steamboat geothermal complex
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8/9/2019 Steamboat Geothermal Complex
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STEAMBOAT GEOTHERMAL COMPLEX
Lusine gothermale Steamboat gre par la socit Ormat se situe au sud de la ville de Reno dans le
nord ouest du Nevada. Le complexe a t construit en 1988 mais nest g r par Ormat que depuis
quelques annes.
Me voici a Reno, Nevada o je profite de ma dernire journe avec ma voiture de location pour aller
visiter l'usine gothermique au sud de la ville.
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La visite commence 10h et je me retrouve seul attendre l'entre du site jusqu'a ce qu'un groupe
d'une quarantaine de personnes me rejoigne. Un ingnieur et une gophysicienne nous accompagnent
pour la visite.
Ils nous expliquent qu'avant que le site ne soit rachet par Ormat en 2004/2005, l'usine tait gre par
4proprietaires. Ormat a donc du racheter le terrain parcelle par parcelle et unit de production parunit de production.
Le site complet produit environ 120 MW de puissance brute, ce qui pourrait largement subvenir aux
besoins d'une ville de taille moyenne telle que Reno.Mais l'nergie produite est envoye dansdiffrents lieux a travers le Nevada et la Californie.
Moins d'une dizaine d'units de production couvrent la surface totale du site. Cette dernire est
d'environ 7000acres (prs de 2830 hectares) bien que chaque unit ne ncessite que 5 acres (prs de2 hectares).
Apres une brve introduction sur l'histoire du site et les premires questions de mes camarades du jour,
nous nous dirigeons vers une premire unit de production. Nous pntrons dans le btiment de
gestion de l'unit ou les photos sont malheureusement interdites. La pice principale consiste en une
salle de contrle barde d'ordinateurs Hi-Tech et occupe par quelques oprateurs. Notre guide
ingnieur nous explique ici le fonctionnement de l'usine.
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La production d'lectricit s'appuie sur un cycle binaire (cycle Rankine) utilisant du pentane comme
liquide caloporteur.
Le schma ci-dessous prsente le principe de production d'une unit :
Le principe est simple. La boucle primaire est celle utilisant la ressource gothermique du site. Cette
ressource provient de l'activit sub-volcanique de Steamboat Springs, un champ volcanique de laves
rhyolitiques dans la partie ouest du Nevada.
La profondeur des puits de production et de rinjection varie selon les units de production entre
360m et 90 m.L'eau chaude produite par la source gothermique est pompe au niveau du puits de production (HGF)
et est ensuite rinjecte dans le rservoir souterrain (CGF).
GCd
P
PHV
T
PW
HGF
IW
CGF
Lgende :
G : Generator T: Turbine Cd : Condensor P : Motive Fluid Pump PH : Preheater V : Vaporizer
PW : Production Pump IW : Injection Pump HGF : Hot Geothermal Fluid (Production Well) CGF :
Cooled Geothermal Fluid (Injection Well)
Pentane
Hot fluid
Cool fluid
Shaft
between G&T
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La temprature de l'eau pompe est d'environ 150C et sa temprature a la rinjection avoisine 90C.
Avant d'tre rinjecte, l'eau traverse deux changeurs, l'vaporateur (V) et le pr chauffeur (PH). Ces
changeurs permettent de chauffer le pentane qui circule dans la boucle secondaire (ferme). En sortie
d'vaporateur, le pentane a la forme de vapeur. Le pentane est parfaitement adapt a ce type de
production nergtique puisque son point d'bullition est de 33C. Il ncessite donc un plus faible
apport de chaleur que de l'eau par exemple pour se vaporiser et permettre d'actionner la turbine (T) en
sortie d'vaporateur.
Une fois actionne, la turbine entrane un alternateur (G) qui produit l'lectricit. L'lectricit produite
est envoye vers des transformateurs d'nergie qui augmentent son voltage, ceci pour rduire les pertes
dnergie. Llectricit convertie est envoye lunit de distribution dnergie a la sortie du site qui
repartie cette production entre les diffrentes lignes lectriques.
Le pentane vaporis en sortie de turbine entre dans un condenseur (Cd) qui permet au pentaned'abaisser sa temprature et sa pression et de lui redonner sa forme liquide. Pour la plupart des units,
le condenseur est air (c'est dire qu'il refroidit le fluide grce l'action de l'air sur un changeur) mais
on trouve galement des changeurs eau sur le site. L'eau froide provient alors de tours de
refroidissement (ouvertes). Les condenseurs air, moins efficaces, permettent nanmoins des
conomies d'eau. L'activit des condenseurs air est ralentie le jour cause de la chaleur mais la
fracheur nocturne permet de rcuprer les calories perdues dans la journe.
La pompe (P) qui se trouve en sortie de condenseur et a l'entre du pr chauffeur permet la circulation
du fluide au sein de cette boucle.
Les photos suivantes ont t prises sur une seconde unit et permettent d'avoir une ide de l'aspect
externe des diffrents lments du cycle de production.
Eva orateur
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Pr chauffeur
Alternateur
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Transformateurs Unit de distribution
Puits de production et de
rinjection
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A noter galement que chaque unit possde
un gnrateur de dmarrage ncessaire en cas
d'incidents pouvant survenir lors de gros orages
ou lors d'oprations de maintenance.
La maintenance concerne surtout les
changeurs qui sont rgulirement victimes de
corrosion.
La disposition des quipements pour chaque unit est la suivante :
On remarque la dualit des installations, ceci sans doute pour des questions de maintenance et de
secours disponible en permanence en cas de dysfonctionnement de certains quipements.
La dure de vie des quipements du site est d'une trentaine d'annes de faon gnrale. La ressource
gothermique, lorsqu'elle est exploite n'est pas ternelle non plus et sa dure de vie dpend de sa
frquence d'utilisation (quelques dizaines a plusieurs centaines d'annes).
Cd
V & PH
V & PHV & PH
V & PH
T & G T & GCd
Wells
Aller
Retour
Btiment de
Sous-station
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Lorsqu'on quitte l'usine, on peut apercevoir les batteries de condenseurs depuis la route. Le site se fond
assez bien avec l'environnement.
Pour les dtails techniques et les chiffres lis linstallation, se reporter aux sites internet suivants :
Wikipedia - explication du cycle binaire :http://en.wikipedia.org/wiki/Binary_cycle_power_plant
Wikipedia - information sur la ressource geothermale Steamboat Springs :
http://en.wikipedia.org/wiki/Steamboat_Springs_Nevada
Ormat:http://www.ormat.com/businesses.php?did=25
Autres sources :
http://www.onlinenevada.org/Steamboat_Springs_Geothermal_Field
http://www.unr.edu/geothermal/
http://en.wikipedia.org/wiki/Binary_cycle_power_planthttp://en.wikipedia.org/wiki/Binary_cycle_power_planthttp://en.wikipedia.org/wiki/Binary_cycle_power_planthttp://en.wikipedia.org/wiki/Steamboat_Springs_Nevadahttp://en.wikipedia.org/wiki/Steamboat_Springs_Nevadahttp://www.ormat.com/businesses.php?did=25http://www.ormat.com/businesses.php?did=25http://www.ormat.com/businesses.php?did=25http://www.onlinenevada.org/Steamboat_Springs_Geothermal_Fieldhttp://www.unr.edu/geothermal/http://www.unr.edu/geothermal/http://www.onlinenevada.org/Steamboat_Springs_Geothermal_Fieldhttp://www.ormat.com/businesses.php?did=25http://en.wikipedia.org/wiki/Steamboat_Springs_Nevadahttp://en.wikipedia.org/wiki/Binary_cycle_power_plant