Notions generales et la producton d’une centrale hydroelectrique

Description

Définition

L’hydroélectricité ou énergie hydroélectrique exploite l’énergie potentielle des flux d’eau (fleuves, rivières, chutes d’eau, courants marins, etc…). L’énergie cinétique du courant d’eau est transformée en énergie mécanique par une turbine, puis en énergie électrique par un alternateur.

Type de centrales hydroélectriques

Il existe 3 grandes catégories de centrales hydroélectriques à savoir:
❖ les centrales de haute chute
Elles sont surtout présentes dans les sites de haute montagne. Elles sont caractérisées par un débit faible et un dénivelé très fort avec une chute supérieure à 300 m. Le barrage s’oppose à l’écoulement naturel de l’eau pour former un lac de retenue. Les centrales de lac utilisent des turbines de type Pelton.
❖ Les centrales de moyenne chute
Elles sont surtout installées en moyenne montagne et dans les régions de basrelief. Elles sont caractérisées par un débit moyen et un dénivelé assez fort avec une chute comprise entre 30 et 300 m. Les centrales d’éclusée utilisent des turbines de type Francis.
❖ les centrales de basse chute
Elles sont implantées sur le cours de grands fleuves ou de grandes rivières. Elles sont caractérisées par un débit très fort et un dénivelé faible avec une chute de moins de 30 m. Dans ce cas, il n’y a pas de retenue d’eau et l’électricité est produite en temps réel. Les centrales au fil de l’eau utilisent des turbines de type Kaplan.

Etude du cycle de l’eau 

Au niveau de la ressource, l’hydroélectricité est basée sur l’exploitation d’un flux naturel d’énergie: le cycle de l’eau. Ce cycle est gouverné par plusieurs paramètres parmi lesquels il y a le rayonnement solaire, présenté par la figure n°2. Dans le secteur hydroélectricité, la ressource utilisée est plus précisément l’écoulement de l’eau entre l’arrivée à Terre des précipitations (pluies et/ou neige) et le retour de l’eau à la mer.

Le cycle hydrologique est un cycle naturel et le processus se procède comme suit:
❖ Évaporation: grâce au soleil, une partie des océans se précipitent pour former des nuages et avec le vent, ce dernier va le placer au-dessus des continents;
❖ Précipitation et condensation: sous la pluie, la grêle, la précipitation va de plus en plus rapide et s’évapore directement; Les nuages sont formés de minuscules gouttes d’eau. Lors des pluies, la totalité de la lame d’eau tombe sur les océans (pour 7/9) et les continents (pour 2/9)
❖ Ruissellement et percolation : Le ruissellement désigne en hydrologie le phénomène d’écoulement des eaux à la surface des sols. Ruisselle sur le sol, les rivières, les fleuves puis la mer;
❖ Infiltration dans des nappes phréatiques, écoulement souterraine et retour en surface;
❖ Formations de courants de surfaces, des rivières, des fleuves, les lacs, la mer et les océans;
❖ Évaporation et répétition du cycle.

Grandeur caractéristique d’une centrale hydroélectrique

Le débit, la hauteur de la chute et la puissance électrique sont les paramètres les plus importantes lors de l’étude.

Evaluation des débits

Débit disponible
Il existe plusieurs méthodes pour évaluer le débit disponible sur un site dont le plus simple est celui du flotteur. Elle est approximative mais peut être considérée comme satisfaisante dans bon nombre de cas. On choisit pour mesure un endroit où le lit de la rivière est lisse et uniforme sur une certaine longueur. On mesure l’intervalle de temps dt mis par un flotteur pour parcourir une distance connue dl. On détermine ensuite la section S du cours d’eau. La méthode par flotteur se calcule comme suit :

Q = Vmoy* S [m3/s]

Détermination du débit de crue :
Il y a plusieurs méthodes de détermination des débits de crues :
– La méthode statistique qui utilise les relevés des débits maximums ajustés suivant la loi de GUMBEL ou suivant la loi de FRECHET,
– La méthode de station de référence utilisant les débits spécifiques de crue,
– Les méthodes basées sur des formules empiriques utilisant les pluviométries maximales et les caractéristiques du bassin versant.

RÉALISATION DE CONTRÔLE AUTOMATIQUE D’UN SYSTEME REFRIGERANT CONTRE LE RECHAUFFEMENT D’UN TRANSFORMATEUR À BASE D’UNE CARTE ARDUINO 

Généralité du projet 

Le signal et la protection sont deux choses qui permettent de protéger un appareil ainsi qu’assurer une longue continuité de son utilisation. En général, cette protection possède plusieurs caractéristiques et varie suivant les cas. Exemples :
❖ Protection contre une hausse de température : à partir d’un capteur
❖ Protection contre une intensité élevée : à partir d’un relais thermique ou contacteur.

Définition
Le système de protection enclave l’ensemble des dispositifs et circuits électriques et mécaniques, situé entre les capteurs et les bornes d’entrée des organes de commande, qui interviennent dans la surveillance des paramètres de sureté et dans la génération des signaux associés à la fonction de protection, quel que soit l’état de la tranche. Une protection est en quelque sorte un appareil qui permet le suivi des températures des matériels (exemple : l’huile de TRANSFORMATEUR [TR]), en déclenchant tout de suite une alarme en cas d’une hausse de la température.

contexte du projet 

Dans le domaine de production ou distribution de l’électricité, les matériels comme le transformateur tourne jusqu’à 95% de leur puissance pour assurer la fourniture en énergie et ils ont besoin de module d’une manière automatique pour contrôler la température et de déclencher un système de refroidissement afin d’éviter le minimum de dégât et aussi pour améliorer la performance.

Dans le cadre de l’évolution du contrôle de la température d’une manière automatique que tout domaine veut maintenant, nous avons conçu ce dispositif de contrôle automatique qui fournit la température au niveau d’une conservateur d’huile d’un transformateur dans le domaine distribution de l’énergie pour éviter le réchauffement. Les valeurs collectées au niveau du conservateur d’huile s’affichent directement sur un écran avec la courbe de variation de la température suivant la production.

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Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE – I : DEROULEMENT DU STAGE
CHAPITRE–I : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
I-1- Présentation de la société
I-1-1- Historique
I-1-2- Mission du BETC
I-2- Présentation de site de production
I-2-1- site
I-2-2- Accès
I-2-3- Description de la centrale
I-3- Objectif de l’étude
CHAPITRE – II : NOTIONS GENERALES ET LA PRODUCTON D’UNE CENTRALE HYDROELECTRIQUE
II–1– Description
II-1-1- Définition
II-1-2- Classification des centrales hydroélectrique
II-1-3- Type de centrales hydroélectriques
II-1-4- Etude du cycle de l’eau
II–2– Grandeur caractéristique d’une centrale hydroélectrique
II–2–1– Evaluation des débits
II–2–1–1- Débit disponible
II–2–1–2- Détermination du débit d’étiage
II–2–1–3- Détermination du débit de crue
II–2–1–4- Détermination du débit turbinée
II–2–1–5- Détermination du débit d’équipement
II–2–2– Hauteur de la chute
II–2–2–1- Hauteur de chute exploitable
II–2–2–2- Hauteur de chute brute
II–2–2–3- Hauteur de chute nette
II-2–3– Puissance estimée
II-2–3– 1- Puissance hydraulique
II-2–3–2- Puissance électrique
CHAPITRE – III : ETUDE DE DIMENSIONNEMENT D’UNE CENTRALE
III-1– Dimensionnement
III–1–1– Dimensionnements du barrage
III–1–2– Dimensionnements du canal d’amené
III–1–3– Dimensionnements du dessaleur
III–1–4– Dimensionnements de la chambre de mise en charge
III–1–5– Dimensionnement de la conduite forcée
III–1–5–1- Longueur de la conduite forcée
III–1–5–2- Diamètre de la conduite forcée
III–1–5–3- L’épaisseur de la conduite forcée
III–1–6– Dimensionnement de la turbine
III–1–6-1– Types de la turbine
III–1–6-2– Dimensionnement théorique de la turbine
III–1–6-3– Rendement d’une turbine
III–1–7– Dimensionnements d’un générateur
III–2– APPLICATION D’UN LOGICIEL RETScreen SUR LE CAS DU SITE D’ANDROKABE
III-2-1- Description du site
III-2-2- Présentation de logiciel RETScreen
III-2-3- Interprétation des résultats obtenus
PARTIE – II : PROJET PERSONNEL
CHAPITRE IV : RÉALISATION DE CONTRÔLE AUTOMATIQUE D’UN SYSTEME REFRIGERANT CONTRE LE RECHAUFFEMENT D’UN TRANSFORMATEUR À BASE D’UNE CARTE ARDUINO
IV-1- Généralité du projet
IV-1-1- Définition
IV-1-2- contexte du projet
IV-1-3- Objectif du projet
IV-1-4- Description simplifiée du projet
IV-1-5- Principe de fonctionnement
IV-2- Organigramme du principe de fonctionnement
IV-2-1- Méthodes de réalisation
IV-2-2- Matériels utilises
IV-2-2-1- Carte arduino
IV-2-2-2- Le logiciel arduino
IV-2-2-3- Le logiciel processing
IV-2-2-4- Ecran LCD 2X16 a cristaux liquides
IV-2-2-5- Capteur de température DS18B20
IV-2-2-6- Ventilateur 5V
V-2-2-7- Des fils et une plaque d’essai (LABDEC)
IV-2-2-8- Brochage
IV-3- Code source du commande (Voir annexe)
IV-3-1- Arduino
IV-3-2- Processing
IV-3-3- Interprétation du résultat
IV-3-4- Perspective de la réalisation du projet personnel
CONCLUSION

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