Cours danalyse de projets dénergies propres Photo : SNC-Lavalin Analyse de projets de petite centrale hydroélectrique Projet de petite centrale hydroélectrique.
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Cours d’analyse de projets d’énergies propresCours d’analyse de projets d’énergies propres
Photo : SNC-Lavalin
Analyse de projets de petite Analyse de projets de petite centrale hydroélectriquecentrale hydroélectrique
Projet de petite centrale hydroélectrique au fil de l’eau, Canada
• Réviser les principes de base des Réviser les principes de base des petites centrales hydroélectriquespetites centrales hydroélectriques
• Décrire les enjeux importants Décrire les enjeux importants d’une analyse de projet de d’une analyse de projet de petite centrale hydroélectriquepetite centrale hydroélectrique
• Présenter le modèle RETScreenPrésenter le modèle RETScreen®® pour les pour les projets de petite centrale projets de petite centrale hydroélectriquehydroélectrique
Composants : Composants : ouvrage de génie civilouvrage de génie civil
• Représente habituellement 60 % des coûts Représente habituellement 60 % des coûts d’investissementd’investissement
• Barrage de dérivation Barrage de dérivation Simple barrage de dérivation de faible hauteur
pour les installations au fil de l’eau Fait de béton, bois ou maçonnerie Les coûts du barrage peuvent à eux seuls
rendre le projet non viable
• Conduite d’eauConduite d’eau Entrée d’eau avec grille crapaudine et vanne, ainsi que
canal de fuite à la sortie Canal excavé, tunnel souterrain et/ou conduite forcée Soupapes et vannes à l’entrée et à la sortie de la turbine pour l’entretien
• CentraleCentrale Contient la ou les turbines et les équipements mécaniques et électriques
• Versions réduites des turbines des grandes centralesVersions réduites des turbines des grandes centrales
• Rendement possible de 90 %Rendement possible de 90 %
• Dans les installations au fil de l’eau le débit Dans les installations au fil de l’eau le débit est très variable est très variable La turbine utilisée doit fournir un bon rendement
pour une vaste gamme de débits, sinon plusieurs turbines sont utilisées
• À réaction : Francis, hélice à pas fixe, KaplanÀ réaction : Francis, hélice à pas fixe, Kaplan Pour les hauteurs de chute faibles ou moyennes
Les turbines immergées utilisent la pression de l’eau etl’énergie cinétique
• À impulsion : Pelton, Turgo, à impulsion radialeÀ impulsion : Pelton, Turgo, à impulsion radiale Pour les hauteurs de chute élevées
Utilisent l’énergie cinétique d’un jet d’eau à haute vitesse
• Une plus grande quantité de pluie tombe sur les continents que d’eau Une plus grande quantité de pluie tombe sur les continents que d’eau s’en évapores’en évapore
• Pour des questions d’équilibre, la pluie s’écoule Pour des questions d’équilibre, la pluie s’écoule vers les océans par les rivières vers les océans par les rivières
Potentiel technique (TWh/an)
% Développé
Afrique 1 150 3
Asie du Sud et Moyen-Orient
2 280 8
Chine 1 920 6
Ancienne Union Soviétique 3 830 6
Amérique du Nord 970 55
Amérique du Sud 3 190 11
Amérique Centrale 350 9
Europe 1 070 45
Australasie 200 19Source : Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press.
Ressource hydroélectrique du Ressource hydroélectrique du sitesite
• Particularité du site : une rivière exploitable est Particularité du site : une rivière exploitable est nécessaire!nécessaire! Dénivellation sur une petite distance (hauteur de chute)
Variation acceptable du débit dans le temps : courbe de débits classés
Le débit résiduel réduit le débit disponible pour la production d’énergie
• Évaluation de la Évaluation de la courbe de débits courbe de débits classés d’aprèsclassés d’après Les mesures du débit à
travers le temps
La superficie du bassin hydrographique au dessus du site, l’écoulement spécifique et la forme de la courbe de débits classés
Exemples : Slovaquie, Canada et États-UnisExemples : Slovaquie, Canada et États-Unis
Petite centrale hydro en réseau Petite centrale hydro en réseau centralcentral
• Lorsque le débit le permet les projets au Lorsque le débit le permet les projets au fil de l’eau alimenteront le réseau fil de l’eau alimenteront le réseau électriqueélectrique
• Les Services publics ou les producteurs Les Services publics ou les producteurs d’électricité indépendants (avec un CAÉ d’électricité indépendants (avec un CAÉ à long terme) seront propriétairesà long terme) seront propriétaires
Photo : Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse Photo : CHI Energy
Photo : CHI Energy
2,3 MW, 2 Turbines, Jasenie, Slovaquie Petite centrale hydroélectrique, Terre-Neuve, Canada
Petite centrale hydroélectrique,Sud-est américain, É-U
Modèle RETScreenModèle RETScreen®® pour les projets pour les projets de petite de petite centrale hydroélectriquecentrale hydroélectrique
• Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse Pouvant être utilisé partout dans le monde pour l’analyse de la production énergétique, des coûts sur le cycle de de la production énergétique, des coûts sur le cycle de vie et des réductions d’émissions de gaz à effet de serre.vie et des réductions d’émissions de gaz à effet de serre. Réseau central, réseau isolé et hors réseau Micro-centrale à turbine unique à
petite-centrale à turbines multiples Méthode de calcul des coûts par formules
• Non couvert actuellement :Non couvert actuellement : Variations saisonnières dans la charge
des réseaux isolés Variations de la hauteur de chute dans
les projets avec réservoir(l’utilisateur doit fournir une valeur moyenne)
• Méthode de calcul des coûts par formulesMéthode de calcul des coûts par formules Une comparaison démontre que les coûts sont à 11 % près de
ceux évalués par la méthode de calcul des coûts détaillée de RETScreen®, pour un projet de 6 MW à Terre-Neuve
Exemple : validation du modèle Exemple : validation du modèle RETScreenRETScreen®® pour les projets de petite pour les projets de petite centrale hydroélectriquecentrale hydroélectrique
• Rendement d’une turbineRendement d’une turbine Comparaison avec les
données mesurées par le manufacturier pour une turbine Francis de 7 MWde Alsthom
• Puissance installée et Puissance installée et fourniefournie Comparaison des données
avec HydrA, pour un site en Écosse
Les résultats des mesures et de la simulation sont à 6,5 % près
• Les projets de petite centrale hydroélectrique (jusqu’à 50 Les projets de petite centrale hydroélectrique (jusqu’à 50 MW) peuvent fournir de l’électricité pour les réseaux MW) peuvent fournir de l’électricité pour les réseaux centraux ou isolés et les systèmes hors réseaucentraux ou isolés et les systèmes hors réseau
• Projets au fil de l’eau :Projets au fil de l’eau :
Coûts plus bas et moins d’impacts environnementaux
Nécessitent toutefois un système d’appoint en réseau isolé
• Coûts d’investissement élevés dont 75 % dépendent du siteCoûts d’investissement élevés dont 75 % dépendent du site
• RETScreenRETScreen®® évalue la puissance installée, garantie et fournie évalue la puissance installée, garantie et fournie ainsi que les coûts en se basant sur les caractéristiques du ainsi que les coûts en se basant sur les caractéristiques du site tel que la courbe de débits classés et la hauteur de site tel que la courbe de débits classés et la hauteur de chutechute