Production électricité d'un barrage?

[littlebigman]

Bonjour

J'ai lu cet article l'autre jour sur l'inauguration au Brésil du barrage de Belo Monte:

L’ouvrage hydroélectrique, avec son barrage principal de 3,5 km de large, son canal de dérivation de 20 km, ses digues et sa retenue d’eau de 516 km², prévoit d’alimenter dix-huit mégaturbines ces cinq prochaines années. Belo Monte, 11 233 mégawatts, sera au troisième rang mondial derrière les Trois Gorges, en Chine (22 720 MW), et Itaipu (Brésil et Paraguay, 14 000 MW). De quoi éclairer 18 millions d’habitants ou répondre à un cinquième des nouveaux besoins énergétiques du pays. Pour plus de 10 milliards d’euros, c’est le plus grand projet d’infrastructure du gouvernement de Dilma Rousseff.

(source)

Autre analyse:

Walter Coronado Antunes, the former Secretary of the Environment of the state of São Paulo, and ex-President of the state water and sanitation utility Sabesp, has claimed that the Belo Monte Dam Complex would be one of the least efficient hydro-power projects in the history of Brazil, producing only 10% of its 11,233 MW nameplate capacity between July and October (1,123 MW, and an average of only 4,419 MW throughout the year, or a 39%capacity factor).

(source)

Les maths n'étant pas mon fort, j'aimerais que quelqu'un de plus calé confirme/infirme mon calcul:

1. Si la capacité effective sur l'année n'est que d'environ 4.000MW, et à supposer que le barrage produise toute l'année (soit environ 8.700 heures), la production sera de 4*10^9 * 87*10^2 = (4*87)*10^11 = 34,8TWh
2. Sachant que la plus grosse centrale nucléaire française est celle de Cattenom qui produit 37,4TWh par an, le barrage produira donc en moyenne sur l'année autant qu'une grosse centrale électrique

J'ai bon?

Merci.
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[vincent66]

Oui, et si le barrage tourne en moyenne à 10000MW c'est plus du double...

[littlebigman]

Merci.

Vu l'ampleur de ces deux barrages au Brésil, leur intérêt par rapport à une centrale nucléaire n'est donc pas évident en terme de coût et de production.

[vincent66]

Bien entretenus ils fourniront encore 10000MW dans 50 ans..!

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0cbb388c]

Merci.

Vu l'ampleur de ces deux barrages au Brésil, leur intérêt par rapport à une centrale nucléaire n'est donc pas évident en terme de coût et de production.

Bonjour

Je ne comprends pas cette reflexion... vous en etes encore la ? vous n'avez pas encore ouvert les yeux ?

Un EPR c'est deja plus de 9 milliards et demi d'€ .. avec les dangers et les dechets et un cout de vente minimun du kWH .. voir projet en Angleterre ...

[Tilleul]

Ca doit se comprendre comme :

La puissance maximum capable d'être produit par le barrage est de 11,233 GW

Le barrage fonctionne toute l'année avec une production qui varie entre 1,12 GW et 11,23 GW.

L'energie produite(*) par le barrage au cours de l'année est de 38400 TWh

Le 4,419 MW cité est une convention d'ingénieur qui ne permet pas de comparer des centrales électriques différentes entre elle, on ne peut donc que l'utiliser pour comparer deux barrages entre eux ou deux centrales thermiques de même combustibles entre elle, mais pas un barrage et une centrale thermique.

Si on se compare à un autre barrage qu'est Itaipu, le facteur de capacité est de 75%. Ca veut dire que pour la même quantité de béton on produit deux fois plus d'énergie là bas (et donc on est deux fois moins cher...).



Une "grosse" centrale électrique c'est environ 900 MW, et encore peu de réseau sont capables d'absorber une telle puissance en un seul point. Généralement elles vont produire entre 3000 et 6000 TWh. C'est donc 10 fois plus important qu'une production électrique d'une "grosse centrale"

Cattenom n'est pas une "grosse centrale électrique", c'est une des centrales les plus grosses du monde, n'importe quel réseau électrique sauterait si on essayait d'y raccorder une centrale électrique de cette taille. Pour des puissances comme celle là il est nécessaire de construire une ligne électrique dédiée. A cela s'ajoute la nécessité de trouver une source froide capable de dissiper 15 GW de pollutions thermique...

http://www.industcards.com/top-100-pt-1.htm



(*) rq : la production d'énergie n'existe pas dans le monde physique en réalité c'est une conversion d'énergie potentielle à énergie électrique

[invite0bbe92c0]

Bonjour

Je ne comprends pas cette reflexion... vous en etes encore la ?.

ET vous, vous en êtes encore à penser que les barrages n'ont pas d'impacts écologiques ?????

[SK69202]

Il serait étonnant que les turbines-alternateurs d'un barrage qui convertissent l'énergie potentielle de l'eau en électricité soient dimensionnées à un facteur 10 près, elles "consommeraient" plus d'eau que le bassin versant du fleuve peut en faire passer au niveau du barrage. Pour produire à ce niveau il faudrait vider le lac.
Les ingénieurs ne sont pas tous idiots, le fleuve peut fournir les 11000 MW, quand le lac est plein, que toutes les turbines prévues sont en fonction et que la pluviométrie est "normale".

Ce qui limite le rendement, c'est l'électricité produite doit être consommée, sinon, cela ne sert à rien d'user le matériel, la pluviométrie subie la variabilité annuelle (niveau du barrage=> énergie potentielle disponible), les sédiments comble les barrages, les pannes font perdre des moyens et des heures de production, et on commence à produire avant que toutes les turbines soient construites ce qui limite le taux d'efficacité pendant des années.

[littlebigman]

Merci à Tilleul et SK69202 pour les compléments d'information.

De toute façon, comme la France est déjà au taquet niveau barrages, je posais la question plus par curiosité que pour lancer un débat sur la faisabilité en France de ce type de gros barrage.

Tilleul > L'energie produite(*) par le barrage au cours de l'année est de 38400 TWh

Vous voulez dire 38,4TWh ou 38.400GWh, plutôt?

[littlebigman]

D'après Wikipedia, le barrage des Trois gorges "produit" (plutôt "transforme", donc) 80TWh.

La France consomme environ 600TWh d'électricité par an.

Ça donne une idée du problème.

[Tilleul]

38,4 TWh oui.

Concernant les stats énergétiques l'IEA a un site qui donne le diagramme sankey qui permet de relativiser pas mal de chose vis à vis de la production électrique...

http://www.iea.org/Sankey/#?c=France...al consumption

[Tilleul]

Attention les réservoirs des barrages hydraulique français sont totalement surdimensionnés parce qu'ils servent d'énorme stockage d'énergie potentielle pour pouvoir pallier à l'inflexibilité des centrales nucléaires, mais vu que ça implique une très grande perte d'énergie par évaporation de l'eau personne ne fait ça quand le but c'est de produire de l'électricité et pas de faire le complément d'une production inflexible.

Les barrages sont généralement là pour produire le plus possible pour le moins cher possible donc en majorité sous le besoin de base en suivant la disponibilité de la ressource hydraulique. Et des ressources hydrauliques qui produisent toute l'année c'est pas forcément commun dans les pays en développement où on a des saisons sèches. On a d'ailleurs pas mal de travaux en Amerique du Sud sur la mutualisation des réseaux électrique entre barrage et solaire car les productions sont complémentaires.

Le débit du fleuve est très irrégulier et varie entre 1200 m3/s et 20000 m3/s

http://fr.wikipedia.org/wiki/Rio_Xingu

[ecolami]

38,4 TWh oui.

Concernant les stats énergétiques l'IEA a un site qui donne le diagramme sankey qui permet de relativiser pas mal de chose vis à vis de la production électrique...

http://www.iea.org/Sankey/#?c=France...al consumption

Bonjour,
Le graphique présenté laisse perplexe: je ne comprends pas qu'on donne quelques chiffres en entrées qui sont ensuite graphiquement ventilés dans divers secteur sans plus aucun chiffre à l'arrivée. .
Ecrire que les réservoirs des barrages français son surdimensionnés est étonnant: on dimensionne les Barrages en fonction de la pluviométrie sur le bassin versant et du pourcentage d'énergie hydroélectrique que l'on souhaite exploiter sur le site.
Il n'existe que trop peu de site pompage-turbinage qui puissent stocker de l'énergie.

[littlebigman]

Concernant les stats énergétiques l'IEA a un site qui donne le diagramme sankey qui permet de relativiser pas mal de chose vis à vis de la production électrique...

http://www.iea.org/Sankey/#?c=France...al consumption

Merci pour le lien. Ça confirme ce qu'explique le physicien britannique David MacKay : la priorité, c'est de réduire nos besoins en pétrole (transport) et en gaz (chauffage).

Incidemment, la Suède vise à réduire drastiquement sa consommation d'énergie fossile. La France pourrait faire de même en 1) isolant les logements, et en 2) remplaçant les chaudière à gaz et fioul par des pompes à chaleur et le chauffage urbain.

Reste l'énorme problème du transport. Pour ça, on pourrait s'inspirer de la Hollande et du Danemark.

Combien de temps va-t-il encore falloir attendre pour un président + gouvernement qui comprennent enfin l'urgence du problème?

[Tilleul]

David Mc Kay écrit énormément de bêtises, pas autant que Jancovici celà dit.

La priorité des priorités c'était de développer des formes peu onéreuses d'électricité renouvelable parce que l'électricité c'est la première chose qu'un pays en développement met en route et qu'on avait le droit qu'à une seule chance, une fois qu'une infrastructure énergétique est construite on ne la détruit pas pour tout recommencer au bout de 10 ans... et de le faire chez nous parce que ces pays n'auraient jamais accepté de servir de cobaye.

Maintenant on peut considérer que c'est fait, les priorités sont d'ailleurs plutôt sur la chaleur industrielle et l'urbanisme durable (donc par extension la voiture).

@ecolami : euh... il suffit de cliquer pour avoir les chiffres... Les diagrammes de Sankey c'est quand même un truc de base dans l'énergie...

Pour les barrages français il faut arrêter de croire que la seule énergie c'est l'électricité ! Le réservoir d'un barrage est un stock d'énergie potentielle, c'est pas parce que il a été rempli par l'énergie solaire qui a fait évaporé l'eau puis la fait tomber sous forme de pluie à une hauteur plus élevée et par une pompe électrique que ça n'en fait pas pour autant un stockage d'énergie... La pile de ma calculatrice n'est pas un rechargeable, c'est pas pour ça que ce n'est pas non plus un stockage d'énergie.

Normalement on consomme l'électricité la moins chère d'abord, et ensuite on met en route les centrales les plus chères. L'hydraulique ça coute rien à produire mais on gâche des quantités importantes d'énergie potentielle qui s'évapore parce qu'on ne veut pas les déclencher pour les raisons que l'on sait. C'est pas dramatique mais c'est quand même dommage.

[invite0bbe92c0]

Reste l'énorme problème du transport. Pour ça, on pourrait s'inspirer de la Hollande et du Danemark.
[/URL]?

Cette simple phrase décrédibilise tout le reste.

Comment comparer (on va supposer que quand tu parles de la Hollande, tu veux parler des Pays-Bas, ou alors tu ne considères qu'une région du pays ?) les Pays-Bas avec un pays 13 fois plus grand et 4 fois moins surpeuplé ? Puis avec le Danemak, même surface que les Pays-Bas et même densité à peu près que la France ? (c'est à dire déjà beaucoup trop, mais 4 fois moins que les Pays-Bas)

Ca a peu près autant de sens que dire "pour le problème du transport en Auvergne, on pourrait s'inspirer de l'Ile de France".

La meilleure façon de régler les problème énergétique d'un pays, c'est déjà à la base d'en stopper la croissance démographique, sinon ça ne sert à rien. Et la France se distingue en Europe par un triste record de natalité.

[invite0bbe92c0]

Normalement on consomme l'électricité la moins chère d'abord, et ensuite on met en route les centrales les plus chères. L'hydraulique ça coute rien à produire mais on gâche des quantités importantes d'énergie potentielle qui s'évapore parce qu'on ne veut pas les déclencher pour les raisons que l'on sait. C'est pas dramatique mais c'est quand même dommage.

Comme visiblement tu ne comprends strictement rien aux problèmes de modulation de production, ce n'est même pas la peine d'insister.

Accesspoirement on attend désépérement une source amenant un début de crédit à ton affirmation supra concernant le soi-disant surdimensionnement des réservoirs des installations hydrauliques en France

[littlebigman]

Cette simple phrase décrédibilise tout le reste.La meilleure façon de régler les problème énergétique d'un pays, c'est déjà à la base d'en stopper la croissance démographique, sinon ça ne sert à rien. Et la France se distingue en Europe par un triste record de natalité.

Ok, on va tuer les gens. Problème réglé.

Autre question : quel verbe utiliser pour indiquer la puissance d'une utilisation en Watts vs. la production effective en Wh?

Exemple:

In addition to thermal power stations, the group operates hydroelectric and geothermal plants, producing some 17 000 megawatts.

http://spectrum.ieee.org/green-tech/...ls-credentials

Plutôt que "producing", ne faudrait-il pas plutôt dire "puissance installée de 17GW", et indiquer la production effective en Wh sur une année?

[polo974]

Cette simple phrase décrédibilise tout le reste.
Comment comparer ... les Pays-Bas avec un pays 13 fois plus grand et 4 fois moins surpeuplé ...

En parlant de la France...

...Et la France se distingue en Europe par un triste record de natalité.

Pourquoi "triste" (on a de la marge) ? ? ?
comme dirait quelqu'un:

[ceci] décrédibilise tout le reste.

[barda]

Ok, on va tuer les gens. Problème réglé.

Autre question : quel verbe utiliser pour indiquer la puissance d'une utilisation en Watts vs. la production effective en Wh?

Exemple:

http://spectrum.ieee.org/green-tech/...ls-credentials

Plutôt que "producing", ne faudrait-il pas plutôt dire "puissance installée de 17GW", et indiquer la production effective en Wh sur une année?

Cette question de disponibilité réelle de la puissance installée sur une année entière trouve son expression simple dans la notion de "facteur de charge", exprimé en pourcentage de production sur un an par rapport à la production théorique à temps plein à la puissance maxi; ce "facteur de charge" prend en compte les données physiques classiques ( hydrométrie, ensoleillement, éolien, etc... par exemple) et les éléments technologiques (temps de maintenance, de chargement, etc...); classiquement, sous nos climats, il est environ de 0,1 (10%) pour le photovoltaique, de 0,2 pour l'éolien, de 0,3 ou 0,4 à 0, 7-0,8 pour l'hydraulique, de 0,8-0,9 pour le nucléaire et peut aller jusqu'à 0,95 pour le gaz ou le charbon.

Il est donc facile de définir une "puissance utile" comparable pour chaque type de moyen de production: Puis.utile= Puis.max x facteur de charge...
ainsi, un éolienne de 1MW équivaut à 200 KW de centrale thermique au gaz... c'est assez simple...

Viennent après d'autres considérations touchant à la disponibilité de la production électrique, sa capacité à être mobilisée facilement ou non, son coût de revient (qui ne se résume pas au prix du combustible), ... la gestion d'un réseau national, qui doit toujours tenir l'équilibre entre besoins et production, ne se résume pas à de simples additions ou soustractions...

[Tilleul]

Le facteur de "charge" est un facteur de "charge" donc comme son nom l'indique il dépend autant de la consommation que de la production...

Cette notion vient de l'époque des premières utilités où on avait souvent qu'une centrale électrique par réseau. A l'origine les utilités achetaient une centrale électrique pour répondre aux besoins de pointe de leurs consommateurs et se retrouvaient avec un investissement qui restait sans rien faire la plupart du temps parce qu'il n'y avait pas de consommation pour permettre de faire fonctionner la centrale. Des gens comme Samuel Insull ont alors introduit ce type de calcul économique qui permettait de fixer un prix un fonction de l'utilisation de la centrale électrique à l'époque où les coûts d'investissement était élevé et les cout de combustible peu élevé. Plus le facteur de charge était important et plus la rentabilité de la centrale électrique était importante car elle vendait plus de kWh pour un investissement donné.

Améliorer le facteur de charge de la centrale se faisait en trouvant des consommateurs (des charges donc) capable de consommer ou de déplacer leur consommation en période creuse (à l'époque la journée), quitte à leur proposer des prix plus bas que les autres, permettait d'améliorer la rentabilité de la centrale électrique.

Ca permet également de savoir à partir de combien de temps il est compétitif de garder telle ou telle centrale : typiquement en dessous de 6000 heures par an une centrale nucléaire n'est pas rentable, elle n'est donc capable de répondre qu'à un besoin de base, c'est à dire au talon de consommation. En dessous de 3000 un cycle combiné gaz non plus, pour une éolienne il faut autour de 2000 heures par an.

Ce facteur de charge n'est pas fixé par technologie mais évolue donc en fonction de la demande, par exemple en Allemagne auparavant les centrales gaz étaient démarré en début de journée et arrêté en fin de journée (4000 heures de charges). Aujourd'hui avec le solaire et l'éolien le besoin est tombé à...0 heures de charge.

C'est ce qui explique qu'il n'est pas possible d'utiliser le facteur de charge pour comparer deux productions différentes (par exemple de l'éolien à du solaire ou de l'éolien à une centrale thermique) : c'est comparer des choux et des carottes.

Par contre par définition le facteur de charge ne prend pas en compte les données physiques comme l'ensoleillement ou le vent, on doit donc utiliser un deuxième notion dans les énergies renouvelables qui est le ratio de performance. Qui permet d'évaluer non pas la production de la centrale mais l'utilisation optimum de la ressource (c'est le ratio entre électricité fournie et électricité qui aurait pu être fournie).

Par exemple, pour une centrale photovoltaique raccordé au réseau qui a toujours un besoin en face de la production on a un ratio de performance de 85% (pertes de l'onduleur + pertes thermiques), par contre si on est dans un micro-réseau autonome on sera à 70% (il y a des moments où la production sera supérieure à la consommation donc inutilisé), dans une installation PV autonome on est à 50% (même chose + pertes batteries), dans une calculatrice à peine à 2%....

[littlebigman]

Merci pour toutes ces infos.

C'est donc pas simple de comparer l'intérêt de telle ou telle solution pour produire de l'électricité.

[barda]

Merci pour toutes ces infos.

C'est donc pas simple de comparer l'intérêt de telle ou telle solution pour produire de l'électricité.

Si, c'est même assez simple en utilisant la notion de "facteur de charge" au sens moderne du terme: "Le facteur de charge ou facteur d'utilisation d'une centrale électrique est le rapport entre l'énergie électrique effectivement produite sur une période donnée et l'énergie qu'elle aurait produit si elle avait fonctionné à sa puissance nominale durant la même période."(wiki)...

Il faut par contre adjoindre diverses considérations assez diverses, notamment la disponibilité (capacité à produire quand on en a besoin), la souplesse d'utilisation (la faculté de réguler facilement), le coût de revient réel... etc

Mais la simple utilisation de la notion de facteur de charge montre déjà qu'un MW installé avec une énergie à faible facteur de charge (quelle que soit la cause de ce faible facteur) n'est pas équivalent à un MW installé avec une énergie permettant un fort taux de charge...