Une PCH transforme l’énergie potentielle de l’eau en énergie mécanique grâce à la turbine, puis en énergie électrique grâce au générateur (cf. fiche 1). L’objet de cette fiche est de présenter les principales catégories d’équipements de production. Cette fiche n’a pas vocation à être exhaustive sur un sujet aussi vaste que les différentes catégories d’équipements de production et leur fonctionnement. Des ouvrages spécialisés présentent en détail les équipements électromécaniques des petites centrales. Cette fiche vise principalement à fournir quelques notions de base et un peu de vocabulaire sur ce sujet.
Les équipements de production constituent le coeur de la PCH. Un bâtiment abrite ces équipements, ainsi que les tableaux de commande, qui peuvent être pilotés à distance.
Cette fiche présente successivement :
- les turbines,
- les générateurs de courant,
- les multiplicateurs de vitesse,
- les systèmes de régulation.
Les turbines
Quelques principes
Une turbine hydraulique est une machine tournante, constituée principalement d’une roue à aubes, qui reçoit de l’énergie d’un fluide, sous forme d’énergie de pression ou d’énergie cinétique et qui la transforme en énergie mécanique directement utilisable sur un arbre en rotation. La turbine peut être, soit noyée au sein du fluide dans une chambre d’eau, soit située à l’extrémité d’une conduite forcée. Le rendement des turbines se situe généralement entre 80 et
90 % ; il croît avec la taille des roues.
Une turbine hydraulique comporte trois éléments :
• l’élément essentiel est la roue qui a pour rôle la transformation de l’énergie hydraulique en énergie mécanique. La roue est composée :
- d’augets à l’air libre (turbine Pelton) ;
- d’aubes ou pales, soit à l’air libre (turbine Banki-Michell), soit formant des conduits qui sont en charge dans les machines à réaction (turbines Francis ou
Kaplan).
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FICHE N°