Dans les rivières naturelles, l'eau s'écoule d'amont en aval, mélangée à des sédiments, et emporte souvent le lit et les berges, ce qui montre qu'une certaine quantité d'énergie est cachée dans l'eau. Dans des conditions naturelles, cette énergie potentielle est consommée par le frottement, le refoulement des sédiments et la lutte contre la résistance au frottement. Si nous construisons des bâtiments et installons les équipements nécessaires pour faire circuler l'eau de manière constante dans une turbine hydraulique, celle-ci sera entraînée par le courant, comme une éolienne, et pourra tourner en continu, convertissant l'énergie hydraulique en énergie mécanique. Lorsque la turbine entraîne le générateur en rotation, elle produit de l'électricité, et l'énergie hydraulique est convertie en énergie électrique. C'est le principe de base de la production d'énergie hydroélectrique. Les turbines et les générateurs hydrauliques sont les équipements de base de la production d'énergie hydroélectrique. Permettez-moi de vous présenter brièvement les quelques notions de base sur la production d'énergie hydroélectrique.
1. L'énergie hydraulique et l'énergie hydraulique
Lors de la conception d'une centrale hydroélectrique, afin de déterminer sa taille, il est nécessaire de connaître sa capacité de production d'électricité. Selon les principes fondamentaux de la production hydroélectrique, il est évident que la capacité de production d'électricité d'une centrale est déterminée par le travail fourni par le courant. On appelle énergie hydraulique le travail total que l'eau peut fournir en un temps donné, et la puissance du courant le travail fourni par une unité de temps (seconde). Évidemment, plus la puissance du courant est importante, plus la capacité de production d'électricité de la centrale est importante. Par conséquent, pour connaître la capacité de production d'électricité d'une centrale, il faut d'abord calculer la puissance du courant. La puissance d'écoulement de l'eau dans la rivière peut être calculée de cette manière, en supposant que la chute de la surface de l'eau dans une certaine section de la rivière est H (mètres), et que le volume d'eau de H traversant la section transversale de la rivière en unité de temps (secondes) est Q (mètres cubes/seconde), alors la puissance d'écoulement de la section est égale au produit du poids de l'eau par la chute. Évidemment, plus la chute d'eau est élevée, plus le débit est important et plus la puissance d'écoulement de l'eau est importante.
2. La production des centrales hydroélectriques
Sous une certaine hauteur et un certain débit, l'électricité produite par une centrale hydroélectrique est appelée production hydroélectrique. Évidemment, la puissance de sortie dépend de la puissance du débit d'eau dans la turbine. Pour convertir l'énergie hydraulique en énergie électrique, l'eau doit surmonter la résistance du lit des rivières ou des bâtiments situés le long du parcours, d'amont en aval. Les turbines hydrauliques, les générateurs et les équipements de transport doivent également surmonter de nombreuses résistances. Pour surmonter cette résistance, il faut travailler, et la puissance du débit d'eau est inévitablement consommée. Par conséquent, la puissance du débit d'eau utilisable pour produire de l'électricité est inférieure à la valeur obtenue par la formule ; autrement dit, la production de la centrale hydroélectrique doit être égale à la puissance du débit d'eau multipliée par un facteur inférieur à 1. Ce coefficient est également appelé rendement d'une centrale hydroélectrique.
La valeur spécifique du rendement d'une centrale hydroélectrique est liée à la quantité d'énergie perdue lorsque l'eau circule dans le bâtiment, la turbine hydraulique, les équipements de transmission, le générateur, etc. Plus la perte est importante, plus le rendement est faible. Dans une petite centrale hydroélectrique, la somme de ces pertes représente environ 25 à 40 % de la puissance du flux d'eau. Autrement dit, si le flux d'eau capable de produire 100 kilowatts d'électricité entre dans la centrale, le générateur ne peut en produire que 60 à 75 kilowatts, le rendement de la centrale est donc de 60 à 75 %.
Il ressort de l'introduction précédente que, lorsque le débit et la différence de niveau d'eau d'une centrale sont constants, la puissance produite dépend de son rendement. La pratique a démontré qu'outre les performances des turbines hydrauliques, des alternateurs et des équipements de transmission, d'autres facteurs influent sur le rendement des centrales hydroélectriques, tels que la qualité de la construction des bâtiments et de l'installation des équipements, la qualité de l'exploitation et de la gestion, ainsi que la conception de la centrale. Bien entendu, certains de ces facteurs sont primaires, d'autres secondaires, et dans certaines conditions, ces facteurs peuvent également se transformer.
Cependant, quel que soit le facteur, le facteur décisif est que les humains ne sont pas des objets, que les machines sont contrôlées par l'homme et que la technologie est gouvernée par la pensée. Par conséquent, lors de la conception, de la construction et du choix des équipements des centrales hydroélectriques, il est nécessaire de donner pleinement parti du rôle subjectif de l'être humain et de viser l'excellence technologique afin de minimiser autant que possible les pertes d'énergie liées au débit d'eau. Ceci est particulièrement important pour certaines centrales hydroélectriques où la chute d'eau est relativement faible. Parallèlement, il est nécessaire de renforcer efficacement l'exploitation et la gestion des centrales hydroélectriques afin d'améliorer leur efficacité, d'exploiter pleinement les ressources en eau et de permettre aux petites centrales hydroélectriques de jouer un rôle plus important.
Date de publication : 09/06/2021
