Production hydroélectrique

Écrit par les experts Ooreka

Comment réguler une mini-centrale hydroélectrique ?

La mini centrale hydroélectrique nécessite différents éléments : prise d'eau, barrage hydroélectrique, turbine hydraulique, etc.

En comprenant son fonctionnement et sa régulation, il est plus simple de gérer sa production.

Production hydroélectrique : les valeurs à connaître

La puissance de la PCH est proportionnelle :

  • au débit turbiné, exprimé en m³/s,
  • et à la hauteur de chute en mètre.

Avant tout choix d'équipement, il faut connaître plusieurs valeurs de débit :

Débit turbiné : les différentes valeurs
Débit moyen annuel ou module Quotient du volume d'eau écoulé dans l'année par le nombre de secondes et exprimé en m³/s.
Débit réservé L'article L.232-5 du Nouveau Code de l'environnement impose de maintenir un débit minimal garantissant en permanence « la vie, la circulation et la reproduction des espèces ».
Débit d'équipement C'est le débit qui correspond à la capacité maximale des équipements de la centrale.
Débit spécifique C'est le quotient du débit, relevé à un point précis du cours d'eau, rapporté à la surface du bassinet exprimé en litres par seconde et par km²(l/s/km²).

Réguler une centrale hydroélectrique : les réglages

Pour optimiser au mieux une centrale hydroélectrique et gérer sa puissance, il faut savoir régler le groupe hydroélectrique. Celui-ci se règle par le débit d'eau qui arrive dans la turbine.

2 types de régulateur pour le groupe hydroélectrique

Plus la puissance reste constante, plus la régulation est optimale. Les réglages sont aidés par :

  • un régulateur de vitesse,
  • un régulateur de tension.

Production hydroélectrique : équilibrage de la puissance

Le maintien de la fréquence et de la tension nécessite un équilibrage entre :

  • la puissance fournie,
  • et la puissance appelée par le réseau.

Cet équilibrage peut être assuré par deux types de régulation :

  • la régulation du débit d'eau absorbé grâce à des turbines à débit variable : avec les injecteurs, les distributeurs, les pales réglables, etc.,
  • la régulation de la charge : l'eau est turbinée et l'électricité en trop est déchargée dans une batterie de résistances, grâce à un régulateur électronique de charge.

Régulation pico centrale et micro-centrale hydroélectrique

Sur des petites installations comme la micro-centrale hydroélectrique ou encore la pico centrale hydroélectrique, le débit de l'eau passant par la turbine ne varie pas beaucoup.

La puissance reste donc constante et la régulation est simplifiée.

Pour le réglage, il suffit de connecter ou de déconnecter un élément de résistance en fonction du régulateur.

Production hydroélectrique : la régulation de la vitesse

Un automate de conduite peut réguler la vitesse d'une plus grande installation.

Il est possible d'utiliser la position du vannage de la turbine comme mesure de puissance. Cependant, l'ouverture donnée du vannage peut correspondre à des puissances différentes selon la valeur de la chute nette de la turbine. Ainsi, il est parfois plus simple de mesurer directement la puissance de l'alternateur.


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