Retour à la page précédente

Des technologies innovantes pour des centrales hydroélectriques modernes, qui s'adaptent à l'offre et à la demande

Simulation numérique de l’écoulement et prédiction des contraintes sur la roue durant une séquence de démarrage en mode turbine

Le projet H2020 XFLEX HYDRO vise à démontrer que les centrales hydroélectriques modernes peuvent renforcer les réseaux électriques actuels, toujours plus tributaires des énergies renouvelables intermittentes, en intégrant des technologies innovantes. Les technologies XFLEX HYDRO, qui font chacune l'objet d'une démonstration dans des centrales hydroélectriques en Europe, intègrent la possibilité de faire fonctionner les machines à vitesse variable, de pomper et turbiner en même temps ou d’utiliser des batteries pour ajuster la production et la consommation des aménagements. 

Parmi les sept centrales sélectionnées, l’équipe de la HES SO Valais réalise les simulations numériques et une partie des essais sur site pour quatre démonstrateurs ; la centrale de pompage de Z’Mutt (Grande Dixence, Suisse), les centrales à accumulations d’Alto Lindoso et Caniçada (EDP, Portugal) et la centrale de pompage turbinage de Grand Maison (EDF, France).


Z’Mutt, Grande Dixence, Suisse

Cette centrale de pompage de Grande Dixence va être équipée d’une nouvelle pompe-turbine à vitesse variable avec un convertisseur plein puissance. Des simulations numériques, et des essais directement sur le prototype, réalisés par la HES SO Valais vont permettre de prédire le gain en termes de fatigue durant les phases de démarrage et d’arrêt en mode turbine ou pompe et durant les transitions pour différents scénarios rendus possible par la technologie vitesse variable.

Simulation numérique de l’écoulement et prédiction des contraintes sur la roue durant une séquence de démarrage en mode turbine. Daniel Biner
  

Grand Maison, EDF, France

L’aménagement hydroélectrique de Grand-Maison située en Isère dans les Alpes françaises et exploitée par EDF est la station de pompage-turbinage la plus puissante d’Europe avec 1 800 MW installée. L’objectif pour cet aménagement concerne la mise en œuvre d’un mode de fonctionnement en court-circuit hydraulique, c’est-à-dire un fonctionnement simultané des pompes et des turbines. Ce mode permet de réguler l’énergie consommée par les pompes à l’aide des turbines Pelton et donc de fournir un service de réglage à l’opérateur du réseau électrique. Les simulations numériques de l’écoulement réalisées par la HES SO Valais vont permettre de prédire les éventuelles instabilités pouvant se développer dans les bifurcations ou trifurcations ainsi que les pertes de charge pour sélectionner les scénarios les plus avantageux pour le propriétaire tout en limitant les risques.

Visualisation des tourbillons au niveau d’une bifurcation en configuration court-circuit hydraulique. Jean Decaix.

 

Alto Lindoso et Caniçada, EDP, Portugal

La centrale hydroélectrique à accumulation d’Alto Lindoso, située dans le nord du Portugal le long du fleuve de la Lima est équipée de deux turbines pour une puissance totale installée de 630 MW. Les turbines tournent à une vitesse de 214 tours par minute pour un débit total de 250 m3/s. Pour ce démonstrateur, comme pour la centrale de Caniçada, des simulations numériques fluides et structures sont réalisées par la HES SO Valais pour prédire l’intérêt que pourrait avoir la vitesse variable pour étendre la plage de fonctionnement.


Lignes de courant en condition sans charge. Analyse modèle par FEM de la roue d'Alto Lindoso (à droite). Olivier Pacot.

Partenaires

Publications