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OSSBERGER GmbH + Co B.P. 425, D-91773 Weissenburg Téléphone: +49 91 41 97 70 PETITES CENTRALES HYDROELECTRIQUES DECENTRALISEES UN AVENIR POUR LES REGIONS RURALES SANS GROUPES DIESEL Par intention le titre de la présente rédaction est sans signes. L’auteur est bien conscient du fait qu’il existent de régions au Tiers monde où la force hydraulique disponible n’est pas suffisante pour couvrir effectivement les besoins énergétiques par petites centrales hydroélectriques. C’est le but essentiel de la présente rédaction de souligner le rôle des petites centrales hydroélectriques, et cela particulièrement sous les aspects d’un sûr approvisionnement décentralisé, faisant référence à cette option pour autant qu’elle ne soit pas connue. En outre son intention est de mettre en relief les différences entre les grandes centrales et leurs petits frères et sœurs. De cette manière il est assuré que les petites centrales ne soient pas condamnées à mort par solutions qui sont correctes pour les grandes seulement. Voici les aspects les plus importants de la présente rédaction: 1. Bénéfice des petites centrales hydroélectriques aux pays du Tiers monde a) Aspects politiques b) Préservation de l’environnement c) Service 2. Principes d’une production décentralisée d’énergie 3. Solutions a) Conception Ossberger b) Turbine Ossberger® 4. Exemple d’investissement 1. Bénéfice des petites centrales hydroélectriques aux pays du Tiers monde L’existence d’une production sûre d’énergie aux villages ruraux fait une différence comme jour et nuit, évidente quand toute la vie se termine à la tombée de la nuit ou quand elle continue dans la lumière de réverbères et ampoules.

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OSSBERGER GmbH + Co B.P. 425, D-91773 Weissenburg Téléphone: +49 91 41 97 70

PPEETTIITTEESS CCEENNTTRRAALLEESS HHYYDDRROOEELLEECCTTRRIIQQUUEESS

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Par intention le titre de la présente rédaction est sans signes. L’auteur est bien conscient du fait qu’il existent de régions au Tiers monde où la force hydraulique disponible n’est pas suffisante pour couvrir effectivement les besoins énergétiques par petites centrales hydroélectriques. C’est le but essentiel de la présente rédaction de souligner le rôle des petites centrales hydroélectriques, et cela particulièrement sous les aspects d’un sûr approvisionnement décentralisé, faisant référence à cette option pour autant qu’elle ne soit pas connue. En outre son intention est de mettre en relief les différences entre les grandes centrales et leurs petits frères et sœurs. De cette manière il est assuré que les petites centrales ne soient pas condamnées à mort par solutions qui sont correctes pour les grandes seulement. Voici les aspects les plus importants de la présente rédaction:

1. Bénéfice des petites centrales hydroélectriques aux pays du Tiers monde a) Aspects politiques b) Préservation de l’environnement c) Service

2. Principes d’une production décentralisée d’énergie

3. Solutions

a) Conception Ossberger b) Turbine Ossberger®

4. Exemple d’investissement

1. Bénéfice des petites centrales hydroélectriques aux pays du Tiers monde L’existence d’une production sûre d’énergie aux villages ruraux fait une différence comme jour et nuit, évidente quand toute la vie se termine à la tombée de la nuit ou quand elle continue dans la lumière de réverbères et ampoules.

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a) Aspects politiques:

Satisfaction du besoin fondamental = Energie =

Avantages pour les femmes (pompes, lumière, refroidissement)

Préservation des forêts tropicaux

Destination : La population rurale

Il s’entend bien que la prospérité d’un Etat est valorisée, entre autres, selon la disponibilité et le prix de l’énergie. Notre monde est caractérisé par appareils qui seraient inutiles sans l’énergie électrique. Par conséquent l’idée de l’énergie fut ajoutée au catalogue des besoins fondamentaux. C’est un but essentiel que les besoins fondamentaux de chaque habitant soient couverts de façon sûre et à prix raisonnables. Solutionnant les problèmes de couvrir les besoins énergétiques dans les régions rurales des options sont nécessaires qui, sauf la sûreté, considèrent de prix raisonnables aussi. Avec une solution à coûts permanents et élevés de service, comme ils sont observés, par exemple, lors de l’utilisation de groupes Diesel, il restera le problème permanent de l’approvisionnement en carburant, mettant donc l’approvisionnement énergétique sur une base très faible. Dans toutes les cultures les rôles d’homme et femme sont marqués par une vaste tradition. Dans la majorité des cas c’est à la femme de donner la nourriture et les vêtements nets à la famille. Les moyens disponibles aux femmes à cette fin sont décisifs pour la question si ou non ils sont avantageux aux femmes. De l’énergie électrique sûre à bon prix entraîne les pompes, donnant ainsi une fin au travail quotidien dur de l’approvisionnement d’eau, emportée d’endroits lointains. L’allumage est une condition préalable essentielle pour la formation publique ; ainsi les enfants d’école seront en mesure de pratiquer leurs exercices d’écrire et lire dans les soirées. Enfin l’assistance à la préparation des repas est d’une importance décisive. Cela concerne l’approvisionnement en énergie électrique pour cuisiner, mais aussi l’option de la conservation hygiénique de vivres dans les refroidisseurs. La préservation des forêts tropicaux ou de la végétation par l’utilisation par exemple de l’eau comme source d’énergie est bien visible si l’utilisation d’énergie électrique est considérée comme alternative par rapport au pot chauffé par bois ou feu au charbon. Si dans une région éloignée sans perspectives pour l’avenir de ses habitants un approvisionnement sûr en énergie est disponible, cela signifie une alternative à la migration aux bidonvilles des grands centres. Il existent des exemples dans diverses régions de l’Afrique, Latino-Amérique et Asie qui ont prouvé que l’approvisionnement sûr en énergie a créé une base pour l’avenir de la population rurale. Doucement, mais de façon continuelle de petites entreprises artisanales se sont formées. La confiance a augmenté avec le temps, une base pour projets à long terme. Il est possible qu’il même résulte de ce développement un rapatriement, du moins de la première génération, à leurs villages d’origine. Une bonne politique ayant pour but le développement d’une région éloignée ou rurale sans approvisionnement sûr en énergie n’est pas imaginable.

b) Préservation de l’environnement:

Energie renouvelable

Aucune consommation de ressources

Sans émissions (Co2)

Meilleure qualité de l’eau

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A nos jours même les pays à vastes ressources de pétrole, gaz et charbon ont reconnu les avantages offerts par les sources d’énergie renouvelable. Aux exportateurs de pétrole l’utilisation des énergies domestiques renouvelables permet l’exportation de plus de sources fossiles d’énergie. Les pays qui comptent parmi les importateurs des sources fossiles d’énergie même réjouissent d’encore plus de bénéfices. Sauf une décharge remarquable du volume d’exportation tous les coûts d’emmagasinage et transport sont supprimés. Les sources d’énergie renouvelable sont disponibles dans le pays, et normalement tout près des centres de consommation, ce qui est encore plus valable pour les petites centrales que pour les grandes. En discutant les énergies renouvelables le fait est fréquemment oublié que l’eau, comme la source d’énergie, n’est pas consommée, mais utilisée seulement. Supposant une géographie y convenante elle restera même disponible aux autres centrales. Dans d’autres cas les minicentrales hydroélectriques utilisent le potentiel énergétique dans systèmes d’irrigation, toujours en conscience que les ressources ne sont pas consommées. Cela a donc pour conséquence une production d’énergie sans émissions. Dans un pays du Tiers monde ce point ne sera certainement pas considéré de la même manière que dans un pays d’une vaste population et nombreuses industries. Cela est valable aussi pour l’argument restant quant aux environnements, la meilleure qualité de l’eau achevée par les turbines Ossberger®. Malgré cela il est essentiel que la grille protectrice de la turbine arrête tous les déchets dans l’eau motrice et que lors de la production d’énergie l’eau motrice est enrichie d’oxygène. En Europe Centrale les meilleures truites se trouvent à la sortie des turbines.

c) Service:

Coûts modérés d’investissement

Très longue durée de vie

Maniement simple

Coûts modérés de service

Pour autant que l’implémentation de petites centrales comme mini- et microcentrales soit possible, et non de la manière de grandes centrales, elles seront avantageuses vu leurs coûts modérés d’investissement. Quelques chiffres de référence sont disponibles des années passées. De minicentrales furent donc construites dans le style traditionnel de grandes centrales

à coûts de > 10.000 $/kW. Les centrales construites suivant la Conception Ossberger demandent des investissements d’entre 2.500 et 3.500 $/kW. Quant à cette manière de produire l’énergie la minimisation des coûts d’investissement est un facteur décisif, la provision des coûts d’investissement étant essentiel pour l’utilisation de la force hydraulique. Cependant un grand avantage c’est la longue durée de vie de décennies d’années. Si, après quelques décennies d’années, de nouvelles dépenses sont nécessaires pour la remise en état, elles résulteront enfin en une service continue pour autres décennies d’années. La longue durée de vie est un facteur pour la permanence des efforts ayant pour but le développement d’une région. Peu de pièces de rechange, disponibles au pays dans leur majorité, donneront donc un avenir à toute une région. De nouveau il est nécessaire de mentionner la différence entre les minicentrales hydroélectriques spécialisées et petites centrales construites sous l’utilisation de la technologie de grandes unités. Les minicentrales typiques suivant la conception Ossberger ne demandent qu’un entretien simple. Le maniement simple même permet une service sûre sous le contrôle de profanes. De nombreuses exemples surtout en Afrique donnent preuve de ce fait. Enfin les corrélations détaillées ci-dessus aboutissent au point décisif: les coûts modérés de service, surtout caractérisés par le manque de dépenses pour le carburant. L’eau comme

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« carburant », le charbon blanc, est toujours disponible vu le circuit permanent d’évaporation et précipitations, et cela gratuitement et sans frais de transport.

En somme il ne reste aucune doute quant au bénéfice des minicentrales hydroélectriques aux régions rurales. Permettez-nous donc de réfléchir des bases d’une production décentralisée de l’énergie.

2. Caractéristiques de base d’une production décentralisée d’énergie Disponibilité et approvisionnement d’énergie aux régions rurales Ici l’approvisionnement d’énergie aux grandes agglomérations ou centres industrielles ne sera pas discuté, qui a ses propres règles, valables pour les pays industrialisés, mais de la même façon pour le Tiers monde. Cependant il faut maintenir que l’approvisionnement d’énergie aux centres mentionnés est principalement bien différent à celui aux régions rurales. Position initiale aux régions rurales Quant aux régions rurales en voie de développement la suivante position initiale est généralement constatée: � Les consommateurs futurs sont dispersés dans un vaste terrain, mais en groupements très petits. � Même si l’énergie électrique est disponible la consommation sera très faible pour une longue durée. � Personne ne peut deviner lequel des centres petits nombreux gagnera une importance économique

et lequel restera en arrière vu son développement. Conditions de rentabilité de l’approvisionnement rural en énergie Tandis que la manière de laquelle l’énergie est approvisionnée sera soigneusement définie et sélectionnée aux grandes agglomérations en base de la demande énergétique, les sources existantes d’énergie ou celles à prévoir, et leur position par rapport au centre de consommation, afin d’assurer que la rentabilité envisagée soit achevée, il n’est pas possible de calculer les chiffres de rentabilité dans les régions rurales, ni pour la phase de projet, ni pour le service, vu les points a.) à c.) détaillés ci-dessus, si l’électrification est réalisée de la même manière que pour les grandes agglomérations. Coûts d’usine et prix du courant Il n’est pas praticable en Europe, par exemple, de construire une usine de base en Allemagne du Nord pour fournir de l’électricité aux villages d’Autriche (voilà une situation pareille pour bien expliquer le point), et c’est encore moins raisonnable aux régions rurales typiques. Les coûts du courant électrique sont déterminés par production, transmission et distribution, tandis que normalement les coûts de transmission et distribution dépassent les coûts de production (en Europe généralement plus de deux fois). Ce seul fait rend impossible l’approvisionnement de groupements faibles, éloignés et dispersés de consommateurs de grandeur inconnue par l’implémentation d’une usine hydroélectrique centrale, alimentant un système à un nombre non limité de branchements. Obstacles Techniques Sauf les coûts de capital d’un tel système les problèmes techniques (pertes de transmission, chute de tension, entretien de routine du système) renchérissent bien ce mode d’approvisionnement énergétique, permettant le service continu, à une haute sensibilité vu de défauts possibles. Les nombreuses manques de réseau et coupes de courant dans les lignes aériennes du Tiers monde (et cela même dans beaucoup de pays Européens) confirment cette expérience. Sûreté Enfin il faut mentionner la manque de sûreté d’une usine centrale d’électricité, un désavantage décisif en approvisionnant de vastes régions. Si le développement économique d’un pays ou d’une région dépend principalement de l’énergie électrique un approvisionnement permanent d’électricité est indispensable,

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contrairement les dommages prévaudraient sur les bénéfices. Une usine centrale d’électricité, approvisionnant toute une région, joint aux points faibles d’un système non raccordé d’alimentation, signifierait un facteur hasardeux d’incertitude vu l’économie nationale. Création d’un approvisionnement d’énergie aux régions rurales Les facteurs financiers et économiques détaillés ci-dessus justifient donc l’installation décentralisée d’usines électriques. Création des premières oasis Une production sûre d’énergie et un bon système d’alimentation aux régions rurales se développent donc comme suit: � Des endroits d’une certaine importance et population, offrant de bonnes perspectives pour un

développement économique favorable, sont approvisionnés d’électricité par un petit groupe fonctionnant en réseau isolé. Les coûts sont peu élevés, voilà un bon investissement même si le site ne se développe pas de la manière prévue.

� Si la demande énergétique augmente excessivement il est possible, en base des chiffres détaillées

de croissance déterminées en pratique, de définir sûrement l’ordre ou la grandeur nécessaire d’augmentation vu la capacité de production.

� Plusieurs centrales voisines, isolées du réseau, sont au début du service raccordé futur. � Quand la demande augmente il sera possible de joindre de petits systèmes raccordés entre soi, ou

de les réunir pour former de grands systèmes d’usines, tandis que les usines électriques locales continuent à remplir les tâches importantes de la production énergétique locale, réduction des pertes de transmission et augmentation de tension. Elles ne sont donc pas de trop, mais augmentent extraordinairement la sûreté du système raccordé entre soi dans son état final.

Particulièrement à l’implémentation des premiers groupes isolés la sélection de la génératrice est bien importante. A cette fin il faudrait observer les points suivants: � Coûts réduits de capital, et surtout coûts peu élevés de service en service continu. � Erection, montage et mise en service simples � Soin et entretien simples par les moyens techniques et le personnel disponibles au pays en voie de

développement.

3. Solutions possibles a) Conception Ossberger Sur la base de nombreuses expériences faites avec les organisations non-gouvernementales et investisseurs privés il s’est développée chez OSSBERGER une conception concernant la réalisation de minicentrales typiques destinées à l’approvisionnement décentralisé en énergie dans les pays en voie de développement, y compris l’engagement et la coopération actifs des usines électriques régionales de l’Etat. La conception se fond sur reconnaissances et expériences pratiques de longues années. Elle est résumée en 5 thèses. (1) Vu sa formation la majorité du personnel des autorités de production et distribution d’énergie est

souvent en mesure de déterminer soi-même les coordonnés nécessaires du projet - supposant de questions concrètes posées par le partenaire européen.

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Il faut maintenir que particulièrement vu la planification de minicentrales hydroélectriques il ne faudrait pas faire de demandes exagérées. A une première stage il sera suffisant, dans la majorité des cas, la détermination soigneuse de la chute disponible et du débit sur la base de tables claires. Ce travail sera normalement fait par personnel disponible dans le pays; il est bien souhaitable que celui-ci s’identifie bien avec le projet au plus tôt. En cas de projets compliqués l’assistance temporaire par experts à court terme pourra être envisagée.

(2) Du personnel local - même au niveau du chef responsable des travaux - n’exige pas une

infrastructure faite selon les exigences quotidiennes d’Européens (cela veut dire les coûts dus pour la réalisation du génie civil seront maintenus dans un cadre qui ne charge pas davantage le volume total d’investissement disponible).

(3) Il est vrai que les positions individuelles d’équipement de machines soient simples vu leur montage

et plus tard leur maniement, mais d’une nature robuste et d’une bonne qualité convenant aux exigences du pays respectif.

(4) La conception totale conviendra à la compréhension des opérateurs et à la grandeur de la centrale

vu l’automatisation et la protection.

L’objectif sera de réaliser des travaux simples de service dans le pays qui seront nécessaires pendant la vie de la minicentrale qui est normalement bien longue.

(5) Le souhait pour la centrale sera formulé par l’administration locale qui en même temps pourra

déclarer sa bonne disposition à se charger de services propres dans le cadre de ses possibilités techniques.

L’assistance à la formulation de la part de tiers lors de la demande sera - pour autant que cela soit souhaité - concédée généreusement.

La réalisation de projet proprement dit a parcouru les phases suivantes jusqu’ici: (1) Sollicitation par l’administration locale (chef ou maire) auprès de l’entreprise nationale d’électricité ou

directement à une association de développement/organisation de secours/banque en informant les autorités nationales responsables.

(2) Sélection de chantiers possibles par un ingénieur local bien qualifié de génie civil.

(3) Discussion des relèvements effectués avec le fournisseur des machines. (4) Elaboration d’une proposition de projet (en Europe). (5) Approbation des moyens financiers, p. ex. dans le cadre du secours concernant les marchandises

pour l’équipement à importer. (6) Elaboration des plans pour la réalisation du génie civil. (7) Réalisation du génie civil par personnel local, peut-être avec l’assistance d’un expert à court terme

(contremaître). (8) Montage des éléments importés par personnel local. (9) Révision du montage, et en outre mise en service et formation du personnel de service par un expert

à court terme (technicien de montage et mise en service).

La conception a pour but une réduction essentielle des coûts de planification, limitant le personnel étranger au minimum nécessaire. Ainsi une réduction essentielle des coûts de personnel sera possible. A notre avis de montants d’entre DM 50.000,-- et DM 80.000,-- seront suffisants pour l’emploi d’experts européens à court terme, selon les problèmes posés par le projet.

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La précondition, c’est une conception technique tenant en compte les possibilités du pays respectif en voie de développement, et transférant les solutions aux problèmes - pour autant que ce soit possible - du chantier vers l’endroit de fabrication en Europe.

b) Turbine Ossberger® Les turbines hydrauliques OSSBERGER sont toujours construites sur mesure, en fonction des caractéristiques (hauteur de chute et débit) rencontrées sur le site.

Régime d’utilisation: Hauteur de chute: H = 2,5 à 200 m Débit: Q = 0,04 à 13 m³/sec. Puissance: P = 15 à 3000 kW

Figure 1: Admission horizontale Figure 2: Admission verticale

Lignes d’écoulement dans les turbines OSSBERGER à impulsion radiale Ce principe d’écoulement présente l’avantage d’assurer, sous l’effet de la force centrifuge après un demi-tour du rotor, l’éjection par l’eau des feuilles, herbes et neige détrempée aspirées entre les pales lors de l’admission. Ce nettoyage automatique évite tout colmatage du rotor.

Principe C’est une turbine à jet libre, à admission radiale, fonctionnant sous des débits très variables. Sa vitesse spécifique de rotation la classe parmi les turbines à vitesse lente. Les vannes directrices donnent une section rectangulaire au jet d’eau entrant. Le jet rectangulaire traverse la couronne d’aubes du rotor cylindrique d’abord de l’extérieur vers l’intérieur, puis de l’intérieur vers l’extérieur en sortant. La turbine OSSBERGER est divisée en plusieurs compartiments si le débit le nécessite. La division habituelle est 1 : 2. Le petit compartiment est utilisé pour les faibles débits, le grand pour les moyens débits. Les deux compartiments sont utilisés simultanément au débit maximum. Ce rapport de 1 : 2 conduit à un rendement optimum de la turbine pour des débits pouvant varier de 1/6 à 1. Ceci explique pourquoi les turbines OSSBERGER exploitent avec un maximum d’efficacité des débits d’eau très variables.

Rendement Pour les petites turbines OSSBERGER, le rendement global moyen calculé est de 80%, en tenant compte de toute la plage de travail de celles-ci. Ce taux est généralement dépassé. Des mesures effectuées sur les groupes de moyennes et fortes puissances ont donné des rendements allant jusqu’à 86%. La figure 4 montre la supériorité de la turbine OSSBERGER pour les charges partielles. Le débit des cours d’eau est souvent très faible pendant plusieurs mois. La capacité d’une turbine à produire de

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l’électricité pendant ces périodes de basses eaux dépend de sa caractéristique de rendement. Dans une centrale hydroélectrique, une turbine dont la courbe de rendement est plate a une production annuelle supérieure à celle d’une turbine possédant un rendement maximal élevé, mais un mauvais rendement sous charge partielle.

Vannes directrices Deux vannes directrices équilibrées régulent l’admission de l’eau dans une turbine OSSBERGER à deux compartiments. Ces vannes divisent le courant d’eau, le dirigent et le font pénétrer sans choc dans le rotor, quelle que soit la section d’admission. Grâce à la précision de montage des vannes directrices dans le carter de la turbine, les fuites sont minimes. Les vannes servent donc d’organes d’arrêt lorsque les hauteurs de chute sont faibles. Aucune vanne d’arrêt n’est donc plus nécessaire entre la conduite forcée et la turbine. Deux leviers de commande reliés au système de régulation manuelle ou automatique permettent de régler séparément chaque vanne directrice.

Carter Le carter extrêmement robuste de la turbine OSSBERGER est en acier. Plus léger qu’un carter en fonte, il résiste aux chocs et au gel.

Rotor Le rotor constitue le coeur de la turbine. Les aubes du rotor sont fabriquées dans un profilé en acier étiré, selon une méthode éprouvée. Positionnées avec précision dans les flasques latéraux, les aubes sont ensuite soudées par un procédé spécial. Le nombre d’aubes du rotor varie avec la taille de la turbine, il peut être de 37 au maximum. La courbure linéaire des aubes n’entrâine qu’une faible poussée axiale. Ainsi on évite l’emploi de paliers de butée ou de paliers à collets et leurs inconvénients. Lorsque le rotor est très long, les aubes sont soutenues par plusieures entretoises. Tous les rotors équipant les turbines OSSBERGER sont soigneusement équilibrés avant d’être montés.

Paliers Les paliers principaux des turbines OSSBERGER sont équipés de roulements à rouleaux articulés normalisés. Ces roulements apportent des avantages indiscutables dans la construction des turbines hydrauliques, à condition que les logements des roulements soient étanches et que la condensation de l’eau ne puisse pas se produire. Cette garantie est donnée par les paliers brevetés OSSBERGER qui assurent le centrage du rotor dans le carter de la turbine en même temps. Cette conception technique supérieure est renforcée par l’utilisation d’éléments d’étanchéité ne nécessitant pratiquement aucun entretien: ll suffit de changer la graisse des paliers une fois par an.

Tuyau d’aspiration La turbine OSSBERGER est une turbine à jet libre. Toutefois pour les petites et moyennes hauteurs de chute un tuyau d’aspiration est indispensable. Ceci concilie deux impératifs: protection de l’installation contre les inondations et utilisation sans perte de toute la hauteur de chute. Il faut pouvoir contrôler la hauteur de la colonne d’eau dans le tuyau d’aspiration d’une turbine à jet libre possédant un grand régime d’utilisation. On utilise pour ce faire une soupape d’aération réglable agissant sur le vide existant dans la carcasse de la turbine. Ce dispositif permet aux turbines OSSBERGER à aspiration de fonctionner de manière optimale avec des chutes d’eau jusqu’à un mètre de hauteur. Un tuyau d’aspiration coudé, en acier, réduit considérablement les dépenses de génie civil sur les basses chutes et permet de rentabiliser ces installations.

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Figure 3 Vue éclatée d’une turbine OSSBERGER à deux compartiments

Caractéristiques fonctionnelles Le principe même des turbines OSSBERGER élimine tout phénomène de cavitation. Il n’est donc plus nécessaire d’installer la turbine sous le niveau d’eau, disparaissant également les travaux coûteux et les problèmes de fonctionnement liés à cette situation de la turbine. La vitesse d’emballement d’une turbine OSSBERGER est égale à 1,8 fois sa vitesse nominale de rotation. Grâce à cela, il est possible d’utiliser des générateurs d’électricité standardisés. « Faciliter les choses », voilà le mot clé au développement de la turbine OSSBERGER. Elle est dimensionnée pour un service continu de décennies d’années et marche sans équipement spécial d’entretien. Son installation et mise en service sont souvent réalisées par profanes, et cela particulièrement aux pays du Tiers-Monde.

4. Exemple d’Investissement: Chaque exemple d’investissement demande diverses suppositions. Dans les cas concrets un calcul des coûts d’investissement est impératif pour chaque projet individuel.

4.1. Coûts d’Investissement: De vastes expériences sont disponibles quant aux centrales opérant sous chutes d’entre 10 et 200 mètres, et à puissances installées d’entre 200 et 800 kW. L’évaluation de ces expériences donne preuve d’une corrélation vu les coûts spécifiques d’investissement. En cas des centrales à basse chute les coûts de construction et machines occupent la plus grande portion. Les coûts dus pour les tuyaux, s’il y en a, sont très modérés. Le plus grande la chute, le moins de dépenses pour construction et machine ; cependant les dépenses augmenteront pour la tuyauterie forcée. Les dépenses dus pour l’équipement électrotechnique ne dépendent que de la puissance installée. Il en résultent de coûts d’investissement d’entre EUR 2.500 et EUR 3.000/kW.

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Figure 4 : Comparaison de la courbe de rendement d’une turbine Francis et des trois courbes de rendement d’une turbine OSSBERGER à deux compartiments dans le rapport 1 : 2.

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En outre la relation entre la portion importée et les coûts locaux est bien intéressante. Les chiffres suivantes résultent de l’exemple d’une centrale qui marche au Kenya:

Chute = 17,3 Puissance = 361 kW Partage des coûts: Génie civil 53 % Groupe turbogénérateur 27 % Tuyaux 6 % Œuvres électriques 14 %

Au-delà de la production d’énergie sans préjudice aux environnements la grande portion des coûts locaux est avantageuse vu l’utilisation des ressources du propre pays, ce qui donne du travail à ses habitants.

4.2 Recettes et Revenus Dans la majorité des cas la décision en faveur d’un investissement dans une minicentrale hydroélectrique n’est pas prise en base de réflexions mathématiques vu les moyens financiers. Il sera donc suffisant de comparer les coûts, la production de la centrale et les alternatives énergétiques. Joint aux dépenses il faudrait considérer les coûts de centrale et service, et joint aux recettes les revenus gagnés de la production énergétique, tenant en compte l’utilisation de l’énergie. Les coûts du groupe turbogénérateur incluent l’investissement. Il s’y ajoutent les coûts dus pour le travail de projet et la direction de construction, provision de capital, permissions et licences etc. Ensuite les coûts annuels seront déterminés en base des coûts dus pour le groupe turbogénérateur, qui se partagent comme suit :

Coûts de capital Coûts de service et entretien Impôts, permissions d’utilisation Coûts dus pour rénovations

La portion des coûts de capital est la plus grande. Deux modes différents sont disponibles vu l’amortissement du capital étranger: a) Par annuités identiques, se partageant chaque année en intérêts et amortissement, ou b) Par annuités identiques d’amortissement, avec les intérêts pour le capital étranger restant,

demandant chaque année de montants moins élevés au même taux d’intérêt. Dans la majorité des cas la méthode des annuités sera plus avantageuse pour le caractère d’une centrale hydroélectrique, à coûts élevés d’investissement et une longue durée de vie. Parmi les revenus il figurent les coûts économisés de l’alternative énergétique qui soit possible dans le site étudié. Dans beaucoup de cas il s’agit de groupes Diesel à coûts relativement élevés de service et de pièces de rechange, sauf les coûts d’investissement. Supposant, par exemple, une centrale de 500 kW et un degré d’utilisation de 60 %, il s’applique le suivant pour déterminer la production annuelle:

500 kW x 24 heures x 365 jours x 60 % = 2 628 000 kWH/an. En base des coûts spécifiques d’investissement de 2500 EUR/kW jusqu’à 3000 EUR /kW des coûts d’investissement seront dus pour la centrale en question de EUR 1 250 000 jusqu’à EUR 1 500 000. Pour

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une estimation approximative nous supposons que les coûts dus pour la production par une centrale Diesel s’élèvent à EUR 0,20 /kWh. La production annuelle de la centrale hydroélectrique représente donc une contre-valeur de EUR 525 600. Sans mathématique financière spéciale il est évident qu’un investissement à une durée de vie d’entre 30 et 40 ans est bien rentable à

coûts d’investissement de EUR 1 500 000 et

revenus annuels de EUR 525 600.

A ce propos il sera bien entendu essentiel de déterminer un taux pour le prix Diesel. Des expériences faites dans de pays africains confirment une gamme d’entre EUR 0,15 et presque EUR 1,-- /kWh. Les petites centrales hydroélectriques décentralisées forment une bonne base pour le développement futur d’un pays du Tiers monde. Sauf les aspects écologiques les effets socio-écologiques et économiques sont de facteurs essentiels qui parlent en faveur de cette forme de production d’énergie durable et sûr

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