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5/25/2018 Production dnergie lectrique
1/42
2009 - Universit catholique de Louvain
Production d nergie lectrique
Repris de H. BUYSE
ELEC 2753 Electrotechnique
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
4/42
2009 - Universit catholique de Louvain4 Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
5/422009 - Universit catholique de Louvain5 Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
6/422009 - Universit catholique de Louvain6 Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
8/422009 - Universit catholique de Louvain8
Production d nergie lectrique en Belgique
Doc. FPE
5/25/2018 Production dnergie lectrique
9/422009 - Universit catholique de Louvain9
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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
10/422009 - Universit catholique de Louvain10
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
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11/422009 - Universit catholique de Louvain11
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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
12/422009 - Universit catholique de Louvain12
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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
13/422009 - Universit catholique de Louvain13
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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
14/422009 - Universit catholique de Louvain14
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
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15/422009 - Universit catholique de Louvain15
Turbine Pelton axe vertical
Injecteur
Roue Pelton
Vanne sphrique
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2009 - Universit catholique de Louvain16
Profil en long de l installation de Coo I
Doc. ACEC
Bassin suprieur
Bassin
infrieur
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17/42
2009 - Universit catholique de Louvain17
Centrale de pompage de Coo
Excitatrice
A Alternateur
B Turbine- pompe
C Vanne sphrique
D Vanne aval
Doc. ACEC
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2009 - Universit catholique de Louvain18
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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2009 - Universit catholique de Louvain19
Schma d un groupe thermique classique
chaudirechaudire
vapeur vapeur
turbinealternateur
condenseur
vapeur
air +
eaucombustible
lectricit
Doc. Electrabel
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2009 - Universit catholique de Louvain20
Groupe thermique classique
Doc. Electrabel
chaudire
condenseur
filtre
tour derefroidissement
alternateurturbine
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2009 - Universit catholique de Louvain21
Centrale thermique classique
Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain22
Groupe turbo-alternateur(4 ples)
Doc. Alstom
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain23
Turbo-alternateur
Doc. ACEC
Puissance : 500 MW, conducteurs creux refroidis l hydrogne
Palier Balais Bagues Rotor Stator Inducteur Induit Palier
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2009 - Universit catholique de Louvain24
Centrales thermiques classiques en Belgique
Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain25
Schma d un groupe TGV
chaudirechaudiredede
rcuprationrcupration
turbine
alternateur
condenseur
vapeur
alternateur
turbine
gaz
chambre decombustion
air
lectricit
gazdchappement
lectricit
eau
compresseur
Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain26
Centrale Turbine Gaz Vapeur
Doc. Electrabel
alternateur
turbine gazchaudire dercupration
turbine
transformateur
arocondenseur
alternateur
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2009 - Universit catholique de Louvain27
Groupe nuclaire eau pressurise (PWR)
racteur
gnrateurdevapeur
turbine
condenseur
alternateur
lectricit
circuit primaire
circuit secondaire
circuit tertiaire
Doc. Electrabel
C l l i
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain28
Centrale nuclaire
racteur
pressuriseur
gnrateur de
vapeur
turbine
condenseur
alternateurtour de
refroidissement
Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
29/42
2009 - Universit catholique de Louvain29
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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain30
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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2009 - Universit catholique de Louvain31
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
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain32
Convertisseurs directs
Gnrateur thermo-lectrique Gnrateur thermo-ionique
Parc de production lectrique belge I
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain33
Parc de production lectrique belge I (1998)
Doc. Electrabel
5/25/2018 Production dnergie lectrique
34/42
2009 - Universit catholique de Louvain34
Parc de production lectrique belge II (1998)
Doc Electrabel
Energies renouvelables en Belgique
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2009 - Universit catholique de Louvain35
Energies renouvelables en Belgique (1999)
biomasse
nergie solaire
parc doliennes
centrale hydro-lectrique
Doc Electrabel
Parc de production belge I (1999)
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain36
Parc de production belge I (1999)
Doc. Electrabel
Parc de production belge II (1999)
5/25/2018 Production dnergie lectrique
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2009 - Universit catholique de Louvain37
Parc de production belge II (1999)
Doc. Electrabel
Di d l h tidi
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2009 - Universit catholique de Louvain38
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)
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2009 - Universit catholique de Louvain
0
4000
8000
12000
semaine
MW
31 52
121
8642
Diagramme annuel de la charge (1997)
Doc. Electrabel
Cot annuel de production
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2009 - Universit catholique de Louvain
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)
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2009 - Universit catholique de Louvain
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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2009 - Universit catholique de Louvain
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