Production d ’Énergie Électrique

5/25/2018 Production dnergie lectrique

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2009 - Universit catholique de Louvain

Production d nergie lectrique

Repris de H. BUYSE

ELEC 2753 Electrotechnique


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2009 - Universit catholique de Louvain2

Filires de production d nergie lectrique

ENERGIE ELECTRIQUE

Gnrateur

photovoltaquePile

combustible

Convertisseur

lectromcaniqueConvertisseurs

directs

Energie mcanique

Energie thermique

Energie hydraulique

et olienne

Energie

chimique

Energie

de fission

Radio-

isotopes

Energie

de fusion

Energie d origine solaire Energ ie nuc laire


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2009 - Universit catholique de Louvain3 Doc. Electrabel


4/42

2009 - Universit catholique de Louvain4 Doc. Electrabel


5/422009 - Universit catholique de Louvain5 Doc. Electrabel


6/422009 - Universit catholique de Louvain6 Doc. Electrabel


7/422009 - Universit catholique de Louvain7

Filire Hydraulique Types d installations hydrauliques

Centrales de pompage

Filire thermique combustibles fossiles

Thermique classique

Combinaison Turbine Gaz, Vapeur

Filire nuclaire

Filires nouvelles

Convertisseurs oliens Convertisseurs directs chaleur-lectricit

Piles combustible

Convertisseurs photovoltaques

Filires de production d nergie lectrique



Production d nergie lectrique en Belgique

Doc. FPE



Principe de base d une installation

hydrauliqueQ tant le dbit en m3/sec et h la hauteur de dnivellation en m, on a

Puissance mcanique brute: Pm= 1000 Q.h kg(m/sec) = 9.81 Q.h (kW)

Puissance lectrique nette: Pe = 9.81 T GQ.h kWRendement de la turbine hydraulique: T = 0.850.92Rendement du gnrateur lectrique: G= 0.9..0.97

Centrale de basse chute : h30 m

Turbine raction pales orientables (Kaplan).pas de possibilit d accumulation (au fil de leau).

Centrale de chute moyenne : 30 m h 300 m

Turbines raction pales fixes (Francis).accumulation journalire ou hebdomadaire

(si turbine rversible ou pompes spares)

Centrale de haute chute : h 300m

Turbines action (Pelton)(non rversibles).accumulation saisonnire si descente en plusieurs

tages avec turbines rversibles ou pompes.

Q (m3/sec)h (m)T

G

Pm

Pe



Performances des turbines hydrauliques de

moyenne puissance

Q

(m3/sec)

15 MW15 MW 30 MW30 MW10 MW10 MW5 MW5 MW

2 MW2 MW

1 MW1 MW

500 kW500 kW

1 10 100 h(m ) 1000

100

10

1

0.1

1000

Kaplan

Francis

Pelton



Groupe de basse chute turbine Kaplan

Doc. ACEC

alternateur

turbine Kaplan

axe vertical

Caractristiques

(par groupe)

PM = 29.1 MW

Q = 600 m3/sec

N = 75 tr/min

h = 10 m



Excitatrice

Alternateur

Palier

Volute

Roue

Kaplan

Groupes Kaplan axe vertical

Groupe trois paliers Groupe deux paliers

Excitatrice

Alternateur

Palier

Volute

Roue

Kaplan

Excitatrice

Alternateur

Palier

Bche

spiraleBche spirale

Doc. ACEC



Groupe bulbe Kaplan

Doc. ACEC

Centrale d Ampsin-Neuville (6 groupes)

Groupe bulbe

turbine Kaplan

axe oblique

Caractristiques

(par groupe)

PM = 14.5 MW

Q = 300 m3/sec

N = 125 tr/minh = 10 m



Turbine Francis (Inga 2)

Caractristiques

PM = 62.5 MW

Q = 300 m3/sec

N = 107.1 tr/min

h min = 51.2 m

h max = 62.5 m

Doc. ACEC

Arbre

Palier

Aubes directrices

Roue motrice



Turbine Pelton axe vertical

Injecteur

Roue Pelton

Vanne sphrique


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Profil en long de l installation de Coo I

Doc. ACEC

Bassin suprieur

Bassin

infrieur


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Centrale de pompage de Coo

Excitatrice

A Alternateur

B Turbine- pompe

C Vanne sphrique

D Vanne aval

Doc. ACEC


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Installations hydro-lectriques en Belgique

centrale de pompagecentrale hydro-lectrique

Plate-Taille

FloriffouxGrands-Malades

AndenneNeuvilleIvoz-Ramet Monsin

Lixhe

BvercBtgenbach

Stavelot

Heid-de-Goreux

LorcCoo

Coo-drivation Cierreux

La Vierre

Orval

Doc. Electrabel


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Schma d un groupe thermique classique

chaudirechaudire

vapeur vapeur

turbinealternateur

condenseur

vapeur

air +

eaucombustible

lectricit

Doc. Electrabel


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Groupe thermique classique

Doc. Electrabel

chaudire

condenseur

filtre

tour derefroidissement

alternateurturbine


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Centrale thermique classique

Doc. Electrabel


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Groupe turbo-alternateur(4 ples)

Doc. Alstom


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Turbo-alternateur

Doc. ACEC

Puissance : 500 MW, conducteurs creux refroidis l hydrogne

Palier Balais Bagues Rotor Stator Inducteur Induit Palier


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Centrales thermiques classiques en Belgique

Doc. Electrabel


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Schma d un groupe TGV

chaudirechaudiredede

rcuprationrcupration

turbine

alternateur

condenseur

vapeur

alternateur

turbine

gaz

chambre decombustion

air

lectricit

gazdchappement

lectricit

eau

compresseur

Doc. Electrabel


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Centrale Turbine Gaz Vapeur

Doc. Electrabel

alternateur

turbine gazchaudire dercupration

turbine

transformateur

arocondenseur

alternateur


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Groupe nuclaire eau pressurise (PWR)

racteur

gnrateurdevapeur

turbine

condenseur

alternateur

lectricit

circuit primaire

circuit secondaire

circuit tertiaire

Doc. Electrabel

C l l i


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Centrale nuclaire

racteur

pressuriseur

gnrateur de

vapeur

turbine

condenseur

alternateurtour de

refroidissement

Doc. Electrabel


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Racteur nuclaire (Doel 2)

Plaque de support

Couvercle

Tige de commande

Tube guide

Cuve du racteur

Colonne

Assemblage de combustible

Mcanisme d actionnement

Doc. ACEC


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Gnrateur olien

aile

frein disque

roulement du rotor

entranement

alternateur

pignon

dorientation

pylne

ventilation

Doc. Electrabel

I t ll ti li B l i


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Installations oliennes en Belgique

8 +7-654-3-2

Vitesse du vent 50 m au-dessus dusol (m/s)

Zandvliet

Btgenbach

Veurne

JabbekeKoksijde

Doc. Electrabel


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Convertisseurs directs

Gnrateur thermo-lectrique Gnrateur thermo-ionique

Parc de production lectrique belge I


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Parc de production lectrique belge I (1998)

Doc. Electrabel


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Parc de production lectrique belge II (1998)

Doc Electrabel

Energies renouvelables en Belgique


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Energies renouvelables en Belgique (1999)

biomasse

nergie solaire

parc doliennes

centrale hydro-lectrique

Doc Electrabel

Parc de production belge I (1999)


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Parc de production belge I (1999)

Doc. Electrabel

Parc de production belge II (1999)


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Parc de production belge II (1999)

Doc. Electrabel

Di d l h tidi


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Diagramme de la charge quotidienne (1997)

0

4000

8000

12000

MW

24126 18 heures

12000

8000

4000

0

Doc. Electrabel

Diagramme annuel de la charge (1997)


39/42


0

4000

8000

12000

semaine

MW

31 52

121

8642

Diagramme annuel de la charge (1997)

Doc. Electrabel

Cot annuel de production


40/42


0 0

unit de

pointe

unit de base

p

unit de base et unit de pointe

EUR / an

heures par an

Pour une comparaison plus complte, distinguer, outre les frais fixes, les cots de

mise en route, maintien en fonctionnement et le cot marginal de lnergie

produite.

Production quotidienne d lectricit (1997)


41/42


0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 6 12 18 24

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 6 12 18 24 12 18 24 heures

MW hydraulique

classique + TGVnuclaire +cognration

121

8642

Production quotidienne d lectricit (1997)

Doc. Electrabel

Parc de production par tranche dge


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Parc de production par tranche dge(1999)

annes charbon

ptrole et gaznuclairehydraulique

MW

>35

30-34

25-29

20-2415-19

10-14

05-09

Production d ’Énergie Électrique

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