WO2008101805A2 - Machine hydraulique modulaire - Google Patents

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WO2008101805A2
WO2008101805A2 PCT/EP2008/051422 EP2008051422W WO2008101805A2 WO 2008101805 A2 WO2008101805 A2 WO 2008101805A2 EP 2008051422 W EP2008051422 W EP 2008051422W WO 2008101805 A2 WO2008101805 A2 WO 2008101805A2
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hydraulic
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hydraulic machine
electrical
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PCT/EP2008/051422
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Jean-Christophe Maillard De La Morandais
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Az Technologies Sas
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Publication date
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    • F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic low drop machine, including a modular hydraulic machine of simple construction and can accommodate a wide variety of installations.
  • the machine of the invention can in particular adapt, by simple adaptations, to a very wide variety of installations and sites, without requiring large hydraulic structures. It is particularly suitable for isolated installations, sites not connected to a transmission grid or for energy generation in developing countries.
  • Patent FR1217810 for example describes micro-low-fall condensers of construction and simple maintenance. However, these are relatively heavy structures requiring a dam. This type of investment is only justified when power of at least a few hundred kW is required and a waterfall is available with a sufficiently high flow rate.
  • Patent application WO2005054667 describes run-of-the-river hydroelectric machines having a large hydraulic wheel with low rotational speed, which provides a good energy efficiency without the need for expensive dams and lines. The implementation of these devices, however, is relatively complex and expensive and requires, for each site, design work, sizing and construction important.
  • Small hydroelectric machines are also known, which can be installed next to a waterfall or directly in a watercourse and often consist of a simple propeller coupled to an electric generator. The performance of this type of device is often very modest. In addition, these machines generally operate at very variable rotational speeds depending on the height of drop and the electrical power they are called to produce. Under these conditions cavitation phenomena can occur, and lead to failures of these facilities.
  • An object of the present invention is to provide a simple and modular hydraulic machine, which can be used for the production of energy on a small scale, while maintaining a good energy efficiency and high reliability.
  • a modular hydraulic machine comprising: a turbine comprising a wheel capable of rotating about an axis parallel to the direction of the flow of water, the wheel carrying blades having a determined angle relative to the axis of rotation, the turbine further comprising a diffuser, upstream of the wheel, comprising fixed steering surfaces, an electric machine, driven by the wheel, for converting the mechanical energy of the wheel into electrical energy, characterized in that the blades are detachable from the wheel, in that connecting elements, integral with the wheel, engage with a positioning member of each of the blades, and in that the positioning members of the blades determine the blade angle relative to the axis of rotation.
  • FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a hydraulic turbine according to the invention.
  • Fig. 2 shows a section of the hydraulic turbine of Fig. 1 including a seal of the submerged generator according to one aspect of the present invention.
  • Figures 3 and 4 show assembly phases of a hydraulic turbine according to one aspect of the present invention.
  • Figures 5 and 5a relates to a wheel blade of a hydraulic turbine according to one aspect of the present invention.
  • FIGS 6, 7 and 11 illustrate the method of mounting the wheel blades in the turbine of the present invention.
  • FIGS 8, 9 and 10 show the assembly of the guide surfaces of the dispenser of the present invention.
  • FIGS 12, 12a and 13 show an electrical distribution network according to one aspect of the present invention.
  • FIGS. 14, 16, 17, 18, IS) and 20 show a turbine variant for very slight drops and of a hydraulic power unit according to another aspect of the present invention, and in particular the assembly system of the guide surfaces and the blades. of such a turbine.
  • Figures 15 and 15a illustrate the principle of a prefabricated box (containing an hydro generator) easy to install designed to facilitate the natural evacuation of the leaves and any objects that may obstruct the variant of the very low turbine fall.
  • Figures 19, 20 and 21 show a possible preferred variant of the assembly of the guide surfaces of the dispenser of the present invention.
  • FIG. 22 illustrates a variant of the system for balancing the internal pressure of the generator of the invention.
  • Figure 23 shows the mounting principle of the electronic control and connection circuit according to one aspect of the present invention.
  • Figure 1 describes a modular hydraulic machine according to one aspect of the invention.
  • the machine is inserted in a dam 35, which is, for example, made on site concrete or masonry but can also be, in the case of relatively moderate power, fully prefabricated, with known methodologies.
  • the dam 35 gives rise to a fall, typically from a half meter to a few meters, between the upstream level 250 and the downstream level 260.
  • the hydraulic machine itself is contained in an envelope, here shown divided into an upper portion 31 and lower portion 32, but which could equally well be made in one or more pieces, depending on the circumstances.
  • the envelope 31, 32 better visible in FIGS. 3 and 4, supports the hydraulic machine and defines the profile of the hydraulic pipe. It can be made of plastic, sheet steel, composite, concrete or any other suitable material.
  • the hydraulic pipe has a convergent conical portion upstream of a cylindrical portion and, optionally, an open spherical profile pipe portion, in which is housed the hydraulic machine.
  • An aspirator with a diverging conical section is downstream of the hydraulic machine. These sections are preferably vertical and aligned with the axis of rotation of the hydraulic machine. Their profiles can be determined by known methods in hydraulics.
  • the envelope 31, 32 is preferably prefabricated, and immersed in the concrete casting during the construction of the dam. In this way the installation of the hydraulic machine involves only a minimum of operations on the site.
  • the anchoring of the upper envelope 31 is made, for example, by the anchoring plates 30, visible in Figures 1 and 2, which extend outside the conduit in the concrete. other fixing means are also possible, for example support columns as shown in Figure 4.
  • Figure 4 also shows the retention basin 28, used to prevent the defusing of the machine in the presence of a downstream level 260 very reduced.
  • the plates 30 also extend inside the duct so as to support the generator 40 of the machine, which in turn carries the distributor 50 and the hydraulic wheel 60, connected directly to the generator 40.
  • the plates 30 are preferably oriented parallel to the fluid stream, so as to offer a minimum of resistance thereto.
  • the distributor 50 upstream of the hydraulic wheel 60, is visible in section in FIGS. 1 and 2 and, in more detail in FIGS. 8, 9, 10 and 1 1.
  • the distributor 50 comprises a plurality of fixed directing surfaces. 52, to direct the water towards the blades 600 (Fig. 1) of the hydraulic wheel 60 in a suitable direction.
  • the angle of inclination of the guide surfaces 52 with respect to the axis of a turbine is, for example, 45 °.
  • the optimum angle of inclination of the guide surfaces 52 may vary, depending on the characteristics of the installation such as drop height, rotational speed, diameter of the pipe and profile of the hydraulic wheel.
  • the guide surfaces 52 are fixed and their orientation can not be varied during operation.
  • the dispenser 50 has a central portion, with longitudinal grooves 57 in which support members 52 of the replaceable guide surfaces 52 can be slid with a predetermined orientation angle or without longitudinal grooves (Fig. 19, 20 and 21) in this case the support elements of the guide surfaces are simply adjacent (50a) In this way it is easy to compose a hydraulic machine optimized for a given production site whose average flow conditions are known.
  • FIGs 19 to 21 illustrate another alternative embodiment of the dispenser 50, in which the guide surfaces 52 are inserted in slots 57a made in modular elements 50a, each of which supports a single surface and which combine to produce the distributor 50 It will be understood that this system makes it possible to modify the inclination of the surfaces by replacing the modular elements 50a with others in which the slot 57a is inclined variously.
  • the hydraulic wheel 60 is composed, according to one aspect of the invention, a central hub on which are fixed detachable blades 601 having a predetermined profile and inclination.
  • the blades 601 comprise a bush-shaped connection element 603 intended to engage in one of the openings provided for this purpose in the mantle 620 of the hub.
  • Positioning holes 610 in the connecting sleeve engage with axial rod-shaped connecting elements 630, maintained axially by the eyelets 623, so as to determine the inclination of each blade 610 precisely and repeatably. .
  • the hub can be lined with different sets of blades, each characterized by a profile and a very precise angle of attack, so as to achieve hydraulic wheels with different characteristics, especially with different pitches.
  • the blades 601 and the connecting elements 603 may be of different materials, for example polymer, composite material or metal.
  • the blade 601 is made of polymer or composite, the metal connecting element 603 is permanently inserted in the blade 601.
  • the elements 601, 603 are integrated. in one homogeneous piece 607
  • the final inclination of the blade (determined during the control by the drop height and the flow rate as well as the desired speed of rotation) is achieved by a very precise drilling of the lower and upper lugs. Through this hole an axis blocks the angle of the blade secures the three blade pieces 14 of sphere and hub. This axis also takes the axial and transverse forces.
  • the hub can receive by design a variable number of blades 601.
  • the inclination of the blades 601 can not be changed during operation of the machine.
  • the manufacturer can, however, match several sets of blades allowing him to make machines adapted to the average conditions of a quantity of production sites. This operation can be performed with the greatest ease by opening the hub of the wheel and removing the connecting rods 630.
  • the lateral surface, or mantle, of the hub is formed by a plurality of identical modular sectors, 620 of a polymeric or composite material, reinforced by internal ribs 622.
  • the mantle elements 620 are held in position by the connecting elements 630 between the trays 633 visible in Figure 7 and form a symmetrical surface with respect to the axis of rotation (only the lower plate is shown).
  • This provision provides a lightweight and modular construction.
  • Most of the mechanical forces on the blades 601 is taken up by the connecting rods 630, and transmitted to the plates 633 of the hub ( Figure 7). According to the entity of the planned forces, these connecting rods 630 and these trays 633 will be made of composite material, or metal, for example steel.
  • FIG. 7 illustrates a variant of this aspect of the invention according to which the connection element 603 is shaped like an axis with a transverse hole to allow the connection with the rods 630.
  • connection elements 603 and connecting elements 630 are also possible and included in the present invention.
  • FIG. 2 shows, in section, the submerged electrical generator 40.
  • the generator consists of a rotor 46 which is preferably, for reasons of compactness and simplicity, a rotor with permanent magnets, but any electric generator machine is possible.
  • the rotor is driven by the shaft 41 on which the hydraulic wheel 60 is fixed.
  • the shaft 41 passes axially through the distributor 50.
  • the generator also includes the stator 48, and the electronic control circuit 25 which provides the regulation as well as the coupling and control functions after coupling can be either a simple voltage regulation or frequency be more elaborate and repackage the sinusoid as an inverter, whose function is to adjust the rotational speed of the hydraulic wheel 60, so as to provide an alternating voltage of determined frequency, for example 50 Hz, at the output 49 .
  • FIG. 23 A possible arrangement of the control circuit 25 inside the upper warhead of the generator is illustrated in FIG. 23.
  • the electronic circuit 25 regulates the current in the auxiliary resistors 257, so as to obtain a constant and predetermined rotation speed. of the wheel 60.
  • the speed of rotation of the wheel 60 and the winding (number of poles) of the generator are chosen to give a constant electrical frequency of 50 Hz or 60 Hz.
  • unladen operation (inter alia for the transient regimes)
  • all the available power is dissipated in the auxiliary resistors 257, whereas, when the generator is connected to an external load, the power dissipated by the auxiliary resistors is reduced by the value of the power dissipated by the external load. Regardless of the external power supplied, the generator always runs at constant speed and generates maximum electrical power.
  • the resistors 257 are advantageously outside the ogive, immersed in water, in the inlet flow of the turbine, so as to allow an optimal dissipation of heat.
  • the warhead may furthermore comprise radial fins 258, also in the stream of water, to dissipate the heat generated by the circuit 25.
  • control circuit 25 in an external cabinet. This arrangement, although less compact, allows the use of excess energy, for example to heat, power a dryer, a pump to lift water, or any other use, instead of dissipating it in the auxiliary resistors .
  • a seal 45 is formed when the shaft 41 passes into the sealed compartment of the generator 40.
  • an air pocket 55 is formed inside the dispenser 50.
  • the level of the water 280 inside the dispenser 50 corresponds to the balance between the hydrostatic pressure and the air pressure of the pocket 55.
  • the balancing device 54 for example a balloon, a metal bellows, or any other variable volume pneumatic device, is in communication with the internal of the generator 40, and subjected to the atmospheric pressure of the pocket 55. In this way the pressure difference across the seal 45 is minimized.
  • the pressure balancing device 54 is preferably made of a rubber air chamber 280 housed in the air pocket 55.
  • Figure 12 illustrates the simple case of a single hydraulic machine, comprising a wheel 60, a generator 40 and a control circuit 25 (FIG 2), placed along a river 180.
  • the electrical energy produced by the Generator 40 is used, under the control of the circuit 25, in the user 100, as well as in the auxiliary electrical load 21, as will be seen later.
  • FIG. 12a illustrates the simple case of a single hydraulic machine, comprising a wheel 60, a generator 40 and a control circuit 25, placed along a river 180.
  • the electrical energy produced by the generator 40 is injected, under the control of the circuit 25, in an existing interconnected network 106, for example 50 Hz, the control circuit 25 detects the presence of a frequency on the other side of the cut-off member 25a (for example a relay). It stabilizes the frequency and puts the generator voltages 40 in phase with the frequency of the interconnected network. He couples to the network.
  • the control circuit 25 also ensures an immediate decoupling by opening the member 25a (for safety) in case of frequency variation. For example in the event of a cut on the interconnected network. It maintains the nominal power on its ballast resistance while waiting for the return of the frequency on the interconnected network.
  • a meter or any other measuring device may be used in addition to control the direction of the power at the terminals of the connection to the network.
  • Figure 13 illustrates a network with multiple users
  • Each machine comprises a hydraulic wheel 60 moved by the water of the river 180, a generator, not shown in this figure, for the production of electrical energy, and a circuit control electronics 25 and an auxiliary electrical load 21, sized to dissipate the surplus power supplied by the generator.
  • the control circuit 25 preferably comprises two modes of operation.
  • a first autonomous mode of operation which is used in particular when the network comprises only one generator 60
  • a second mode of parallel operation used in networks comprising several generators 60.
  • the electronic circuit 25, adjusts the current of the auxiliary load 21, so as to obtain a constant and predetermined rotation speed of the wheel 60.
  • the speed of rotation of the wheel 60 and the winding (number of poles) of the generator are chosen to give a constant electrical frequency of 50 Hz or 60 Hz.
  • the electronic circuit 25 is thus programmed or arranged to operate the hydraulic machine in a fixed working point, corresponding to its maximum power.
  • all the power generated is dissipated in the auxiliary charge 21.
  • the control circuit 25 shares the power generated between the external load and the auxiliary load 21, to adjust the speed of rotation of the machine to the desired value.
  • the electronic circuit permits a speed decrease to a predetermined threshold before cutting off the distribution of the voltage.
  • the autonomous operating mode described above corresponds to a simple installation with a single hydraulic machine 60, and a limited number of external users.
  • the auxiliary load 21 may be a simple resistor, so that the unused power is simply lost.
  • the auxiliary charge 21 may also provide a useful service, such as lifting water, operating a dryer, or refrigerator, or other useful spot.
  • control circuit 25 includes an operating mode that allows the paralleling (coupling), which allows the networking of a number of hydraulic machines, as shown in FIG. 12. This operating mode is activated automatically when the circuit 25 detects an alternating voltage already present on the network when starting the machine. This mode of parallel operation is managed by a specific program of the control circuit 25.
  • a first synchronization phase of the parallel operating mode the generator is disconnected from the network, and the control circuit 25 regulates the speed of rotation of the hydraulic machine so as to synchronize, in frequency and phase, the electrical voltage generated with the one on the network.
  • the generator is connected in parallel (coupling) on the network, and the auxiliary load 21 is no longer requested as the speed is below the programmed thresholds.
  • the stabilization of the network frequency can be ensured by a central adjustment device 1 10, equipped with a network control circuit 27 and an auxiliary network load 22 which regulate the electrical frequency of any the network to the desired value (lower than the control 25 setpoint), in a manner similar to the individual control circuits 25 according to the autonomous mode of operation.
  • the circuit 25 enters a monitoring phase, in which it does not influence the appearance of the hydraulic machine 60, but verifies that the frequency of the network does not fall below a threshold predetermined (eg 45 Hz), in which case it disconnects the hydraulic machine 60 from the network and switches to the autonomous operating mode.
  • a threshold predetermined eg 45 Hz
  • FIGs 14 to 18 illustrate a further variant embodiment of the hydraulic machine 201 according to the invention, particularly suitable for small drops and small electrical powers.
  • the hydraulic wheel 600 is made in one piece, for example a stainless steel tube.
  • the polymer blades 610 are fixed to the wheel 600 or made in the same room as the wheel 600.
  • the distributor 501 is also made in one piece (for example a stainless steel tube) on which the directional surfaces 521 are fixed, which makes it a hydraulic distributor, as well as the sealed compartment of the generator.
  • a ring 301 integral with the distributor channels the flow at the distributor and the wheel. It allows the attachment of the whole within a box.
  • FIG. 15a illustrates in detail a preferred conformation of the filtering grid 350 used on the basis of so-called "zip line" intakes of FIG. 15.
  • the zipline intake is a device for taking water from torrents and the like streams, in particular torrents carrying a large quantity of foreign bodies, eg pebbles, branches, leaves or other debris. It comprises a filtration grid, the function of which is to retain the foreign bodies, arranged under the stream of water, in a horizontal or inclined plane. The debris intercepted by the grate is naturally evacuated to the side by the water.
  • the grid comprises a sheet, for example stainless steel perforated with oval holes 352 of possibly irregular size and having a lug or protrusion 356 upstream side.
  • This ergot has the function of taking off the leaves and allow their natural evacuation.
  • Holes 352 allow the passage of water to the hydraulic machine below, while blocking solid objects above a size greater than the size of the holes.
  • the grid can be obtained by stamping a flat sheet.
  • Fig. 15 illustrates a compact hydraulic machine
  • the zipline intake of Fig. 15 and the grid of Fig. 15 may be combined with all embodiments of the present invention.
  • This grid is particularly effective, especially for Tyrolean water intakes, but can also be used for other proses of water.
  • the efficiency of this grid is better when the holes have an oval shape, and do not all have the same size.
  • the grid of the invention can be produced economically by stamping a sheet, for example stainless steel.
  • FIGS. 16 to 18 show the assembly of the guide surfaces 521 and the blades 610 for the very low impeller variant of FIG. 14.
  • the guide surfaces 521 and the blades 610 are made of individual elements of plastic or composite material. , by injection molding techniques, molding, or by any other known industrial process. Individual elements can be threaded into housings provided for this purpose in the nose of the turbine 501, or in the hub 600 of the wheel (Fig. 14). In this way, it is possible to obtain a hydraulic machine with the desired angle of the hydraulic surfaces, optimized for a drop height or a desired power, simply by choosing the elements of the surfaces 521 and blades 610 of an assortment of values. possible.

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Abstract

Machine hydraulique modulaire, comprenant une turbine de type axiale comprenant des pales détachables et modulaires, le pas et le diamètre de la roue pouvant être modifiée en choisissant un jeu de pales parmi plusieurs jeux de pales possibles. La machine comprend un module de contrôle arrangé (programmé) pour régler la vitesse de rotation de la machine hydraulique à une valeur prédéterminée, ou connecter la machine hydraulique en un réseau électrique comprenant d'autres machines similaires.

Description

Machine hydraulique modulaire
Domaine technique
La présente invention concerne une machine hydraulique de basse chute, et notamment une machine hydraulique modulaire de construction simple et pouvant s'adapter à une grande variété d'installations. La machine de l'invention peut notamment s'adapter, par des simples adaptations, à une très grande variété d'installation et de sites, sans nécessiter d'ouvrages hydrauliques importants. Elle se prête particulièrement bien à des installations isolées, en sites non reliés à un réseau de transmission d'énergie électrique ou pour la génération d'énergie dans des pays en voie de développement.
Etat de la technique
Les énergies renouvelables représentent une ressource considérable et entrent parfaitement dans le cadre de la lutte contre les émissions de polluant divers et de CO2.
Les pays en voie de développement possèdent généralement des ressources naturelles abondantes et exploitables comme l'eau et le soleil. Pourtant les énergies renouvelables ont de la peine à s'imposer dans ces pays face, par exemple, aux petits groupes électrogènes à essence. Parmi les raisons de ce retard on peut citer la difficulté de dimensionner, produire et entretenir une microcentrale classique, qui soit adaptée aux conditions hydrauliques d'une rivière bien définie.
Le brevet FR1217810 par exemple décrit des microcentrales de basse chute de construction et d'entretien simple. Il s'agit toutefois d'ouvrages relativement lourds et nécessitant un barrage. Ce type d'investissement ne se justifie que lors des puissances d'au moins quelques centaines de kW sont requises et qu'on dispose d'une chute d'eau avec un débit suffisamment important. La demande de brevet WO2005054667 décrit des machines hydroélectriques au fil de l'eau ayant une roue hydraulique de grandes dimensions à faible vitesse de rotation, qui procure un bon rendement énergétique sans nécessité de barrages et conduites onéreuses. La mise en œuvre de ces dispositifs est toutefois relativement complexe et coûteuse et demande, pour chaque site, un travail de conception, dimensionnement et construction important.
On connaît aussi des petites machines hydroélectriques, pouvant être installées à coté d'une chute d'eau ou directement dans un cours d'eau et constituées souvent d'une simple hélice couplée à un générateur électrique. Le rendement de ce type de dispositif est souvent très modeste. En outre ces machines fonctionnent généralement à des régimes de rotation très variables en fonction de la hauteur de chute et de la puissance électrique qu'elles sont appelées à produire. Dans ces conditions des phénomènes de cavitation peuvent se manifester, et entraîner des défaillances de ces installations.
Un autre inconvénient des dispositifs connus est que leur entretien est souvent difficile ou impossible sans avoir recours à des moyens spécialisés, ce qui limite les possibilités d'emploi dans les pays en voie de développement.
Bref résumé de l'invention
Un but de la présente invention est de proposer une machine hydraulique simple et modulaire, pouvant être employée pour la production d'énergie à petite échelle, tout en conservant un bon rendement énergétique et une fiabilité élevée.
Un autre but de la présente invention est de proposer une machine hydraulique de faible chute pouvant être adaptée facilement à une variété de conditions hydrauliques, et notamment à différentes hauteurs de chute. Encore un but de la présente invention est de proposer une machine hydraulique pouvant être installée à côté d'une chute d'eau et sans nécessiter de barrage.
Encore un but de la présente invention est de proposer des machines hydrauliques qui peuvent être facilement connectés électriquement en parallèle selon les besoins. Un autre but de la présente invention est de proposer une machine exempte des inconvénients de l'art antérieur.
Ces buts sont atteints par le dispositif qui fait l'objet de la revendication indépendante, les revendications dépendantes présentant des caractéristiques optionnelles de l'invention. Notamment ces buts sont atteints par une machine hydraulique modulaire comprenant : une turbine comprenant une roue capable de tourner autour d'un axe parallèle à la direction du flux d'eau, la roue portant des pales ayant un angle déterminé relativement à l'axe de rotation, la turbine comprenant en outre un diffuseur, en amont de la roue, comprenant des surfaces directrices fixes, une machine électrique, entraînée par la roue, pour convertir l'énergie mécanique de la roue en énergie électrique, caractérisé en ce que les pales sont détachables de la roue, en ce que des éléments de liaison, solidaires de la roue, s'engagent avec un organe de positionnement de chacune des pales, et en ce que les organes de positionnement des pales déterminent l'angle des pales relatif à l'axe de rotation .
Brève description des dessins
Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 illustre un exemple de réalisation d'une turbine hydraulique selon l'invention. La figure 2 montre une coupe de la turbine hydraulique de la figure 1 comprenant un joint étanche du générateur immergé selon un aspect de la présente invention.
Les figures 3 et 4 montrent des phases d'assemblage d'une turbine hydraulique selon un aspect de la présente invention.
Les figures 5 et 5a est relative à une pale de roue d'une turbine hydraulique selon un aspect de la présente invention.
Les figures 6, 7 et 1 1 illustrent la méthode de montage des pales de roue dans la turbine de la présente invention.
Les figures 8, 9 et 10 montrent l'assemblage des surfaces directrices du distributeur de la présente invention.
Les figures 12, 12a et 13 montre un réseau de distribution électrique selon un aspect de la présente invention.
Les figures 14, 16, 17,18, I S) et 20 montrent une variante de turbine pour les très faibles chutes et de centrale hydraulique selon un autre aspect de la présente invention, et notamment le système d'assemblage des surfaces directrices et des pale d'une telle turbine.
Les figures 15 et 15a illustrent le principe d'un caisson préfabriqué (contenant un hydro générateur) facile a installer conçu pour facilité l'évacuation naturelle des feuilles et tout objets pouvant obstruer la variante de la turbine très faible chute.
Les figures 19, 20 et 21 montrent une variante préférentielle possible de l'assemblage des surfaces directrices du distributeur de la présente invention.
La figure 22 illustre une variante du système d'équilibrage de la pression interne du générateur de l'invention. La figure 23 montre le principe de montage du circuit électronique de contrôle et de connexion selon un aspect de la présente invention.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
La figure 1 décrit une machine hydraulique modulaire selon un aspect de l'invention. La machine est insérée dans un barrage 35, qui est, par exemple, réalisé sur place en béton ou en maçonnerie mais peut être aussi, dans le cas de puissances relativement modérées, entièrement préfabriqué, avec des méthodologies connues. Le barrage 35 donne lieu à une chute, typiquement de un demi mètre à quelques mètres, entre le niveau en amont 250 et le niveau en aval 260.
Préférablement la machine hydraulique proprement dite est contenue dans une enveloppe, ici représentée divisée en une partie supérieure 31 et partie inférieure 32, mais qui pourrait aussi bien être réalisée en une ou en plusieurs pièces, selon les circonstances. L'enveloppe 31, 32, mieux visible sur les figures 3 et 4, supporte la machine hydraulique et définit le profil de la conduite hydraulique. Elle peut être réalisée en plastique, tôle d'acier, composite, béton ou tout autre matériau idoine. La conduite hydraulique présente une portion conique convergente en amont d'une portion cylindrique et, optionnellement, une portion de conduite à profil sphérique ouvert, dans laquelle est logée la machine hydraulique. Un aspirateur à section conique divergente est en aval de la machine hydraulique. Ces sections sont préférablement verticales et alignées avec l'axe de rotation de la machine hydraulique. Leurs profils peuvent être déterminés par des procédés connus dans l'hydraulique.
L'enveloppe 31, 32 est préférablement préfabriquée, et immergée dans la coulée de béton lors de la réalisation du barrage. De cette manière l'installation de la machine hydraulique ne comporte qu'un minimum d'opérations sur le site. L'ancrage de l'enveloppe supérieure 31 est fait, par exemple, par les plaques d'ancrage 30, visibles sur les figures 1 et 2, qui se prolongent à l'extérieur du conduit, dans le béton. D'autres moyens de fixation sont aussi possibles, par exemple des colonnes de support tel que représenté sur la figure 4. La figure 4 montre aussi le bassin de retenue 28, servant à empêcher le désamorçage de la machine en présence d'un niveau en aval 260 très réduit.
Dans l'exemple représenté, et revenant maintenant aux figures 1 et 2, les plaques 30 se prolongent aussi à l'intérieur du conduit de façon à soutenir le générateur 40 de la machine, lequel porte à son tour le distributeur 50 et la roue hydraulique 60, reliée en prise directe au générateur 40. Les plaques 30, sont préférablement orientées parallèlement au courant fluide, de manière à offrir un minimum de résistance à ce dernier.
Le distributeur 50, en amont de la roue hydraulique 60, est visible en coupe sur les figures 1 et 2 et, avec plus de détails sur les figures 8, 9, 10 et 1 1. Le distributeur 50 comporte une pluralité de surfaces directrices fixes 52, pour diriger l'eau vers les pales 600 (fig. 1) de la roue hydraulique 60 selon une direction convenable.
L'angle d'inclinaison des surfaces directrices 52 par rapport à l'axe de a turbine est, par exemple, de 45°. De manière connue, l'angle d'inclinaison optimal des surfaces directrices 52 peut varier, selon les caractéristiques de l'installation telles que hauteur de chute, vitesse de rotation, diamètre de la conduite et profil de la roue hydraulique. Selon un aspect de l'invention, les surfaces directrices 52 sont fixes et leur orientation ne peut pas être variée pendant le fonctionnement. Cependant (voir fig. 8), le distributeur 50 comporte une partie centrale, avec des rainures longitudinales 57 dans lesquelles on peut faire coulisser des éléments de support des surfaces directrices 52 interchangeables avec un angle d'orientation prédéterminé ou pas rainures longitudinales (fig. 19, 20 et 21) dans ce cas les éléments de support des surfaces directrices sont simplement adjacent (50a) De cette manière on peut facilement composer une machine hydraulique optimisée pour un site de production déterminé dont on connaît les conditions d'écoulement moyennes.
Bien que l'exemple montré illustre des liaisons à coulisse des surfaces directrices interchangeables 52, cela ne doit pas être interprété comme une caractéristique essentielle de l'invention.
Les figures de 19 à 21 illustrent une autre variante de réalisation du distributeur 50, dans laquelle les surfaces directrices 52 sont insérées dans des fentes 57a réalisés dans des éléments modulaires 50a, chacun desquels supporte une seule surface et qui se combinent pour réaliser le distributeur 50. On comprend bien que ce système permet de modifier l'inclinaison des surfaces en remplaçant les éléments modulaires 50a avec des autres dans lesquels la fente 57a est inclinée diversement.
Revenant maintenant aux figures 1, 2, 5, 6 et 7, la roue hydraulique 60 se compose, selon un aspect de l'invention, d'un moyeu central sur lequel se fixent des pales 601 détachables ayant un profil et une inclinaison prédéterminés.
Avec référence aux figures 5 et 6, les pales 601 comportent un élément de connexion 603 en forme de douille, destiné à s'engager dans une des ouvertures prévues à cet effet dans le manteau 620 du moyeu. Des trous de positionnement 610 dans la douille de liaison s'engagent avec des éléments de liaison 630 en forme de tiges axiales, maintenus en position axiale par les œillets 623, de manière à déterminer l'inclinaison de chaque pale 610 de manière précise et répétable.
Cette disposition permet de changer rapidement les pales de la roue hydraulique, tout en garantissant leur orientation exacte. On observe aussi que le moyeu peut être garni de différents jeux de pales, chacun caractérisé par un profil et un angle d'attaque bien précis, de manière à réaliser des roues hydrauliques avec des caractéristiques différentes, en particulier avec des pas différents. Selon l'intensité du stress mécanique prévu, les pales 601 et les éléments de connexion 603 peuvent être en matériaux différents, par exemple en polymère, en matériau composite ou en métal. Dans une variante préférentielle, la pale 601 est réalise en polymère ou en composite, l'élément de connexion 603 métallique est inséré de façon permanente dans la pale 601 Selon une autre variante, illustrée sur la figure 5a, les éléments 601, 603 sont intégrés en une seule pièce homogène 607
Selon cette variante, l'inclinaison définitive de la pale (déterminé lors de la commande par la hauteur de chute et le débit ainsi que par la vitesse de rotation souhaitée) est réalisé par un perçage très précis des ergots inférieur et supérieur. Par ce trou un axe bloque l'angle de la pale solidarise les trois pièces pale 14 de sphère et moyeu. Cet axe reprend également les efforts axial et transversal.
On pourrait d'ailleurs aussi prévoir plusieurs jeux de pales caractérisés non seulement par l'inclinaison, mais aussi par la longueur, pour réaliser, à partir d'un même moyeu, plusieurs roues de diamètre différent. Le moyeu peut recevoir par conception un nombre variable de pale 601.
Selon cet aspect de l'invention, l'inclinaison des pales 601 ne peut pas être modifiée lors du fonctionnement de la machine. Le fabricant peut toutefois assortir plusieurs jeux de pales lui permettant de réaliser des machines adaptés aux conditions moyennes d'une quantité de sites de production. Cette opération peut être effectuée avec la plus grande facilité en ouvrant le moyeu de la roue et retirant les tiges de liaison 630.
Préférablement la surface latérale, ou manteau, du moyeu, est formé par une pluralité de secteurs modulaires identiques, 620 en un matériau polymérique ou composite, renforcé par des nervures internes 622. Les éléments 620 du manteau sont maintenus en position par les éléments de liaison 630 entre les plateaux 633 visibles sur la figure 7 et forment une surface symétrique par rapport à l'axe de rotation (seulement le plateau inférieur est représenté). Cette disposition consent une construction légère et modulaire. La plus grande partie des efforts mécaniques sur les pales 601 est reprise par les tiges de liaison 630, et transmise aux plateaux 633 du moyeu (figure 7). Selon l'entité des efforts prévus, ces tiges de liaison 630 et ces plateaux 633 seront réalisés en matériau composite, ou en métal, par exemple en acier.
La figure 7 illustre une variante de cet aspect de l'invention selon laquelle l'élément de connexion 603 est conformé comme un axe avec un trou transversal pour permettre la liaison avec les tiges 630. D'autres conformations des éléments de connexion 603 et des éléments de liaison 630, sont aussi possibles et comprises dans la présente invention.
Un autre aspect de l'invention est maintenant décrit avec référence à la figure 2 qui montre, en coupe le générateur électrique immergé 40. Le générateur se compose d'un rotor 46 lequel est préférablement, pour des raisons de compacité et simplicité, un rotor à aimants permanents, mais toute machine génératrice électrique est envisageable. Le rotor est entraîné par l'arbre 41 sur lequel la roue hydraulique 60 est fixée. L'arbre 41 traverse axialement le distributeur 50. Font partie du générateur aussi le stator 48, et le circuit électronique de contrôle 25 qui assure la régulation ainsi que les fonctions de couplage et de régulation après couplage il peut être soit une simple régulation de tension ou fréquence soit être plus élaboré et reconditionner la sinusoïde comme un onduleur, dont la fonction est de régler la vitesse de rotation de la roue hydraulique 60, de manière à fournir une tension alternée de fréquence déterminé, par exemple 50 Hz, à la sortie 49.
Une possible disposition du circuit de contrôle 25 à l'intérieur de l'ogive supérieure du générateur est illustrée à la figure 23. Le circuit électronique 25 règle le courant dans les résistances auxiliaires 257, de manière à obtenir une vitesse de rotation constante et prédéterminée de la roue 60. Avantageusement, la vitesse de rotation de la roue 60 et le bobinage (nombre de pôles) du générateur sont choisis pour donner une fréquence électrique constante de 50 Hz ou 60 Hz. En régime de fonctionnement à vide (entre autre pour les régimes transitoire), toute la puissance disponible est dissipée dans les résistances auxiliaires 257, tandis que, lorsque la génératrice est connectée à une charge externe, la puissance dissipée par les résistances auxiliaires est réduite de la valeur de la puissance dissipée par la charge externe. Quelle que soit la puissance externe fournie, le générateur tourne toujours à régime constant et génère une puissance électrique maximale.
Les résistances 257 avantageusement sont à l'extérieur de l'ogive, immergées dans l'eau, dans le flux d'entrée de la turbine, de manière à permettre une dissipation de la chaleur optimale. L'ogive peut comporter par ailleurs des ailettes radiales 258, aussi dans le flux d'eau, pour dissiper la chaleur générée par le circuit 25.
Dans d'autres variantes non illustrées, il serait également possible de loger le circuit de contrôle 25 dans une armoire externe. Cette disposition, bien que moins compacte, consent l'utilisation de l'énergie excédentaire, par exemple pour chauffer, alimenter un séchoir, une pompe pour soulever de l'eau, ou tout autre usage, en lieu de la dissiper dans les résistances auxiliaires.
Un joint étanche 45 est réalisé au passage de l'arbre 41 dans le compartiment étanche du générateur 40. Lorsque la machine est immergée, une poche d'air 55 se forme à l'intérieur du distributeur 50. Le niveau de l'eau 280 à l'intérieur du distributeur 50 correspond à l'équilibre entre la pression hydrostatique et la pression de l'air de la poche 55.
Le dispositif d'équilibrage 54, par exemple un ballon, un soufflet métallique, ou tout autre dispositif pneumatique à volume variable, est en communication avec l'interne du générateur 40, et soumis à la pression atmosphérique de la poche 55. De cette manière, la différence de pression au travers du joint étanche 45 est minimisée. Comme illustré par la figure 22 le dispositif d'équilibrage de pression 54 est réalisé de préférence par une chambre à air en caoutchouc 280 logée dans la poche d'air 55.
On décrira maintenant, avec référence aux figures 12 et 13, les fonctions du circuit électronique de contrôle 25 et le fonctionnement d'un réseau de machines hydrauliques équipés d'un tel circuit selon un aspect de l'invention.
La figure 12 illustre le cas simple d'une seule machine hydraulique, comprenant une roue 60, un générateur 40 et un circuit de contrôle 25 (fig. 2), placée le long d'une rivière 180. L'énergie électrique produite par le générateur 40 est utilisée, sous le contrôle du circuit 25, dans l'utilisateur 100, ainsi que dans la charge électrique auxiliaire 21, comme on le verra par la suite.
La figure 12a illustre le cas simple d'une seule machine hydraulique, comprenant une roue 60, un générateur 40 et un circuit de contrôle 25, placée le long d'une rivière 180. L'énergie électrique produite par le générateur 40 est injectée, sous le contrôle du circuit 25, dans un réseau interconnecté existant 106 par exemple de 50Hz, le circuit de contrôle 25 détecte la présence d'une fréquence de l'autre coté de l'organe de coupure 25a (par exemple un relais). Il stabilise la fréquence et met en phase les tensions du générateur 40 avec la fréquence du réseau interconnecté. Il couple au réseau. Le circuit de contrôle 25 assure également un découplage immédiat par ouverture de l'organe 25a (par sécurité) en cas de variation de fréquence. Par exemple en cas de coupure sur le réseau interconnecté. Il maintient la puissance nominale sur sa résistance de ballast en attendant le retour de la fréquence sur le réseau interconnecté. Un compteur ou tout autre organes de mesure peut être utilise en complément pour contrôler le sens de la puissance au bornes du raccordement au réseau.
La figure 13 illustre un réseau comprenant plusieurs utilisateurs
100 et 1 10, ainsi que plusieurs machines hydrauliques 60 disposées le long d'une rivière 180, reliés par des connexions électriques 170. Chaque machine comprend une roue hydraulique 60 mues par l'eau de la rivière 180, un générateur, non représentée sur cette figure, pour la production d'énergie électrique, et un circuit électronique de contrôle 25 et une charge électrique auxiliaire 21, dimensionné pour dissiper les excédents de puissance fournie par le générateur.
Le circuit de contrôle 25 comporte préférablement deux modes de fonctionnement. Un premier mode de fonctionnement autonome, qui est utilisé notamment lorsque le réseau ne comporte qu'un seul générateur 60, et un second mode de fonctionnement en parallèle, utilisé dans les réseaux comprenant plusieurs générateurs 60.
Le circuit électronique 25, selon le mode de fonctionnement autonome, règle le courant de la charge auxiliaire 21, de manière à obtenir une vitesse de rotation constante et prédéterminée de la roue 60. Avantageusement, la vitesse de rotation de la roue 60 et le bobinage (nombre de pôles) du générateur sont choisis pour donner une fréquence électrique constante de 50 Hz ou 60 Hz.
Le circuit électronique 25 est donc programmé ou arrangé pour faire marcher la machine hydraulique dans un point de travail fixe, correspondant à sa puissance maximale. Lorsqu'aucune charge électrique externe n'est connectée, toute la puissance générée est dissipée dans la charge auxiliaire 21. En revanche, lorsque la puissance requise par les charges externes 100 est égale à la puissance maximale, aucun courant ne circule dans la charge auxiliaire 21. Dans toutes situations intermédiaires, le circuit de contrôle 25 partage la puissance générée entre la charge externe et la charge auxiliaire 21, pour régler la vitesse de rotation de la machine à la valeur souhaitée.
Dans le cas ou la charge demandé par le ou les charges externes 100 sont supérieures à la puissance du générateur 60 le circuit électronique autorise une baisse de vitesse jusqu'à un seuil prédéterminé avant de couper la distribution de la tension. Le mode de fonctionnement autonome décrit ci-dessus correspond à une installation simple avec une seule machine hydraulique 60, et un nombre limité d'utilisateurs externes. Dans une variante, la charge auxiliaire 21 peut être une simple résistance, en sorte que la puissance non- utilisée est simplement perdue. Dans d'autres variantes, la charge auxiliaire 21 peut aussi fournir un service utile, comme par exemple soulever de l'eau, actionner un séchoir, ou réfrigérateur, ou autre tache utile.
Dans une variante de l'invention, le circuit de contrôle 25 comporte un mode de fonctionnement qui autorise la mise en parallèle (couplage), qui consent la mise en réseau d'un nombre de machines hydrauliques, tel que représenté sur la figure 12. Ce mode de fonctionnement est activé automatiquement lorsque le circuit 25 détecte une tension alternée déjà présente sur le réseau lors du démarrage de la machine. Ce mode de fonctionnement en parallèle est géré pat un programme spécifique du circuit de contrôle 25.
Dans une première phase de synchronisation du mode de fonctionnement en parallèle, le générateur est déconnecté du réseau, et le circuit de contrôle 25 règle la vitesse de rotation de la machine hydraulique de manière à synchroniser, en fréquence et phase, la tension électrique générée avec celle présente sur le réseau. Lorsqu'un niveau de synchronisme convenable est atteint, le générateur est connecté en parallèle (couplage) sur le réseau, et la charge auxiliaire 21 n'est plus sollicité tant que la vitesse est inférieure aux seuils programmés. En complément aux régulations individuelles La stabilisation de la fréquence du réseau peut être assuré par un dispositif de réglage central 1 10, équipé d'un circuit de contrôle de réseau 27 et d'une charge auxiliaire de réseau 22 qui règlent la fréquence électrique de tout le réseau à la valeur souhaité (plus basse que la consigne de du contrôle 25), de manière en tout similaire aux circuits de contrôle individuels 25 selon le mode de fonctionnement autonome. Cela présente l'avantage de centraliser en un point du réseau 1 10 et charge 24 une utilisation raisonné de l'énergie non utilisé par les charges 100 Une fois la phase de synchronisation terminée, le circuit 25 entre en une phase de surveillance, dans laquelle il n'influence pas l'allure de la machine hydraulique 60, mais vérifie que la fréquence du réseau ne descende pas au dessous d'un seuil prédéterminé (par ex, 45 Hz), dans lequel cas il déconnecte la machine hydraulique 60 du réseau et passe au mode de fonctionnement autonome.
Sur ce principe il est possible d'ajouter des délesteurs de fréquence ou des limiteurs de puissance sur le réseau afin d'éviter sont écroulement lors des défauts ou de transitoires importantes.
Les figures de 14 à 18 illustrent une ultérieure variante de réalisation de la machine hydraulique 201 selon l'invention, particulièrement adaptée aux faibles chutes et aux petites puissances électriques. Selon cette variante, la roue hydraulique 600 est réalisée en une seule pièce par exemple un tube inox. Les pales en polymère 610 sont fixées à la roue 600 ou bien réalisées dans la même pièce que la roue 600. Le distributeur 501 est aussi réalisé d'une pièce (par exemple un tube inox) sur le quel sont fixées les surfaces directrices 521, ce qui en fait un distributeur hydraulique, ainsi que le compartiment étanche du générateur. Un anneau 301 solidaire du distributeur canalise le flux au niveau de du distributeur et de la roue. Il permet la fixation de l'ensemble au sein d'un caisson.
Dans l'installation hydraulique représentée à la figure 15, la machine hydraulique 201 est placée dans un caisson comprenant une première chambre 330 en amont de la machine 201 et une deuxième chambre 320 en aval. Une grille 350 est prévue pour empêcher le passage de corps solides étrangers dans la machine hydraulique. Les feuilles en particulier sont très nuisibles au bon fonctionnement d'une turbine hydraulique de petites dimensions. Les grilles à mailles droites normalement utilisées ne sont pas toujours efficaces, et ont aussi la tendance à se boucher, ce qui comporte la nécessité de fréquents nettoyages. La figure 15a illustre en détail une conformation préférée de la grille de filtrage 350 utilisée sur base de prises d'eau dites "tyroliennes" de la figure 15. La prise d'eau tyrolienne est un dispositif pour prélever l'eau de torrents et autres cours d'eau, en particulier des torrents transportant une quantité important de corps étrangers, par exemple cailloux, branches, feuilles ou autres débris. Elle comporte une grille de filtration, dont la fonction est de retenir les corps étrangers, disposée sous le flux d'eau, selon un plan horizontal ou incliné. Les débris interceptés par la grille sont naturellement évacués vers le côté par l'eau.
La grille comporte une tôle, par exemple en acier inox, perforée de trous ovales 352 de dimension éventuellement irrégulière et ayant un ergot ou protubérance 356 coté amont. Cet ergot a pour fonction de décoller les feuilles et permettre leur évacuation naturelle. Les trous 352 permettent le passage de l'eau vers la machine hydraulique se trouvant au- dessous, tout en bloquant les objets solides au dessus d'une taille supérieure à la dimension des trous.
Avantageusement la grille peut être obtenue par étampage d'une tôle plane. Bien que la figure 15 illustre une machine hydraulique compacte, la prise d'eau tyrolienne de la figure 15 et la grille de la figure 15 peuvent être combinés avec tous les modes de réalisation de la présente invention. Cette grille est particulièrement efficace, notamment pour des prises d'eau tyroliennes, mais peut être également utilisée pour d'autres proses d'eau. De manière surprenante, l'efficacité de cette grille est meilleure lorsque les trous ont une forme ovale, et n'ont pas tous la même dimension. La grille de l'invention peut être réalisée de façon économique par étampage d'une tôle, per exemple en acier inox.
Les figures de 16 à 18 montrent l'assemblage des surfaces directrices 521 et des pales 610 pour la variante de turbine très faible chute de la figure 14. Préférablement les surfaces directrices 521 et les pales 610 sont réalisées en éléments individuels de matériau plastique ou composite, par des techniques d'injection, moulage, ou par tout autre procédé industriel connu. Les éléments individuels peuvent être enfilés dans des logements prévus à cet effet dans l'ogive de la turbine 501, ou dans le moyeu 600 de la roue (Fig. 14). Il est possible de cette manière obtenir une machine hydraulique avec l'angle de calage des surfaces hydrauliques souhaité, optimisé pour une hauteur de chute ou une puissance désirée, simplement en choisissant les éléments des surfaces 521 et des pales 610 d'un assortiment de valeurs possibles.

Claims

Revendications
1. Machine hydraulique modulaire (20), comprenant : une turbine comprenant une roue (60) capable de tourner autour d'un axe (41) parallèle à la direction du flux d'eau, la roue (60) portant des pales (600) ayant un angle déterminé relativement à l'axe de rotation (41), la turbine comprenant en outre un distributeur (50), en amont de la roue (60), comprenant des surfaces directrices fixes (52), un générateur électrique (40), entraînée par la roue (60), pour convertir l'énergie mécanique de la roue en énergie électrique, caractérisée en ce que les pales (600) sont détachables de la roue (60), en ce que des éléments de liaison (630), solidaires de la roue (60), s'engagent avec un organe de positionnement (610) de chacune des pales (600), et en ce que les organes de positionnement (610) des pales (60) déterminent l'angle des pales (60) relatif à l'axe de rotation (41).
2. Machine hydraulique (20) selon la revendication précédente, dans laquelle les pales (600) sont détachables de la roue (60), en retirant les éléments de liaison (630).
3. Machine hydraulique (20) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la roue (60) comprend un manteau, symétrique par rapport à l'axe de rotation (41), dont la position est déterminée par les éléments de liaison.
4. Machine hydraulique (20) selon la revendication précédente, dans laquelle le manteau est composé de plusieurs secteurs (620) identiques.
5. Machine hydraulique (20) selon la revendication précédente, dans laquelle le générateur électrique (40) est entraîné en prise directe par l'axe (41) de la roue (60).
6. Machine hydraulique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les surfaces directrices (52) sont détachables du diffuseur (50).
7. Machine hydraulique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le générateur (40) est à l'intérieur d'un compartiment étanche (48) immergé, comprenant un dispositif d'équilibrage de pression (54).
8. Machine hydraulique selon l'une des revendications précédentes, comprenant un circuit électronique de contrôle, , et une charge électrique auxiliaire (21), le circuit électronique de contrôle ayant un mode de fonctionnement autonome programmé pour varier le courant électrique délivré par la machine électrique vers la charge électrique auxiliaire et pour régler la vitesse instantanée de la machine à une valeur prédéterminée,
9. Machine hydraulique selon la revendication précédente, dans laquelle le circuit électronique de contrôle est arrangé pour reconditionner la sinusoïde de la tension générée.
10. Machine hydraulique selon la revendication 8, comprenant une ogive étanche (25), contenant ledit circuit électronique de contrôle, dans laquelle ladite charge électrique auxiliaire (21) est refroidie par le flux d'eau.
11. Machine électrique selon la revendication 8, dans laquelle le circuit électronique de contrôle (25) comporte un mode de fonctionnement en parallèle, pour coupler la machine électrique à un réseau électrique, programmé pour synchroniser la vitesse de rotation de la machine électrique avec la fréquence électrique présente à une sortie électrique (49) de la machine.
12. Machine électrique selon la revendication précédente, dans laquelle le circuit électronique de contrôle (25) est programmé pour passer du mode de fonctionnement en parallèle au mode de fonctionnement autonome lorsque la fréquence électrique présente à la sortie électrique (49) de la machine descend au dessus d'un seuil prédéterminé.
13. Réseau de production et distribution d'électricité, comprenant une pluralité de machines électriques selon la revendication précédente, et un module électronique de contrôle de réseau (27) pour varier le courant électrique délivré par le réseau vers une charge de réglage de réseau (22) et pour régler la fréquence du réseau à une valeur prédéterminée.
14. Installation hydraulique comprenant un caisson préfabriqué contenant une prise d'eau de type tyrolien, pourvue d'un filtre, et comprenant un générateur selon l'une des revendications précédentes.
15. Installation hydraulique selon la revendication précédente, dans laquelle le filtre de la prise d'eau comporte une grille de filtration comprenant une surface plane, munie d'une pluralité de trous permettant le passage de l'eau et bloquant les objets solides au dessus d'une taille déterminée, chaque trou ayant une protubérance adjacente, dans la direction en amont par rapport au flux d'eau.
16. Installation hydraulique selon la revendication précédente, dans laquelle la surface plane est une tôle métallique ou en acier inox dans laquelle on réalise les trous et les protubérances par un procédé d'étampage.
17. Installation hydraulique selon la revendication15, dans laquelle les trous ont une forme ovale.
18. Installation hydraulique selon la revendication16, dans laquelle les trous n'ont pas tous la même dimension.
19. Grille de filtration pour une prise d'eau pour une machine hydraulique, la grille comprenant une surface plane, munie d'une pluralité de trous pour permettre le passage de l'eau en bloquant les objets solides, chaque trou ayant une protubérance adjacente dans la direction en amont par rapport au flux d'eau.
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