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Micro-centrale hydroÉlectrique pedagogique

Son principe de fonctionnement consiste à transformer l'énergie d'une chute d'eau en énergie mécanique grâce à une turbine, puis en énergie électrique au moyen d'une génératrice. La puissance installée de la centrale dépend du débit d'eau et de la hauteur de la chute.
Objectifs Pédagogiques :
  • Analyse étude des composants industriels (turbine, pompe, génératrice, onduleur, redresseur, régulateur de tension, analyseur de puissance...) ;
  • Etude de rendement ;
  • Mesure des énergies ;
  • Etude de deux types de couplages réseaux ;
  • Mise en évidence des lois électriques et hydrauliques ;
  • Etude de la régulation de la pression ;
  • Visualisation des données ;
Description technique :

La microcentrale hydroélectrique pédagogique MP3000 permet de produire une énergie électrique à partir d'une turbine de type « TURGO » et en simulant une cascade.

La partie opérative montée sur un châssis inox équipé de roulettes et constituée de :

  • Une cuve thermoplastique de 300 L environ, avec vidange.
  • Une turbine équipée d'une roue « TURGO » et deux injecteurs à buses changeables.
  • Une pompe centrifuge, d'une puissance de 2,2kW.
  • Un ensemble de tuyauterie en PVC haute pression qui vont permettre de simuler la cascade en conduite forcée.
  • Une vanne manuelle sur la conduite des injecteurs.
  • Un hublot ouvrable permettant l'observation de la turbine en fonctionnement et éventuellement changer les buses des injecteurs.
  • La turbine entraine une génératrice asynchrone.
  • Un débitmètre à flotteur.
  • Un manomètre électronique.
  • Un capteur de vitesse de la génératrice.
  • Une armoire électrique comprenant : Afficheur vitesse génératrice ; Un potentiomètre et variateur de fréquence pour le de réglage de la vitesse de la pompe. ; Un analyseur de puissance permettant de visualiser : tension, puissance, cosinus phi et intégrant trois transformateurs d'intensité ; Bouton marche arrêt ; Bouton arrêt d'urgence ; Une prise utilisateur ; Régulation de pression (simulation d'une hauteur de cascade fixe). Ceci permet la régulation de pression (hauteur de la cascade fixe) et la visualisation des données régime, pression, sur des afficheurs. ; Un régulateur agissant sur la vitesse de la pompe.  

 

Mode de fonctionnement :

1) Couplage au réseau : Couplage direct : Le couplage du générateur sur le réseau de distribution se fait s'il est poussé au-delà de sa vitesse de synchronisation. Il fournit de l'énergie qui est uniquement injectée sur le réseau.

2) Couplage via un onduleur : Le générateur peut être couplé au réseau via un onduleur. L'énergie produite est injectée sur le réseau et peut être utilisée sur une prise utilisateur.

Principaux composants spécifiques :

  • Deux compteurs d'énergie (production et consommation)
  • Deux batteries de condensateurs
  • Un Convertisseur
  • Un redresseur
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