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Vers l’autonomie énergétique de Tahiti par intégration d’énergies renouvelables grâce au pompage-turbinage Objectif Choisir un réseau électrique indépendant d’une puissance de 5 à 300MW avec des centrales de production mixte (fossiles et renouvelables), et concevoir pour ce réseau un système de production d’électricité optimal que avec des sources renouvelables. Notre Travail On a choisi l’ile Tahiti comme cas d’étude. Notre but: Remplacer les deux centrales thermiques fonctionnant avec du Diesel de 162 MW par des installations d’éoliennes, de panneaux photovoltaïques, et une centrale de pompage-turbinage, tout en intégrant les centrales hydrauliques déjà existantes. Cas d’étude: Tahiti Habitants: 178’000 Surface: 1042 km2 (env. deux fois le lac Léman) Situation actuelle Centrales électriques installées: 162 MW thermique (Diesel) 46 MW Hydraulique 8 MW panneaux photovoltaïques Consommation annuelle 2011: 541 GWh Puissance de pointe 2011: 90.3 MW Puissance moyenne de l’année 2011: 60.5 MW Problématique Résultats Dimension de la cuve 4'000'000 m3 Chute min. 600m (dépend du niveau d’eau) Consommation annuelle 541 GWh Production annuelle des centrales hydrauliques existantes 140 GWh Production annuelle des éoliennes 143 GWh Production annuelle des panneaux solaires 267 GWh Auteurs: Samuel Majerus Omar Tahri Mehdi Damak Silvan Heim Superviseurs: Sébastien Alligné Arthur Favrel Responsable: François Avellan Pompes 5 pompes à vitesse variable Débit nominale 1.617 m3/s (1 pompe) Vitesse de rotation 1800 tr/min Turbines 2 turbines Pelton (+1 en réserve) Puissance nominale 16.5 MW (1 turbine) Vitesse de rotation 1800 tr/min Diamètre de la conduite 1.9m Longueur de la conduite 1160m Evolution du niveau d’eau dans la cuve Optimisation du diamètre de conduite Dimensionnement Turbines + Pompes 47 34 ha Consommation Centrales hydrauliques existantes Optimisation du nombre des éoliennes et panneaux solaires Puissance de pompage-turbinage La fluctuation des énergies renouvelables Dans un réseau électrique il doit y avoir toujours un équilibre entre production et consommation. Mais comment garantir cet équilibre avec de l’électricité provenant des éoliennes et des panneaux photovoltaïque? Ils produisent des façon très aléatoire, et pas du tout correspondant à la consommation. Un exemple de la production d’une éolienne et d’un hectare des panneau PV est montré dans le graph à côté. Solution: Une station de pompage-turbinage Une station de pompage turbinage se compose d’une cuve d’eau au niveau du sol et d’une autre en hauteur reliées par une conduite forcée avec des pompes et des turbines en bas de la conduite. Cette station assure deux fonctions: (a) stocker l’énergie sous forme d’énergie potentielle par pompage en cas de surplus de production; et (b) compenser le manque de puissance par turbinage en cas de production insuffisante. 75% 21% 4% Hydro Diesel Panneaux PV Australie Production d’énergie 2011 Mer Turbinage Pompage Fluctuations de l’énergie solaire et du vent Cuve

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Vers l’autonomie énergétique de Tahiti par intégration d’énergies renouvelables grâce au pompage-turbinage

Objectif Choisir un réseau électrique indépendant d’une puissance de 5 à 300MW avec des centrales de production mixte (fossiles et renouvelables), et concevoir pour ce réseau un système de production d’électricité optimal que avec des sources renouvelables.

Notre Travail On a choisi l’ile Tahiti comme cas d’étude. Notre but: Remplacer les deux centrales thermiques fonctionnant avec du Diesel de 162 MW par des installations d’éoliennes, de panneaux photovoltaïques, et une centrale de pompage-turbinage, tout en intégrant les centrales hydrauliques déjà existantes.

Cas d’étude: Tahiti

Habitants: 178’000 Surface: 1042 km2 (env. deux fois le lac Léman)

Situation actuelle Centrales électriques installées: 162 MW thermique (Diesel) 46 MW Hydraulique 8 MW panneaux photovoltaïques Consommation annuelle 2011: 541 GWh Puissance de pointe 2011: 90.3 MW Puissance moyenne de l’année 2011: 60.5 MW

   

Problématique

Résultats

Dimension de la cuve 4'000'000 m3

Chute min. 600m (dépend du niveau d’eau)

Consommation annuelle 541 GWh

Production annuelle des centrales hydrauliques existantes

140 GWh

Production annuelle des éoliennes 143 GWh

Production annuelle des panneaux solaires

267 GWh

Auteurs: Samuel Majerus Omar Tahri Mehdi Damak Silvan Heim

Superviseurs: Sébastien Alligné Arthur Favrel Responsable: François Avellan

Pompes 5 pompes à vitesse variable

Débit nominale 1.617 m3/s (1 pompe)

Vitesse de rotation 1800 tr/min

Turbines 2 turbines Pelton (+1 en réserve)

Puissance nominale 16.5 MW (1 turbine)

Vitesse de rotation 1800 tr/min

Diamètre de la conduite 1.9m

Longueur de la conduite 1160m

Evolution du niveau d’eau dans la cuve

Optimisation du diamètre de conduite

Dimensionnement Turbines + Pompes

   

47

34 ha

Consommation

Centrales hydrauliques

existantes

Optimisation du nombre des éoliennes et panneaux solaires

Puissance de pompage-turbinage

La fluctuation des énergies renouvelables Dans un réseau électrique il doit y avoir toujours un équilibre entre production et consommation. Mais comment garantir cet équilibre avec de l’électricité provenant des éoliennes et des panneaux photovoltaïque? Ils produisent des façon très aléatoire, et pas du tout correspondant à la consommation. Un exemple de la production d’une éolienne et d’un hectare des panneau PV est montré dans le graph à côté.

Solution: Une station de pompage-turbinage Une station de pompage turbinage se compose d’une cuve d’eau au niveau du sol et d’une autre en hauteur reliées par une conduite forcée avec des pompes et des turbines en bas de la conduite. Cette station assure deux fonctions: (a) stocker l’énergie sous forme d’énergie potentielle par pompage en cas de surplus de production; et (b) compenser le manque de puissance par turbinage en cas de production insuffisante.

75%

21%

4% Hydro

Diesel

Panneaux PV

Australie  

Production d’énergie 2011

Mer  

Turbinage

Pompage

Fluctuations de l’énergie solaire et du vent

Cuve