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2012 - Université catholique de Louvain Production d énergie électrique Repris de H. BUYSE ELEC 2753 Electrotechnique.

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1 Université catholique de Louvain Production d énergie électrique Repris de H. BUYSE ELEC 2753 Electrotechnique

2 Université catholique de Louvain 2 Filières de production d énergie électrique ENERGIE ELECTRIQUE Générateur photovoltaïque Pile à combustible Convertisseur électromécanique Convertisseurs directs Énergie mécanique Énergie thermique Énergie hydraulique et éolienne Énergie chimique Énergie de fission Radio- isotopes Énergie de fusion Énergie d origine solaire Énergie nucléaire

3 Université catholique de Louvain 3 Doc. Electrabel

4 Université catholique de Louvain 4 Doc. Electrabel

5 Université catholique de Louvain 5 Doc. Electrabel

6 Université catholique de Louvain 6 Doc. Electrabel

7 Université catholique de Louvain 7 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 Filières de production d énergie électrique

8 Université catholique de Louvain 8 Production d énergie électrique en Belgique Doc. FPE

9 Université catholique de Louvain 9 Principe de base d une installation hydraulique Q étant le débit en m 3 /sec et h la hauteur de dénivellation en m, on a Puissance mécanique brute : P m = 1000 Q.h kg(m/sec) = 9.81 Q.h (kW) Puissance électrique nette :P e = 9.81 T G Q.h kW Rendement de la turbine hydraulique : T = 0.85…0.92 Rendement du générateur électrique : G = 0.9… 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. Q (m 3 /sec) h (m) T G PmPm P e

10 Université catholique de Louvain 10 Performances des turbines hydrauliques de moyenne puissance Q (m 3 /sec) 15 MW 30 MW 10 MW 5 MW 2 MW 1 MW 500 kW h (m ) Kaplan Francis Pelton

11 Université catholique de Louvain 11 Groupe de basse chute à turbine Kaplan Doc. ACEC alternateur turbine Kaplan à axe vertical Caractéristiques (par groupe) P M = 29.1 MW Q = 600 m 3 /sec N = 75 tr/min h = 10 m

12 Université catholique de Louvain 12 Excitatrice Alternateur Palier Volute Roue Kaplan Groupes Kaplan à axe vertical Groupe à trois paliers Groupe à deux paliers Excitatrice Alternateur Palier Volute Roue Kaplan Excitatrice Alternateur Palier Bâche spirale Doc. ACEC

13 Université catholique de Louvain 13 Groupe bulbe Kaplan Doc. ACEC Centrale d Ampsin-Neuville (6 groupes) Groupe bulbe turbine Kaplan à axe oblique Caractéristiques (par groupe) P M = 14.5 MW Q = 300 m 3 /sec N = 125 tr/min h = 10 m

14 Université catholique de Louvain 14 Turbine Francis Turbine Francis (Inga 2) Caractéristiques P M = 62.5 MW Q = 300 m 3 /sec N = tr/min h min = 51.2 m h max = 62.5 m Doc. ACEC Arbre Palier Aubes directrices Roue motrice

15 Université catholique de Louvain 15 Turbine Pelton à axe vertical Injecteur Roue Pelton Vanne sphérique

16 Université catholique de Louvain 16 Profil en long de l installation de Coo I Doc. ACEC Bassin supérieur Bassin inférieur

17 Université catholique de Louvain 17 Centrale de pompage de Coo Excitatrice A Alternateur B Turbine- pompe C Vanne sphérique D Vanne aval Doc. ACEC

18 Université catholique de Louvain 18 Installations hydro-électriques en Belgique centrale de pompage centrale hydro-électrique Plate-Taille Floriffoux Grands-Malades Andenne Neuville Ivoz-Ramet Monsin Lixhe Bévercé Bütgenbach Stavelot Heid-de- Goreux Lorcé Coo Coo- dérivation Cierreux La Vierre Orval Doc. Electrabel

19 Université catholique de Louvain 19 Schéma d un groupe thermique classique chaudière à vapeur turbine alternateur condenseur vapeur air + eau combustible électricité Doc. Electrabel

20 Université catholique de Louvain 20 Groupe thermique classique Doc. Electrabel chaudière condenseur filtre tour de refroidissement alternateur turbine

21 Université catholique de Louvain 21 Centrale thermique classique Doc. Electrabel

22 Université catholique de Louvain 22 Groupe turbo-alternateur Groupe turbo-alternateur (4 pôles) Doc. Alstom

23 Université catholique de Louvain 23 Turbo-alternateur Doc. ACEC Puissance : 500 MW, conducteurs creux refroidis à l hydrogène Palier Balais Bagues Rotor Stator Inducteur Induit Palier

24 Université catholique de Louvain 24 Centrales thermiques classiques en Belgique Doc. Electrabel

25 Université catholique de Louvain 25 Schéma d un groupe TGV chaudière de récupération turbine alternateur condenseur vapeur alternateur turbine gaz chambre de combustion air électricité gaz déchappement électricité eau compresseur Doc. Electrabel

26 Université catholique de Louvain 26 Centrale Turbine Gaz Vapeur Doc. Electrabel alternateur turbine à gaz chaudière de récupération turbine transformateur aérocondenseur alternateur

27 Université catholique de Louvain 27 Groupe nucléaire à eau pressurisée (PWR) réacteur générateur de vapeur turbine condenseur alternateur électricité circuit primaire circuit secondaire circuit tertiaire Doc. Electrabel

28 Université catholique de Louvain 28 Centrale nucléaire réacteur pressuriseur générateur de vapeur turbine condenseur alternateur tour de refroidissement Doc. Electrabel

29 Université catholique de Louvain 29 Réacteur nucléaire (Doel 2) Plaque de support Couvercle Tige de commande Tube guide Cuve du réacteur Colonne Assemblage de combustible Mécanisme d actionnement Doc. ACEC

30 Université catholique de Louvain 30 Générateur éolien aile frein à disque roulement du rotor entraînement alternateur pignon dorientation pylône ventilation Doc. Electrabel

31 Université catholique de Louvain 31 Installations éoliennes en Belgique Doc. Electrabel

32 Université catholique de Louvain 32 Convertisseurs directs Générateur thermo-électrique Générateur thermo-ionique

33 Université catholique de Louvain 33 Parc de production électrique belge I (1998) Doc. Electrabel

34 Université catholique de Louvain 34 Parc de production électrique belge II (1998) Doc Electrabel

35 Université catholique de Louvain 35 Energies renouvelables en Belgique (1999) Doc Electrabel

36 Université catholique de Louvain 36 Parc de production belge I (1999) Doc. Electrabel

37 Université catholique de Louvain 37 Parc de production belge II (1999) Doc. Electrabel

38 Université catholique de Louvain 38 Diagramme de la charge quotidienne (1997) Doc. Electrabel

39 Université catholique de Louvain semaine MW Diagramme annuel de la charge (1997) Doc. Electrabel

40 Université catholique de Louvain 0 0 unité de pointe unité de base Coût annuel de production unité de base et unité de pointe EUR / an 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.

41 Université catholique de Louvain heures MW hydraulique classique + TGV nucléaire + cogénération Production quotidienne d électricité (1997) Doc. Electrabel

42 Université catholique de Louvain Parc de production par tranche dâge (1999) années charbon pétrole et gaz nucléaire hydraulique MW > <4 Doc. Electrabel


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