Comment reconnaître la qualité et la durabilité
Comme nous l'avons montré, un système hydroélectrique est à la fois simple et complexe. Les concepts de l'énergie hydraulique sont simples : tout repose sur la hauteur manométrique et le débit. Mais une bonne conception exige des compétences techniques avancées, et un fonctionnement fiable exige une construction soignée avec des composants de qualité.
Qu'est-ce qui fait un système de turbine de qualité
Imaginez un système de turbine en termes d'efficacité et de fiabilité. Dans un monde idéal, le rendement serait de 100 %. Toute l'énergie contenue dans l'eau serait transformée en arbre rotatif. Il n'y aurait ni turbulences de l'air ni de l'eau, ni résistance des roulements. La roue serait parfaitement équilibrée. Les signes de perte d'énergie – chaleur, vibrations et bruit – seraient absents. Bien entendu, la turbine parfaite ne tomberait jamais en panne et ne nécessiterait jamais d'entretien.
Roue Pelton finement usinée
Des composants de qualité et un usinage soigné font une grande différence dans l’efficacité et la fiabilité de la turbine.
Évidemment, aucun système de turbine n'atteindra jamais ce degré de perfection. Mais il est important de garder ces objectifs à l'esprit, car une meilleure efficacité et une meilleure fiabilité se traduisent par une puissance accrue et un coût par watt inférieur. Voici quelques éléments à prendre en compte lors du choix d'un système de turbine :
Turbine Runner
La roue est le cœur de la turbine. C'est là que la puissance hydraulique est transformée en force de rotation qui entraîne le générateur. Quel que soit le type de roue, ses aubes ou ses pales permettent de capter le maximum d'énergie de l'eau. La courbure de chaque surface, avant et arrière, détermine la façon dont l'eau se déplace jusqu'à sa chute. N'oubliez pas non plus qu'une roue donnée fonctionnera de manière optimale à une hauteur manométrique et un débit spécifiques. La roue doit donc être parfaitement adaptée aux caractéristiques de votre site.
Privilégiez des roues entièrement métalliques aux surfaces lisses et polies pour éliminer les turbulences de l'eau et de l'air. Les roues monoblocs, soigneusement usinées, fonctionnent généralement de manière plus efficace et fiable que celles boulonnées. Les roues en bronze-manganèse conviennent parfaitement aux petits systèmes avec de l'eau propre et des hauteurs d'eau allant jusqu'à environ 150 mètres. Les roues en acier inoxydable haute résistance sont idéales pour les systèmes plus importants ou les eaux abrasives. Toutes les roues doivent être soigneusement équilibrées afin de minimiser les vibrations, un problème qui non seulement affecte l'efficacité, mais peut également entraîner des dommages à long terme.
Boîtier de turbine
Le carter de la turbine doit être solide et de bonne qualité, car il gère les forces de l'eau entrante ainsi que la puissance de l'arbre sortant. De plus, sa forme et ses dimensions ont un impact significatif sur son rendement. Prenons l'exemple d'une turbine Pelton. En tant que turbine à impulsion, elle est entraînée par un ou plusieurs jets d'eau, mais tourne dans l'air. Cela signifie que les forces hydrodynamiques et aérodynamiques doivent être prises en compte lors de la conception du carter. Il doit minimiser la résistance aux éclaboussures et aux projections d'eau et évacuer en douceur les eaux résiduaires, tout en étant dimensionné et façonné de manière à minimiser les pertes dues aux turbulences de l'air. De même, les carters des turbines à haut débit, comme les turbines à flux transversal et Francis, doivent être conçus avec précision pour canaliser en douceur de grands volumes d'eau à travers la turbine sans créer de poches de turbulence.
Recherchez un carter aux soudures lisses, parfaitement adapté à la roue de votre site. Gardez à l'esprit que les forces de l'eau et la roue produisent un couple considérable ; le matériau du carter et tous les raccords doivent donc être robustes. Les surfaces de contact, telles que les brides de tuyauterie et les couvercles d'accès, doivent être usinées à plat et étanches. L'eau favorisant la rouille et la corrosion, assurez-vous que toutes les surfaces vulnérables sont protégées par un revêtement en poudre ou une peinture époxy de haute qualité. Tous les boulons doivent être en acier inoxydable.
Autres considérations relatives aux turbines
Toutes les surfaces transportant l'eau peuvent avoir un impact sur l'efficacité, de l'admission à la canalisation, en passant par le canal qui évacue les eaux résiduaires de votre centrale. Privilégiez des surfaces lisses, sans courbures prononcées. Les jets et les aubes de régulation de débit doivent être finement usinés, sans ondulations ni creux visibles.
L'efficacité est importante, mais la durabilité et la fiabilité le sont tout autant. Votre projet hydroélectrique doit fournir une énergie propre et ininterrompue. La qualité des composants – et de leur installation – peut faire une grande différence sur votre qualité de vie à long terme.
Recherchez un travail méticuleux dans la conception et la construction des systèmes d'étanchéité, du matériau et de l'usinage de l'arbre, ainsi que de tous les composants associés. Portez une attention particulière au choix et au montage des roulements ; ils doivent tourner en douceur, sans frottement ni grippage.
Fournisseur de turbines
En matière de fournisseurs, rien ne remplace l'expérience. Si les principes de l'hydroélectricité peuvent être maîtrisés en intérieur, c'est l'expérience concrète qui permet de comprendre les avantages et les inconvénients du détournement de l'eau d'un cours d'eau, de sa pressurisation et de son turbinage. Un fournisseur de turbines doté de nombreuses années d'expérience sur le terrain vous sera d'une aide précieuse pour la conception et la construction de votre système hydroélectrique.
Recherchez un fournisseur expérimenté, spécialisé dans la taille et le type de système hydroélectrique que vous envisagez de construire. Un bon fournisseur vous accompagnera, en commençant par vos mesures de hauteur et de débit, pour vous aider à déterminer la taille de canalisation, la hauteur nette, le débit de conception, les spécifications de la turbine, le système d'entraînement, le générateur et le système de gestion de la charge. Vous devriez pouvoir compter sur votre fournisseur pour vous faire des suggestions afin d'optimiser l'efficacité et la fiabilité, notamment leurs effets sur les coûts et les performances.
Un bon fournisseur d'éoliennes est votre partenaire et doit s'intéresser personnellement à votre réussite. Après tout, un client satisfait est un atout majeur pour vos affaires.
Date de publication : 24 mai 2021
