Production d

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Production d énergie électrique
ELEC 2753 Electrotechnique

• Repris de H. BUYSE

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Filières de production d énergie électrique
3
Doc. Electrabel
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Doc. Electrabel
5
Doc. Electrabel
6
Doc. Electrabel
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Filières 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

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Production d énergie électrique en Belgique
Doc. FPE
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Principe 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.
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Performances 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
11
Groupe de basse chute à turbine Kaplan
Doc. ACEC
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Groupes 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
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Groupe 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
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Turbine 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
15
Turbine Pelton à axe vertical
Injecteur
Roue Pelton
Vanne sphérique
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Profil en long de l installation de Coo I
Doc. ACEC
17
Centrale de pompage de Coo
Excitatrice A Alternateur B
Turbine- pompe C Vanne sphérique D Vanne
aval
Doc. ACEC
18
Installations hydro-électriques en Belgique
Doc. Electrabel
19
Schéma d un groupe thermique classique
Doc. Electrabel
20
Groupe thermique classique
Doc. Electrabel
21
Centrale thermique classique
Doc. Electrabel
22
Groupe turbo-alternateur (4 pôles)
Doc. Alstom
23
Turbo-alternateur
Puissance 500 MW, conducteurs creux refroidis à
l hydrogène
Palier Balais Bagues Rotor Stator
Inducteur Induit Palier
Doc. ACEC
24
Centrales thermiques classiques en Belgique
Doc. Electrabel
25
Schéma d un groupe TGV
Doc. Electrabel
26
Centrale Turbine Gaz Vapeur
Doc. Electrabel
27
Groupe nucléaire à eau pressurisée (PWR)
Doc. Electrabel
28
Centrale nucléaire
Doc. Electrabel
29
Réacteur nucléaire (Doel 2)
Doc. ACEC
30
Générateur éolien
alternateur
ventilation
entraînement
aile
pignon
dorientation
frein à disque
roulement du rotor
pylône
Doc. Electrabel
31
Installations éoliennes en Belgique
Doc. Electrabel
32
Convertisseurs directs
Générateur thermo-électrique
Générateur thermo-ionique
33
Parc de production électrique belge I (1998)
Doc. Electrabel
34
Parc de production électrique belge II (1998)
Doc Electrabel
35
Energies renouvelables en Belgique (1999)
Doc Electrabel
36
Parc de production belge I (1999)
Doc. Electrabel
37
Parc de production belge II (1999)
Doc. Electrabel
38
Diagramme de la charge quotidienne (1997)
12000
8000
4000
0
Doc. Electrabel
39
Diagramme annuel de la charge (1997)
MW
12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
semaine
52
31
Doc. Electrabel
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Coût 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.
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Production 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
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Parc 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