électrique en Belgique
Doc. FPE
9Principe de base d une installation hydraulique
Q étant le débit en m3/sec et h la hauteur de
dénivellation en m, on a Puissance mécanique
brute Pm 1000 Q.h kg(m/sec) 9.81 Q.h (kW)
Puissance électrique nette Pe 9.81 ?T ?G
Q.h kW Rendement de la turbine hydraulique
?T 0.850.92 Rendement du générateur
électrique ?G 0.9..0.97
Centrale de basse chute h? 30 m Turbine à
réaction à pales orientables (Kaplan). pas de
possibilité d accumulation (au fil de
l eau). Centrale de chute moyenne 30 m ? h ?
300 m Turbines à réaction à pales fixes
(Francis). accumulation journalière ou
hebdomadaire (si turbine réversible ou pompes
séparées) Centrale de haute chute h ?
300m Turbines à action (Pelton)(non
réversibles). accumulation saisonnière si
descente en plusieurs étages avec turbines
réversibles ou pompes.
10Performances des turbines hydrauliques de moyenne
puissance
1000
Kaplan
Q
15 MW
30 MW
30 MW
10 MW
15 MW
10 MW
5 MW
5 MW
Francis
(m
3
/sec)
2 MW
2 MW
100
Pelton
1 MW
1 MW
500 kW
500 kW
10
1
0.1
h
1
10
100
(m )
1000
11Groupe de basse chute à turbine Kaplan
Doc. ACEC
12Groupes Kaplan à axe vertical
Groupe à trois paliers
Groupe à deux
paliers
Excitatrice Alternateur Palier Volute Roue
Kaplan
Excitatrice Alternateur Palier Volute Roue
Kaplan
Excitatrice Alternateur Palier Bâche spirale
Bâche spirale
Doc. ACEC
13Groupe bulbe Kaplan
Centrale d Ampsin-Neuville (6 groupes)
turbine Kaplan à axe oblique
Groupe bulbe
Caractéristiques (par groupe) PM 14.5 MW Q
300 m3/sec N 125 tr/min h 10 m
Doc. ACEC
14Turbine Francis (Inga 2)
Caractéristiques PM 62.5 MW Q 300 m3/sec N
107.1 tr/min h min 51.2 m h max 62.5 m
Arbre Palier Aubes directrices Roue motrice
Doc. ACEC
15Turbine Pelton à axe vertical
Injecteur
Roue Pelton
Vanne sphérique
16Profil en long de l installation de Coo I
Doc. ACEC
17Centrale de pompage de Coo
Excitatrice A Alternateur B
Turbine- pompe C Vanne sphérique D Vanne
aval
Doc. ACEC
18Installations hydro-électriques en Belgique
Doc. Electrabel
19Schéma d un groupe thermique classique
Doc. Electrabel
20Groupe thermique classique
Doc. Electrabel
21Centrale thermique classique
Doc. Electrabel
22Groupe turbo-alternateur (4 pôles)
Doc. Alstom
23Turbo-alternateur
Puissance 500 MW, conducteurs creux refroidis à
l hydrogène
Palier Balais Bagues Rotor Stator
Inducteur Induit Palier
Doc. ACEC
24Centrales thermiques classiques en Belgique
Doc. Electrabel
25Schéma d un groupe TGV
Doc. Electrabel
26Centrale Turbine Gaz Vapeur
Doc. Electrabel
27Groupe nucléaire à eau pressurisée (PWR)
Doc. Electrabel
28Centrale nucléaire
Doc. Electrabel
29Réacteur nucléaire (Doel 2)
Doc. ACEC
30Générateur éolien
alternateur
ventilation
entraînement
aile
pignon
dorientation
frein à disque
roulement du rotor
pylône
Doc. Electrabel
31Installations éoliennes en Belgique
Doc. Electrabel
32Convertisseurs directs
Générateur thermo-électrique
Générateur thermo-ionique
33Parc de production électrique belge I (1998)
Doc. Electrabel
34Parc de production électrique belge II (1998)
Doc Electrabel
35Energies renouvelables en Belgique (1999)
Doc Electrabel
36Parc de production belge I (1999)
Doc. Electrabel
37Parc de production belge II (1999)
Doc. Electrabel
38Diagramme de la charge quotidienne (1997)
12000
8000
4000
0
Doc. Electrabel
39Diagramme annuel de la charge (1997)
MW
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
semaine
52
31
Doc. Electrabel
40Coût annuel de production unité de base et unité
de pointe
EUR / an
unité de base
unité de pointe
0
0
heures par an
Pour une comparaison plus complète, distinguer,
outre les frais fixes, les coûts de mise en
route, maintien en fonctionnement et le coût
marginal de lénergie produite.
41Production quotidienne d électricité (1997)
hydraulique classique TGV nucléaire
cogénération
MW
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
6 12 18 24
heures
0
Doc. Electrabel
42Parc de production par tranche dâge (1999)
charbon pétrole et gaz nucléaire hydraulique
années
gt35 30-34 25-29 20-24 15-19 10-14 05-09 lt4
MW
Doc. Electrabel