Construire sa propre centrale hydraulique

[CYRILR]

Bonjour,

Je suis nouveau sur ce forum. Je travaille depuis un certain temps déjà à un projet de centrale hydraulique personnelle.
Je me suis dit que je ne dois pas être le seul à méditer/travailler un tel projet. J'ai déjà trouvé beaucoup d'informations sur la remise en service d'anciens moulins à vocation électrique mais je n'ai rien trouvé sur des projets de nouvelles installations hormis quelques réalisations de toutes petites puissances faites dans des pays en voie de développement.

J'espère que ce message pourra aussi permettre de regrouper toutes les informations nécessaires pour de tels projets et que ça puisse donner des idées à d'autres.
Certaines utopies d'aujourd'hui ne sont que la réalité de demain

Voici donc quelques caractéristiques de mon projet projet.
Localisation : Vallée de la rivière Montmorency, Sainte-Brigitte-de-Laval, Québec.
Dénivelé du terrain : 50 mètres
Dénivelé de la rivière 14 mètres dont +/- 7 mètres exploitable
Taille du terrain :25 ha
Débit à l'étiage : 40 m3/s mais peut monter à
300 m3/s en moins de 10 heures
Besoins énergétiques estimés : +/-7 kw

Les ennuis :
J'ai un budget de +/- 10 000 can$
La prise d'eau est dans une zone encaissée de +/- 5 mètres dépourvue d'accès. Faut donc oublier la gravité simple sans dynamitage donc $$$
Glace et neige assurée au moins 6 mois par an.
Je n'ai que 2 bras
Il faut que le tout soit opérationnel pour la mi 2007

Les petites joies :
J'ai un budget de 10 000 can$
J'ai beaucoup de bois à ma disposition.
J'ai quant même 2 bras et quelques amis
J'ai aussi une sacré tête de mule
J'ai de la disponibilité à temps plein pour tout faire.

Y a aussi une maison à construire.
Aucune intention de revendre de l'électricité mais je veux pouvoir grossir le projet dans quelques années si nos enfants décident de se construire à coté de Papa et Maman

Voilà donc. Infos, idées, coups de gueule, conseils, commentaires, retour d'expérience bienvenus.


A+

CYRIL

[exceed]

Salut collègue galèrien....

Que recherches-tu exactement comme infos ?

Est-ce que tu veux être 100% autonome ?
As-tu déja fait le choix de la technologie que tu vas employé (asynchrone ou synchrone) ?
Concernant le froid, il faut enterrer la conduite si tu veux pouvoir produire en saison froide, voir toute l'année....la profondeur d'enfouissement dépendra du climat....
Mon idée (conseil), ça serait d'opter comme moi pour la production avec moteur asynchrone avec une régulation de charge. Les résistances de charge pourraient t'aider à chauffer le local où ce trouve la géné....enfin, y a d'autres options mais vu tes moyens, va falloir la jouer serrée !

Je vais te mettre quelques liens...

http://www.canren.gc.ca/prod_serv/index ... &PgId=1327
http://membres.lycos.fr/kromm/asynchrone.html
http://microhydropower.net/mhp_group/po ... _main.html
http://www-edu.gme.usherb.ca/~eaumaniterre/Signets.htm

Le post me concernant...
https://www.econologie.com/forums/produire-s ... t1337.html

A+ Serge.

[CYRILR]

Bonjour Serge et merci de la réponse,

Ce que je cherche comme infos c'est vaste mais ça touche surtout :
- de l'aide sur les aspects conceptuels reliés à la configuration du terrain. (Je vais tâcher de rédiger avec un peu plus de détails les contraintes physiques, administratives et environnementales du projet)
- de l'aide sur les aspects techniques ( je suis assez beaucoup néophyte en électricité. J'ai des bons copains mais des fois ça suffit pas )
- du retour d'expérience en constuction de ce genre de projet
- et tout ce qui peut passer dans la tête du lecteur de ce tread et qui pourra être utile pour moi ou pour d'autres.

Pour l'autonomie, c'est oui. À terme, je vise le 100% mais je suis disposé à quelques compromis pendant la phase de réalisation.

Technologie synchrone ou asynchrone
Je ne sais pas du tout. Voilà l'exemple parfait de question que j'ai essayé de régler mais que je n'ai pas encore solutionnée faute de connaissances techniques et pratiques. Je ne veux pas à avoir à renouveller mon parc de moteurs domestiques pour m'adapter à une source de courant non conventionnelle.
Ici on tourne sur du 110v/60 cycles. Ici, il est aussi d'usage de fonctionner avec du 220v pour le chauffage, l'eau chaude, le séchage du linge et la cuisson des aliments. Dans mon cas, on oublie le 220v car je vais m'installer avec des alternatives énergétiques pour tous ces items (foyer de masse, solaire et gaz pour la bouffe).
Voilà pourquoi la réponse est : je ne sais pas
Question : ce choix de technologie est-il réversible ?Si oui, cette réversibilité a-t-elle des conséquences pratiques et financières qui rendent le changement faisable mais irréaliste ?

Pour le froid
Là, on se met les pieds dans une contrainte et ça se complique. J'ai une norme environnementale à respecter. Pas le droit de construire ou de toucher à quoique ce soit sur une distance de 50 m du bord de la rivière. Donc en théorie, pas de bétonnage, de bûchage, de creusage qui pourrait affecter la bande riveraine de 50 m. Dans la pratique, y a de la tolérence mais pas beaucoup. Donc il faut penser light, de la rivière jusqu'à la conduite forcée. Actuellement, je mijote l'option de 2 tuyaux plastiques de diamètres différents emboités et muniés d'une couche d'isolant entre les 2. Faut que ce soit déposé, amovible si contestation et autant que possible discret visuellement.

J'ai aussi un os de coincé dans les dents: la situation topographique de la prise d'eau. L'endroit où se fera la prise d'eau est encaissé de +/-5 mètres. Pas de route pour s'y rendre donc pas de machinerie. Faut cuisiner une solution réaliste au jus de coude, humain ou animal à la rigueur. Par contre, pas besoin de désableur, l'endroit est une fosse dans un coude de rivière avec très peu de contre-courant. C'est toujours ça de gagné.
À cause de ça, je mijote des solutions en capitalisant sur les conditions du terrain plutôt que de chercher à me battre avec.
Donc, je me gratte de remonter l'eau dans un étang en la pompant avec un bélier hydraulique ou avec une pompe mécanique qui prendrait sa force dans le courant et de faire partir la conduite forcée de l'étang jusqu'en bas. J'ai un maximum de 50 mètres utilisables. Ça devrait régler un certain nombre de choses notemment au niveau de la régulation de charge, non ?

Dans les prochains jours, je vais tâcher de faire quelques photos du site d'implantation histoire de faciliter le compréhension.

Questions :
Pourquoi asynchrone (je suis nul en électricité, vraiment nul )
Régulation de charge, ça implique quoi physiquement parlant ? Une machine genre transfo, une vanne automatique ? De ce que j'ai pu vaguement comprendre sur ton tread, ça semble être une méchant mal de dents.

Les options je suis toujours prenneur. À priori, je ne me créé pas d'interdit, je préfère règler les problèmes si nécessaire

J'aime bien tes liens, plusieurs que je n'avais pas

A+

CYRIL

PS: désolé pour les fautes, je corrige celles que je peux trouver mais je suis plus habile avec un marteau

[Andre]

Bonjour
je connais un Gars sur la riviere St Maurice en haut de Shanwinigan qui a un sytéme semblable ,mais il marche en DC
Mal commode il est preferable de te trouver une géneratrice
A Drumonville il y en a pour les cultivateurs mettre derreire un PTO
elle fournisse du 220 volts et 110 v 60hz elle tourne a 1800 rpm
Informe toi chez Drumond géneratrice. le long de la 20
Pour la turbine c'est quoi tu veux utiliser ? une ville pompe a eau
turbine centrifuge ? possiblement que tu serat obliger de poser une transmition pour augmenter les rpm de la turbine pour avoir les 1800 rpm a l'alternateur.
Fouille chez les gars de bateaux il y a parfois des beaux alternateurs de 10kw
Pour la prise d'eau la glace et le frosie sur les grilles d'entrée pose probléme particulierement au mois de mars quand les glaces fonde et que la temperature de l'eau change
c'est un gros projet tout dépend de la puisance que tu envisage
c'est loin des chuttes Mont Morency ?
Si tu est loin de l'hydro et que tu n'as pas acces au reseau il te faut un alternateur si tu part avec l'option assynchro c'est un simple moteur éléctrique que tu branche sur le reseau et que tu fait tourner plus vite que sa vitesse, mais tu n'est pas autonome et tu risque d'avoir des emerdes avec le gars de l 'hydro! informe toi par un intermerdaire au cas ou tu decide de faire a ta guise. parceque tu vas faire tourner le compteur a l'envers et elle n'aime pas bien cela, la petite madame qui vient relever
A ta place je choisirais un alternateur a partire de 5 kw il sont tous 220 volts et 2 x 110volts , il suffit d'avoir une vanne de régulation sur le débit d'eau pour maintenir la vitesse approximative de 55hz a 65 hz ou tu t'organise pour avoir une charge constante plus d'ajustage.

André

[exceed]

Salut,

Ce que je te dis n'est que le résultat d'un an de recherche...concernant l'utilisation d'un moteur asynchrone en générateur....

La différence principale entre synchrone et asynchrone....à part la technologie, c'est le prix et la fiabilité !!!
Vu que tu es limité sur ton budget....vaut mieux partir sur des solutions éconiquement intéressantes.
Je suis dans le même cas que toi...en pire mais je possède déja la turbine...et une turbine, c'est pas cadeau !!!
Tout le monde ou presque, va te dire en site isolé, non relié au réseau, il te faut une génératrice synchrone comme alternateur....en France, je vais dire que c'est presque 100% des cas...sauf que moi, étant "radin"....non, je déconne ! Mais près mes sous, j'ai fait pas mal de recherche sur les solutions alternatives car en faisant comme tout le monde, il faut partir sur une somme de 1500€ du Kw produit...si tu veux 10Kw...ça fait 15000€ !!!!!!!! C'est sur que ça fonctionnera mais à quel prix !!!
Sans compter sur la maintenance nécessaire des génératrices synchrones....y a des moments, je me demande si ce n'est pas fait pour passer l'envie aux gens d'investir dans la production hydroélectrique....
La technologie que je compte utilser, est employée dans les pays sous développés où les budgets sont très serrés...je ne sais pas si tu vois où je veux en venir....
L'utilisation du moteur asynchrone monté en génératrice est possible même sur site isolé !!! ça, il faudra que tu t'en persuades si tu ne veux pas te ruiner !!!!
Le principe est très simple...tu fonctionnes en débit (d'eau) constant de façon à pouvoir fournir la puissance maximum que tu as choisi de produire...Exemple 10Kw...si tu n'utilises pas toute cette énergie, un régulateur de charge commute via un circuit électronique sur des résistances, l'énergie non utilisée. ça ressemble à du gaspillage mais c'est de l'énergie propre et gratuite !
Pour que ton moteur asynchrone puisse fournir de l'énergie, sans raccordement au réseau, il faut lui raccorder une batterie de condensateurs, un régulateur de charge (ou IGC), des résistances de délestages (style résistances de machine à laver) !!! C'est tout...pas besoin de vannage spéciale sauf pour fermer l'arrivée d'eau (sécurité et maintenance)....
Au niveau économique :
- un moteur asynchrone se trouve très facilement d'occasion ou neuf (moins cher qu'un moteur synchrone).
- Des condensateurs que l'on trouve dans les armoires industrielles. (valeurs à calculer suivant les besoins)
- le régulateur de charge (lien humbird.zip) vaut en se le fabriquant soit même dans les 150$ ....Je manque encore d'info car je n'arrive pas à traduire le dossier de fabrication...à la vente, dans les 900$....
- les résistances....quelque $ chacunes !!!

Voilà....

Pourquoi:
A part le prix....
Moteur asynchrone industrielle beaucoup plus fiable et sans entretien (à part les roulements...en général, 100000 heures!)
Les condensateurs...aucun entretien !
Le régulateur...normalement très fiable si bien fabriquer....réactivité très rapide...très bonne régulation de la tension...etc ! Inconvénient...l'électronique pour ceux qui ne maitrisent pas ou qui ne parlent pas anglais (comme moi).
Les résistances...aucun entretien !!! Il faut les disposer dans un bain d'eau ou autre afin d'avoir à éviter de les refroidir....

Mais tout ceci n'est que mon avis et je pense que beaucoup de monde te dira le contraire....dommage que cette technologie ne soit pas plus plébicité en matière de production autonome....

Pour ce qui est de l'implantation de ta conduite forcée...là, ça va être à toi de voir....ça n'a pas l'air simple mais il faut que tu prennes ton temps afin de bien anticiper les problèmes...il y a presque toujours une solution !

Je te rapelle que pour calculer ta puissance hydraulique disponible, la formule est :
P(hyd) = hauteur de chute (en m) x débit (en m3/s) x 9.81

Si tu veux avoir de la marge et être dans le juste, je calcule en utilisant 6.5 à la place de 9.81....je vais te donner un exemple:
- Admettons que tu as :
hauteur de chute = 7m
débit = 600L/s ou 0.6m3/s

tu as :

P(hyd) = 7 x 0.6 x 9.81 = 41.2 Kw (puissance mécanique hydraulique)

Avec ma formule aproximative, tu obtiens :

P = 7 x 0.6 x 6.5 = 27.3Kw Ce chiffre correspond à la puissance produite utilisable !!!

Bien sur, ce n'est qu'un exemple....

Dans ton cas, il va falloir procéder à l'envers.
Toi tu veux pouvoir utiliser 7 kw, tu veux aussi avoir la possibilté d'augmenter cette production au cas où du "monde" vient s'installer proche de chez toi....
Il te faut connaitre exactement la hauteur de chute. Cette hauteur, dans le cas d'une conduite forcée, se situe en la prise d'eau et le niveau de refoulement en sortie de turbine (canal de fuite).
Tu auras quelques calculs à faire pour déterminer le diamètre de ta conduite ou de tes conduites...avec la formule Q(débit) = S(section) x V(vitesse)...
Admettons que tu ais besoin de produire 15Kw maximum (7 ou 8 pour toi, le reste pour qui tu veux)...
Tu reprends ma formule à l'envers pour calculer le débit max que tu as besoin....tu me suis....
Alors tu veux 15kw = 6.5 x Qmax x ta hauteur de chute (prenons 7m)
Donc Qmax = 15: (6.5 x 7) = 0.33 m3/s Et voilà...simple comme bonjour !!!!
Merde, il te reste encore à calculer le diamètre de ta conduite.....
Comment on fait ?
On ne connait pas la vitesse....d'autres t'expliqueront comment la calculer mais tu ne seras pas loin de 1m/s....crois moi!
Alors pour obtenir la section S :
tu fais S = Q : V = 0.33 : 1 = 0.33 m² Tu me suis tjs ???

Maintenant, tu n'as plus qu'à te démerder pour la prise d'eau et la conduite...va falloir sortir la pelle si tu ne peux pas l'enterrer, et la recouvrir d'un bon tas d'humus pour la garder au chaud....une idée comme ça...ou du fumier !!!! C'est peut-être mieux si tu ne veux pas de voisin...

Je ne sais plus où j'en suis...Ah oui, ma formule tiens compte des pertes de charge Etc....

Il te reste aussi le choix de la turbine....donc par rapport à tes caractéristiques...ça ne sera pas une pelton...je vois certainement une petite kaplan ou une crossflow ou une francis....comme me !!!

A+ Et surtout, reste au chaud !!!

Serge.

[Andre]

Bonjour Exceed

Cela m'interesse de savoir la géneratrice assychrone avec des condensateurs ou sont il connecté ? et c'est quoi l'excitation de dépard ?
On a le moteur diesel de 75 hp il manque la géneratrice !

Normalement les moteurs monophasés ont un bobinage de starter avec un condensateur en permanece sur le bobinage est ce de cela que tu parle ?
Le hic quand tu recherche un moteur assychrone de taille moyenne 10kw, ici c'est presque exclusivement triphase et en 550volts
pour faire une géneratrice qui repond a l'usage Americain c'est monphasé 2 bobinages serie 110vots= 220vots ,la on peut l'utiliser sur du domestique sans rien changer.
l'autre methode c'est de prendre un moteur assychrone triphasé 220 volt et utiliser une phase pour l'exiter avec du courrant du secteur ou un ondulateur, mais je ne m'avancerai pas la dessus il faut que je fasse des tests..
Car je suis ausi a la recherche d'une géneratrice puissant 30kw
en moteur assynchrone facile a trouver,
Pour un alternateur de 5 a 7 kw cela se trouve, pas trop chere
en ocassion.
Cette semaine je vais en chercher une géneratrice avec un diesel 2 cylindres juste pour mes experiences de panton un banc d'essaie
Je vais apprendre plus que sur les auto plus besoin de faire 400km
directement dans mon garage ! (Voltage et amperage c'est precis)
en esperant que ce n'est pas trop bruyant ..

André

[exceed]

éditer.

[exceed]

Salut André,

C'est effectivement sur un moteur triphasé....suivant la tension, il faudra ou non, utiliser un transfo...
Il faut dire que je parle bien de production en site isolé, donc sans raccordement réseau existante.
C'est les condensateurs qui servent pour l'excitation...Pour les détails, je ne suis pas assez technique pour l'expliquer..il faudrait que je refasse des recherches pour vous l'expliquer sans erreur.
[img]Quelqu'un a fait des essais pour moi, sur des moteurs tri 400v et la géné accroche super bien et ne décroche pour ainsi dire pas...

Quelques photos qui traitent du sujet et des tests qu'on a fait pour moi...Merci Denis !



une autre possibilité de branchement que nous n'avons pas encore tester...



L'adjonction de capacités en séries permet de maintenir, même en cas de charge déséquilibrée, une tension constante aux bornes de la génératrice.

Il est aussi possible de produire du monophasé avec un moteur triphasé avec un montage C-2C...faut que je retrouve l'info, si ça vous intéresse...ça sera certainement la solution que je vais employé pour m'éviter de refaire tout mon circuit électrique...















Montage en tri....



Montage en mono....

[Andre]

Bonjour,
Merci pour les informations
je vais faire quelques tests pour trouver la bonne valeur des condesateurs qui normalement ont une tolerence mini a respecter
lE principe de passer la charge au travers des condesateur dans le montage No 2 pas trés vivable avec une grosse machine
plutot chercher a balancer la charge sur les 3 phases.
Pour usage monphasé autant laisser une phase pour la regultion avec charge
Ces genre de moteur j'en ai 2 sous la mains un Toshiba de 10hp
220/440 triphase 1750rpm 60 hz et un autre GE 15 hp 3600 rpm aussi 220/440 celui la direct sur un diesel pourrait etre interessant
a 3550 rpm le moteur est dans toute sa puissance et dans son couple !
Mais je vais tester avec un petit monophasé , avant de me lancer dans ce gros montage !
Mon petit montage panton a un moteur de 0,5 hp pour le faire démmarrer je vais lui mettre des condesateurs pour voir ce qu'il peut débiter, je vais pouvoir éliminer ma géneratrice DC de charge

André

[exceed]

Re,

Je viens de me relire....ça va !!!
J'ai pas trop raconté de conneries....

Au fait déconnez pas, les infos sur la production autonome sur site isolé sont rares....ce n'est pas tout le monde qui veut se faire des €€€ !!!

A+ Serge.

PS: Si quelqu'un connait des personnes ou à des liens sur les productions autonomes isolés sans raccordement au réseau...n'hésitez pas....
Merci