BERNARD & BONNEFOND est spécialisé dans la conception et la fabrication d alternateurs basse vitesse.

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1 6 ème Rencontres France Hydro Electricité Grenoble 9 et 10 avril 2013

2 Présentation BERNARD & BONNEFOND est spécialisé dans la conception et la fabrication d alternateurs basse vitesse. Nous regroupons les compétences aussi bien électriques que mécaniques, permettant de répondre de façon globale à vos projets. Chiffre d affaire du groupe B&B 2012 : 11,6 millions - 80% export 5% 10% Réparations 25% Machines tournantes Varivolt 60% Divers 7% Effectif : 50 personnes 59% 17% 12% Direction Bureau d'étude Administratif Commercial Production 5%

3 Machines tournantes ALTERNATEURS TRES BASSE VITESSE : ATBV De 10 à 500 tr/min De 200 kva à 1000 kva Vertical / horizontal Package complet Applications pour éoliennes et hydroliennes ALTERNATEURS BASSE VITESSE : ABV De 100 à 500 tr/min De 750KVA à 20MVA Vertical / horizontal Package complet Application Centrale Hydraulique: *Turbine Kaplan *Francis

4 Machines tournantes Alternateur à vitesse variable et aimants permanents De 10 à 500 tr/min De 200 KVA à 1000 kva Aimants permanents Convertisseur de fréquence Vitesse variable Turbine Alternateur Convertisseur de fréquence Réseau

5 Machines tournantes STATOR Bobinage simple sur dent Optimisation du diamètre extérieur Structure modulaire ROTOR Aimants permanents Réduction du nombre de paires de pôles grâce à un fonctionnement à fréquence réduite CONVERTISSEUR Fonctionnement de 10 à 120Hz Contrôle de la vitesse de rotation Régulation du Cosφ Rendement élevé sur toute sa plage d utilisation

6 Machines tournantes vs Comparatif des dimensions Ø 1960 mm Ø 3200 mm Conclusion : aimants permanents = encombrement réduit de 40%

7 Machines tournantes Remplacement pôles bobines par aimants permanents. Pôles de COMPACT Pôles CLASSIQUES Conclusion : Aimants permanents = réduction du diamètre extérieur du rotor Convertisseur de fréquence - Suppression de l excitation et du synchro-coupleur - Fonctionnement à vitesse variable - Production à faible débit - Couplage au réseau dès les premiers tours - Régulation du Cosφ Conclusion : Gain de production et souplesse d utilisation

8 Hydroélectricité Attentes des producteurs Nos réponses Possibilité d augmenter la production annuelle? Augmenter le temps de production Quelle réponse à l évolution de la législation? Affiner en temps réel le niveau de tangente Comment diminuer les coûts d exploitation? Simplifier la mécanique Grâce à la variation de vitesse

9 Hydroélectricité Du monde industriel à la production d énergie POWERDRIVE MD2 Convertisseur de fréquence construit de manière modulaire Technologie issue de plus de 30 ans d expérience industrielle Solution hydro déclinée à partir du convertisseur industriel qui permet : le démarrage possible sous le débit d armement la souplesse du démarrage dès la mise sous tension la mise en production commence avant la fin du démarrage La recherche permanente de la puissance maximum l adaptation fine du niveau de réactif à la demande du gestionnaire de réseau Le pilotage de toute technologie de générateur la suppression du multiplicateur

10 Hydroélectricité + POWERDRIVE Hydro : production augmentée Débit de crue : augmentation de production en jouant sur la vitesse Q > 100 Débit nominal : production équivalente 100 Q 70 Débit d étiage : production équivalente ou supérieure par optimisation de la vitesse Débit inférieur à celui d armement vitesse fixe : redémarrage impossible de la turbine POWERDRIVE Hydro : continuité de production quel que soit le débit 70 > Q 30 Q < 30%

11 Hydroélectricité Débit de crue : augmentation de production en adaptant sur la vitesse + POWERDRIVE Hydro : production augmentée Q > 100% Débit nominal : production équivalente 100 Q 70 Débit d étiage : production équivalente ou supérieure par optimisation de la vitesse 70 > Q 30 Débit inférieur au débit d armement vitesse fixe : redémarrage impossible de la turbine POWERDRIVE Hydro : continuité de production. Q < 30%

12 Hydroélectricité + POWERDRIVE Hydro : souplesse et rapidité Accélération synchronisée à l ouverture du débit Mise sous tension POWERDRIVE Hydro démarre la génératrice La puissance d entraînement commence à être compensée par l énergie de la turbine Passage en «production» à partir du débit minimum turbinable Décélération synchronisée à la fermeture du débit Ralentissement en roue libre de la turbine : diminution de la puissance produite POWERDRIVE Hydro arrête la génératrice à détection de puissance nulle

13 Hydroélectricité : hauteur de chute variable + POWERDRIVE Hydro : adaptation aux conditions hydrauliques Informations Automate ouverture vannes, orientation directrices, pales Consigne vitesse POWERDRIVE Hydro POWERDRIVE Hydro adapte la vitesse pour trouver en permanence la puissance maximum en fonction de: de la hauteur de chute nette des caractéristiques intrinsèques de l installation (ex. turbine d occasion non optimisée pour la chute, ) d autres paramètres dédiés (débit, ) Générateur

14 Hydroélectricité : hauteur de chute variable + POWERDRIVE Hydro : réponse à la législation Niveau réactif Automate Informations ouverture vannes, orientation directrices, pales Consigne réactif Consigne vitesse POWERDRIVE Hydro Gestion de la consigne de réactif POWERDRIVE Hydro permet : l adaptation fine du niveau de réactif à la demande du gestionnaire de réseau la suppression du système de condensateurs + contacteurs générant des ajustements par paliers (10% ou plus) Générateur

15 Hydroélectricité : hauteur de chute variable + POWERDRIVE Hydro : gestion micro coupure Niveau réactif Automate Consigne réactif Consigne vitesse Module anti emballement Sur coupure réseau le module intégré gère la vitesse du générateur évitant l emballement Reprise à la volée dès retour du réseau Informations ouverture vannes, orientation directrices, pales POWERDRIVE Hydro POWERDRIVE Hydro permet d augmenter la production la durée de vie de la mécanique Générateur

16 Hydroélectricité Alternateur à aimant : quel choix? Vitesse fixe Vitesse variable Pas de pénalisation du rendement dû au variateur Obligation de conserver la batterie de condensateurs Emballement sur coupure réseau (présence de tension élevée (1200 V) Machine avec un diamètre important Génératrice synchrone adaptée pour le site : nombre de pôles ajusté à la vitesse de la turbine Gain de 8 à 15% de production par l augmentation de la disponibilité de la turbine même avec un rendement légèrement inférieur Suppression de la batterie de condensateurs Gestion fine du réactif sur consigne de gestionnaire du réseau Gestion de l emballement sans risque de casse Génératrice plus petite à puissance équivalente Installation neuve Ne nécessite pas de turbine complexe Utilisation possible de turbine d occasion

17 Machines tournantes Avantages du Entraînement direct à la vitesse de la turbine, donc très grande fiabilité Réduction du diamètre extérieur du rotor grâce aux aimants permanents et à la fréquence Réduction de la masse globale donc réduction du coût de la machine Vitesse variable grâce à l armoire convertisseur, possibilité de turbiner à de très faibles débits Eligible au nouveau contrat EDF H07 Une solution innovante permettant des gains importants

18 Nous contacter + 33 (0) (0) general@bernardbonnefond.com 7 Allée Mathieu Murgue Terrenoire SAINT ETIENNE - France