TUNE – Urban Duo Turbo for drinking water network

• Unité de recherche: OFEN
• Numéro de projet: SI/502060
• Titre du projet anglais: TUNE – Urban Duo Turbo for drinking water network

Description succincte (Allemand)

Wasserkraft auf bestehenden Infrastrukturen wie Trinkwassernetzen ist in der Schweiz bereits gängige Praxis. Sie ermöglicht die Rückgewinnung eines Teils der in den Druckminderern verbrauchten Energie durch Stromerzeugung. In der Schweiz entspricht dies heute mehr als 100 GWh/Jahr, und ein entsprechendes Potenzial bleibt ungenutzt. Die Duo-Turbo-Turbine wurde kürzlich entwickelt, um dieses Potenzial zu nutzen, insbesondere für Standorte mit starken Druck- und Abflussschwankungen im Alpenraum. Das Ziel des vorliegenden Projekts ist die Entwicklung einer städtischen Version dieser Turbine. Die Turbine wird an einem Pilotstandort installiert und mit einer dynamischen Steuerung ausgestattet, um den Druck in den verschiedenen Zweigen des Verteilungsnetzes aktiv zu regulieren. Gleichzeitig wird ein Teil der erzeugten Energie für die Stromversorgung von Sensoren verwendet, die den Druck und den Abfluss in den verschiedenen Abzweigungen dieses Netzes überwachen, ein Bedarf, der mit dem Konzept der "intelligenten Städte" wächst.

Description succincte (Anglais)

Hydropower on existing infrastructure such as drinking water networks is already a common practice in Switzerland. It allows to recover part of the energy dissipated in the pressure reducers by producing electricity. In Switzerland, it represents today more than 100 GWh / year and an equivalent potential remains unexploited. The Duo Turbo turbine was recently developed to harvest this potential, in particular for sites with significant variations in pressure and discharge in the Alpine region. The goal of the present project is to develop an urban version of this turbine. The turbine will be installed on a pilot site, equipped with a dynamic control to actively regulate the pressure in the different branches of the distribution network. At the same time, part of the energy produced will be used to supply electricity to sensors that monitor the pressure and the discharge in the different branches of this network, a need that is growing with the concept of "smart cities".

Description succincte (Français)

En Suisse, le turbinage d’eau potable sur les réseaux d’adduction est déjà une pratique courante et permet de récupérer une partie de l’énergie dissipée par les brise-charges en produisant de l’électricité, ce qui représente plus de 100 GWh/an, un potentiel équivalent reste encore à être exploité. La turbine Duo Turbo a été développée récemment pour exploiter ce potentiel, en particulier pour des sites présentant des variations importantes de pression et de débit en région alpine. Le but de ce projet est de mettre au point une version urbaine de cette turbine. Elle sera installée sur un site pilote en assurant un pilotage dynamique associé à celui d’un brise charge pour réguler les différentes branches du réseau de distribution. En parallèle une partie de l’énergie produite sera utilisée pour alimenter un système de monitoring en pression et en débit des branches de ce réseau, besoin se développant avec le concept de « smart cities ».

Rapport final (Allemand)

In der Schweiz ist die Turbinierung von Trinkwasser in den Leitungsnetzen eine gängige Praxis, um einen Teil der durch Druckminderer verlorenen Energie durch die Erzeugung von Elektrizität zurückzugewinnen. Diese Produktion beläuft sich auf über 100 GWh/Jahr, wobei ein gleichwertiges Potenzial noch unerschlossen bleibt. Die Turbine Duo Turbo wurde vor kurzem entwickelt, um dieses Potenzial zu nutzen, insbesondere für Standorte in der Alpenregion mit großen Druck- und Durchflussschwankungen. Im Rahmen dieses Projekts wurde eine Stadtversion dieser Turbine entwickelt, um die Entwicklung von "Smart Cities" zu unterstützen. Ein Prototyp wurde in der Kammer von Verney der Gemeinde Pully installiert, um Strom zu erzeugen, der eingespeist oder zur Versorgung eines Überwachungssystems dieses Netzes verwendet werden kann, aber auch um die verschiedenen Zweige des Verteilungsnetzes zu regulieren, indem eine dynamische Steuerung in Verbindung mit der eines Druckminderers gewährleistet wird.

Rapport final (Anglais)

In Switzerland, harvesting the potential of drinking water networks to produce electricity is a common practice. It allows to recover part of the energy dissipated in pressure reducers by producing more than 100 GWh/year of electricity, while an equivalent potential remains unexploited. The Duo Turbo turbine was recently developed to harvest this potential in the Alpine region, for sites with significant variations in pressure and discharge. The goal of the present project is to develop an urban version of this turbine to support the concept of "smart cities". A prototype has thus been installed in the Verney chamber in the municipality of Pully to produce electricity, which can be injected or used to power a monitoring system for this network, but also to regulate the various branches of the distribution network by providing dynamic control combined with a pressure reducer.

Rapport final (Français)

En Suisse, le turbinage d’eau potable sur les réseaux d’adduction est une pratique courante permettant de récupérer une partie de l’énergie dissipée par réducteurs de pression en produisant de l’électricité. Cette production représente plus de 100 GWh/an, un potentiel équivalent reste encore à être exploité. La turbine Duo Turbo a été développée récemment pour exploiter ce potentiel, en particulier pour des sites en région alpine présentant des variations importantes de pression et de débit. Ce projet a permis de mettre au point une version urbaine de cette turbine pour soutenir le développement des « smart cities ». Un prototype a ainsi été installée dans la chambre de Verney de la commune de Pully pour produire de l’électricité, pouvant être injectée ou utilisée pour alimenter un système de monitoring de ce réseau, mais aussi pour réguler les différentes branches du réseau de distribution en assurant un pilotage dynamique associé à celui d’un réducteur de pression.

Documents annexés

• Rapport final_français [PDF] 8'579 kB
• Annexe A – Résultats régimes transitoires [PDF] 1'068 kB
• Annexe B - Diagramme Flux automate noeud Verney [PDF] 265 kB
• Annexe C – Rapports mensuels statistiques d’opération de la turbine [PDF] 2'436 kB