6ème Rencontres France Hydro Electricité – Grenoble – 9 et 10 avril 2013

BERNARD & BONNEFOND est spécialisé dans la conception et la fabrication

d’alternateurs basse vitesse.

Nous regroupons les compétences aussi bien électriques que mécaniques,

permettant de répondre de façon globale à vos projets.

Effectif : 50 personnes

Présentation

7%

17%

12%

5%

59%

Direction

Bureau d'étude

Administratif

Commercial

Production

10%

25%

60%

5%

Réparations

Machines tournantes

Varivolt

Divers

Chiffre d’affaire du groupe B&B 2012 :

11,6 millions € - 80% export

Machines tournantes

ALTERNATEURS TRES BASSE VITESSE : ATBV – De 10 à 500 tr/min

– De 200 kVA à 1000 kVA

– Vertical / horizontal

– Package complet

– Applications pour éoliennes et hydroliennes

ALTERNATEURS BASSE VITESSE : ABV – De 100 à 500 tr/min

– De 750KVA à 20MVA

– Vertical / horizontal

– Package complet

– Application Centrale Hydraulique:

*Turbine Kaplan

*Francis

Machines tournantes

Alternateur Convertisseur

de fréquence Turbine Réseau

Alternateur à vitesse variable et aimants permanents

– De 10 à 500 tr/min

– De 200 KVA à 1000 kVA

– Aimants permanents

– Convertisseur de fréquence

– Vitesse variable

Machines tournantes

STATOR

– Bobinage simple sur dent

– Optimisation du diamètre extérieur

– Structure modulaire

ROTOR

– Aimants permanents

– Réduction du nombre de paires de pôles grâce à un fonctionnement à fréquence réduite

CONVERTISSEUR

– Fonctionnement de 10 à 120Hz

– Contrôle de la vitesse de rotation

– Régulation du Cosφ

– Rendement élevé sur toute sa plage d’utilisation

Machines tournantes vs

Comparatif des dimensions Ø 1960 mm

Ø 3200 mm

Conclusion : aimants permanents = encombrement réduit de 40%

Machines tournantes Remplacement pôles bobines par aimants permanents.

Pôles de

COMPACT

Conclusion :

Aimants permanents =

réduction du diamètre

extérieur du rotor

Pôles

CLASSIQUES

Convertisseur de fréquence

- Suppression de l’excitation et du synchro-coupleur

- Fonctionnement à vitesse variable

- Production à faible débit

- Couplage au réseau dès les premiers tours

- Régulation du Cosφ

Conclusion :

Gain de production et

souplesse d’utilisation

Hydroélectricité

Attentes des producteurs

Nos réponses

Augmenter le temps de production

Affiner en temps réel le niveau de tangente

Simplifier la mécanique

Grâce à la variation de vitesse

Possibilité d’augmenter la production annuelle ?

Quelle réponse à l’évolution de la législation ?

Comment diminuer les coûts d’exploitation ?

Hydroélectricité

Du monde industriel à la production d’énergie

POWERDRIVE MD2

– Convertisseur de fréquence construit de manière modulaire

– Technologie issue de plus de 30 ans d’expérience industrielle

Solution hydro déclinée à partir du convertisseur industriel qui permet :

– le démarrage possible sous le débit d’armement

– la souplesse du démarrage dès la mise sous tension

– la mise en production commence avant la fin du démarrage

– La recherche permanente de la puissance maximum

– l’adaptation fine du niveau de réactif à la demande du gestionnaire de réseau

– Le pilotage de toute technologie de générateur

– la suppression du multiplicateur

Hydroélectricité

Débit de crue : augmentation de production en jouant sur la vitesse Q > 100

+ POWERDRIVE Hydro :

production augmentée

Débit d’étiage : production équivalente ou supérieure par optimisation de la vitesse

70 > Q ≥ 30

Débit inférieur à celui d’armement

– vitesse fixe : redémarrage impossible de la turbine

– POWERDRIVE Hydro : continuité de production quel que soit le débit

Q < 30%

100 ≥ Q ≥ 70

Débit nominal : production équivalente

Hydroélectricité

Débit de crue : augmentation de production en adaptant sur la vitesse

Q > 100%

Débit nominal : production équivalente

100 ≥ Q ≥ 70

Débit d’étiage : production équivalente ou supérieure par optimisation de la vitesse

70 > Q ≥ 30

Débit inférieur au débit d’armement

– vitesse fixe : redémarrage impossible de la turbine

– POWERDRIVE Hydro : continuité de production.

Q < 30%

+ POWERDRIVE Hydro :

production augmentée

Hydroélectricité

+ POWERDRIVE Hydro : souplesse et rapidité

Accélération synchronisée à l’ouverture du débit

– Mise sous tension

– POWERDRIVE Hydro démarre la génératrice

• La puissance d’entraînement commence à être compensée par l’énergie de la turbine

• Passage en «production» à partir du débit minimum turbinable

Décélération synchronisée à la fermeture du débit

– Ralentissement en roue libre de la turbine : diminution de la puissance produite

– POWERDRIVE Hydro arrête la génératrice à détection de puissance nulle

Hydroélectricité : hauteur de chute variable

+ POWERDRIVE Hydro :

adaptation aux conditions hydrauliques

POWERDRIVE Hydro adapte la vitesse pour trouver en permanence la puissance maximum en fonction de:

– de la hauteur de chute nette

– des caractéristiques intrinsèques de l’installation (ex. turbine d’occasion non optimisée pour la chute, …)

– d’autres paramètres dédiés (débit, …)

Automate

Informations

POWERDRIVE Hydro

Générateur

ouverture

vannes,

orientation

directrices,

pales…

Consigne vitesse

Hydroélectricité : hauteur de chute variable

Gestion de la consigne de réactif

POWERDRIVE Hydro permet :

– l’adaptation fine du niveau de réactif à la demande du gestionnaire de réseau

– la suppression du système de condensateurs + contacteurs générant des ajustements par paliers (10% ou plus)

Consigne vitesse

Automate

Informations

POWERDRIVE Hydro

Générateur

ouverture

vannes,

orientation

directrices,

pales…

+ POWERDRIVE Hydro : réponse à la législation

Niveau réactif

Consigne réactif

Hydroélectricité : hauteur de chute variable

Sur coupure réseau le module intégré gère la vitesse du générateur évitant l’emballement

Reprise à la volée dès retour du réseau

POWERDRIVE Hydro permet d’augmenter

– la production

– la durée de vie de la mécanique

Consigne vitesse

Automate

Informations

POWERDRIVE Hydro

Générateur

ouverture

vannes,

orientation

directrices,

pales…

+ POWERDRIVE Hydro : gestion micro coupure

Niveau réactif

Consigne réactif

Module anti emballement

Hydroélectricité

Gain de 8 à 15% de production par l’augmentation de la disponibilité de la turbine même avec un rendement légèrement inférieur

Alternateur à aimant : quel choix ?

Pas de pénalisation du rendement dû au variateur

Vitesse fixe Vitesse variable

Obligation de conserver la batterie de condensateurs

Emballement sur coupure réseau (présence de tension élevée (1200 V)

Génératrice synchrone adaptée pour le site : nombre de pôles ajusté à la vitesse de la turbine

Machine avec un diamètre important

Suppression de la batterie de condensateurs

Gestion fine du réactif sur consigne de gestionnaire du réseau

Gestion de l’emballement sans risque de casse

Génératrice plus petite à puissance équivalente

Installation neuve – Ne nécessite pas de turbine complexe

– Utilisation possible de turbine d’occasion

Machines tournantes

Avantages du

– Entraînement direct à la vitesse de la turbine, donc très grande fiabilité

– Réduction du diamètre extérieur du rotor grâce aux aimants permanents et à la fréquence

– Réduction de la masse globale donc réduction du coût de la machine

– Vitesse variable grâce à l’armoire convertisseur, possibilité de turbiner à de très faibles débits

– Eligible au nouveau contrat EDF H07

Une solution innovante permettant des gains importants

+ 33 (0)4 77 95 30 00

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7 Allée Mathieu Murgue – Terrenoire

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