Eolienne thermique ?

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sicetaitsimple
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Re: Eolienne thermique ?




par sicetaitsimple » 31/05/23, 15:02

BaudouinLabrique a écrit :J'ai regroupé dans un seul PDF avec des mises à jour récentes tout ce que j'ai pu rassemblé à propos de l'éolienne thermique : https://www.retrouversonnord.be/Systeme ... ulique.pdf


Je ne vais pas commenter le texte, mais a minima tu devrais modifier le titre du document "Système éolien de production de chaleur directe utilisant l’effet joule (chaleur produite par frein hydraulique)"
A moins qu'un système de frein hydraulique soit désormais qualifié de système à "effet Joule", ce qui m'aurait échappé....
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Re: Eolienne thermique ?




par BaudouinLabrique » 31/05/23, 15:21

sicetaitsimple a écrit :
BaudouinLabrique a écrit :J'ai regroupé dans un seul PDF avec des mises à jour récentes tout ce que j'ai pu rassemblé à propos de l'éolienne thermique : https://www.retrouversonnord.be/Systeme ... ulique.pdf


Je ne vais pas commenter le texte, mais a minima tu devrais modifier le titre du document "Système éolien de production de chaleur directe utilisant l’effet joule (chaleur produite par frein hydraulique)"
A moins qu'un système de frein hydraulique soit désormais qualifié de système à "effet Joule", ce qui m'aurait échappé....



Passage repris d'un texte que j'avais mis déjà en lien :

"L’éolienne à frein hydraulique"

"La version « classique » d’une éolienne productrice de chaleur convertit directement l’énergie cinétique de rotation en chaleur en créant une friction dans l’eau, via l’utilisation d’un dispositif appelé « frein hydraulique » ou encore « machine de Joule ». Un générateur de chaleur basé sur ce principe s’apparente tout simplement à un mixer ou une roue à aube à énergie éolienne, insérée dans un réservoir d’eau calorifugé (c’est-à-dire isolé thermiquement). Du fait de la friction induite dans les molécules d'eau, l’énergie mécanique transmise par les pales y est convertie en chaleur. L’eau ainsi chauffée peut alors alimenter un bâtiment pour le chauffage ou le lavage du linge et le concept pourrait aisément être transposé à des usines dont les process industriels requièrent des températures relativement basses. "
https://solar.lowtechmagazine.com/fr/20 ... dmill.html
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Re: Eolienne thermique ?




par sicetaitsimple » 31/05/23, 17:42

Confusion entre "machine de Joule", qui a permis de démontrer la relation entre travail mécanique et production de chaleur, ce qui effectivement est bien le principe d'une "éolienne thermique"....
et "effet Joule", qui est la production de chaleur liée au passage d'un courant dans un conducteur, ce qui serait exactement le contraire, c'est-à-dire une éolienne électrogène qui chaufferait de l'eau via des résistances!

Mais tu peux laisser ton titre comme il est, personnellement ça ne me gène pas, simplement il ne veut rien dire!
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Re: Eolienne thermique ?




par BaudouinLabrique » 31/05/23, 18:19

sicetaitsimple a écrit :Confusion entre "machine de Joule", qui a permis de démontrer la relation entre travail mécanique et production de chaleur, ce qui effectivement est bien le principe d'une "éolienne thermique"....
et "effet Joule", qui est la production de chaleur liée au passage d'un courant dans un conducteur, ce qui serait exactement le contraire, c'est-à-dire une éolienne électrogène qui chaufferait de l'eau via des résistances!
Mais tu peux laisser ton titre comme il est, personnellement ça ne me gène pas, simplement il ne veut rien dire!


Certes le mot de "'machine joule" plutôt que "effet joule" aurait été plus approprié (comme dans un des textes de références sur le croquis en première page : https://solar.lowtechmagazine.com/fr/20 ... dmill.html

Par souci de clarté, j'ai donc adopté le titre suivant dans le document réalise : "Système éolien de production de chaleur directe
utilisant la chaleur produite par frein hydraulique
"
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Re: Eolienne thermique ?




par BaudouinLabrique » 01/06/23, 17:48

P.S.

La remarque judicieuse de sicetaitsimple m'a permis de clarifier ce qui suit.

En fait, il y a eu confusion entre "effet joule" (électricité) et l''effet (par frein hydraulique) produit par la machine du même Joule,mais dans une autre expérience :

« L'expérience de Joule [”Joule machine”] est une expérience consistant à agiter un fluide en lui fournissant un travail connu et à mesurer l'élévation de température qui en résulte par frottement visqueux [ou frein hydraulique].
Réalisée originellement par James Prescott Joule, le fluide étant de l'eau et le travail fourni par la rotation de pâles entraînées par la chute d'une masse [ici par le mouvement de l’éolienne], l'expérience a mesuré l'énergie qu'il fallait fournir à 1 g d'eau pour élever sa température de 1 °C. Plus généralement, elle a permis d'établir l'équivalence entre travail (énergie mécanique) et chaleur (énergie thermique). ».
(Cf. https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_de_Joule)

En fait, le découvreur de" l’effet joule" ("manifestation thermique de la résistance électrique qui se produit lors du passage d'un courant électrique dans tout matériau conducteur", nous dit Wikipedia, est donc la même personne qui a aussi découvert le système de production de chaleur et qui consisté "à agiter un fluide en lui fournissant un travail connu et à mesurer l'élévation de température qui en résulte par frottement visqueux [ou frein hydraulique]"(Wikipedia) et dont question dans le fonctionnement de l"éolienne thermique

J'ai dès lors adapté le libellé du lien, le titre interne et le contenu de l"étude réalisée et qui est donc le sujet du présent topic : https://www.retrouversonnord.be/Systeme ... ulique.pdf

Merci donc à sicetaitsimple !
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Re: Eolienne thermique ?




par sicetaitsimple » 01/06/23, 18:41

Ce M. Joule a effectivement pas mal œuvré dans le domaine de l'énergie, en reconnaissance de quoi c'est son nom qui a été retenu pour l'unité correspondante dans le Système International d'Unités.
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Re: Eolienne thermique ?




par izentrop » 02/06/23, 01:09

Je n'ai pas suivi l'affaire.
Si je comprends bien : la production de chaleur se fait par courants de Foucault avec un rendement supérieur à 90 %. Mais une éolienne est vraiment rentable qu'à une centaine de mètres au dessus du sol et ça oblige à amener les canalisations de chauffage jusqu'à la machine.

Même bien isolées, le bénéfice du départ se perd dans la complexité de l'installation et dans la longueur des canalisations ?

Un alternateur performant a aussi un rendement de 90%, un radiateur électrique 100 %. Il suffit de prévoir une tension élevée pour utiliser une faible section de cuivre et obtenir de faibles pertes de distribution... plus faibles que de tirer 100 m de tubes de chauffage aller-retour et faudra aussi compter l'énergie nécessaire à la pompe de circulation ?
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Re: Eolienne thermique ?




par Obamot » 02/06/23, 08:58

Ce que je ne comprend pas, c’est comment embrayer la rotation, qui n’est déjà pas facile à faire même dans des fonds de vallées venteuses (comme en Valais ou la plupart du temps les éoliennes simples sont à l’arrêt) j’ai l’impression que la viscosité de l’eau doit freiner le démarrage).
Maintenant le coût, je m’étais renseigné pour la géothermie à moyenne profondeur — qui du coup fonctionne de façon garantie toute l’année, au point que les Suisses sont en train de cartographier leur sous-sol pour en exploiter le gisement — c’est “seulement” autour de 20’000 € pour descendre à -400 m où il règne la température requise 365 jours / an

En moyenne altitude (y’a un fil qui en parle) même pas besoin de forer pour avoir de l’eau chaude sanitaire toute l’année… des panneaux solaires thermiques dans un caisson isolé suffisent.

En revanche l’idée me plait bien pour son concept. Peut-être peut-on rappeler les chiffres de rendement et autres prévisions de production sur un an?
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Re: Eolienne thermique ?




par BaudouinLabrique » 02/06/23, 09:01

izentrop a écrit :Je n'ai pas suivi l'affaire.
Si je comprends bien : la production de chaleur se fait par courants de Foucault avec un rendement supérieur à 90 %. Mais une éolienne est vraiment rentable qu'à une centaine de mètres au dessus du sol et ça oblige à amener les canalisations de chauffage jusqu'à la machine.

Même bien isolées, le bénéfice du départ se perd dans la complexité de l'installation et dans la longueur des canalisations ?

Un alternateur performant a aussi un rendement de 90%, un radiateur électrique 100 %. Il suffit de prévoir une tension élevée pour utiliser une faible section de cuivre et obtenir de faibles pertes de distribution... plus faibles que de tirer 100 m de tubes de chauffage aller-retour et faudra aussi compter l'énergie nécessaire à la pompe de circulation ?

1°Ce ne sont pas des "courants de Foucault" mais l'agitation de l'eau (frein hydraulique) comme dans un mixer ce qui produit alors de la chaleur.
2°Il n'y a pas de pompe de circulation car le mouvement se fait naturellement (de bas en haut cf. croquis dans le dossier)
3° Les tuyaux seront calorifugés et enterrés en plus dans un béton fortement isolé

En lisant le dossier vous apprendrez que cela a permis de chauffer des maisons (l'eau atteint au moins 45°)
Merci de le lire attentivement car vous comprendrai que je ne vais pas passer mon temps à mettre ici ce qui s'y trouve dedans
https://www.retrouversonnord.be/Systeme ... ulique.pdf
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Re: Eolienne thermique ?




par BaudouinLabrique » 02/06/23, 09:18

Obamot a écrit :Ce que je ne comprend pas, c’est comment embrayer la rotation, qui n’est déjà pas facile à faire même dans des fonds de vallées venteuses (comme en Valais ou la plupart du temps les éoliennes simples sont à l’arrêt) j’ai l’impression que la viscosité de l’eau doit freiner le démarrage).

Ca freine certes mais en utilisant un rotor Savonius cela ne pose pas de problème : c'est la meilleure solutions à tous points de vue :
1. le rotor Savonius a l'avantage de tourner bien plus tôt,
2. ne devait être mis qu'à basse altitude de 4 à 8 m,
3. être le mieux adapté en ville car ils profite des vents perturbés et peu importe la direction)
4. permettre de dispose la cuve au sol ou mieux enterrée et calorifugée.

Détails de l'avantage de la Savonius et encore mieux si couplée d'une manière asynchrone à un rotor Darrieus H : un rotor Darrieus H asynchrone (placé plus haut) pour arriver ainsi
à en accroitre le rendement de 20 à 30 %.
(Cf. http://www.retrouversonnord.be/HYBRIDE- ... RRIEUS.pdf).

Maintenant le coût, je m’étais renseigné pour la géothermie à moyenne profondeur — qui du coup fonctionne de façon garantie toute l’année, au point que les Suisses sont en train de cartographier leur sous-sol pour en exploiter le gisement — c’est “seulement” autour de 20’000 € pour descendre à -400 m où il règne la température requise 365 jours / an

Le problème de la géothermie profonde c'est surtout les mouvements de terrain surtout en plaine à cause des changements climatiques ; de plus en Belgique il y a des anciennes galeries de mines et qui font bouger le terrain. Cela entraîne alors la rupture hautement coûteuse des capteurs verticaux.
J'ai une PAC géothermique horizontale et dont le COP (coefficient de performance) est un peu en dessous de celui d'une géothermie verticale (d'ailleurs extrêmement coûteuse et donc l'amortissement se fait alors sur une durée bien plus longue).
N.B. L'éolienne thermique vient judicieusement en renfort de toute PAC (cf. dossier) et cela fait aussi partie de mon projet

En moyenne altitude (y’a un fil qui en parle) même pas besoin de forer pour avoir de l’eau chaude sanitaire toute l’année… des panneaux solaires thermiques dans un caisson isolé suffisent.

Il y a très peu de cas concrets ici en Belgique de PAC en géothermie verticale à cause des risques et du coût

En revanche l’idée me plait bien pour son concept. Peut-être peut-on rappeler les chiffres de rendement et autres prévisions de production sur un an?

RENDEMENT (extraits du dossier):

« La production d’énergie renouvelable est presque entièrement consacrée à générer de l’électricité. Pourtant l'énergie que nous utilisons
le plus est sous forme de chaleur, laquelle ne peut être produite qu’indirectement par des panneaux photovoltaïques ou des aérogénérateurs moyennant en plus un rendement assez faible.
»
(Cf. https://solar.lowtechmagazine.com/fr/20 ... dmill.html)

MEILLEUR RENDEMENT (MOINS DE PERTES)

Sans l’intermédiaire (pénalisant) qu’est la production électrique pour générer de la chaleur,
on encourt dès alors nettement moins de pertes.
En effet, « […] convertir l’énergie éolienne ou solaire directement en chaleur (ou en énergie mécanique) peut avoir un meilleur rendement que lorsqu’une conversion énergétique a lieu.
Cela signifie qu’un nombre moins important de convertisseurs d’énergie solaire ou éolienne
est nécessaire et par conséquent moins d’espaces et de ressources – pour fournir une quantité donnée de chaleur donnée. » (Mise en couleur verte ajoutée)

« […] les éoliennes productrices de chaleur s’avèrent les plus performantes dans des installations décentralisées, dédiées à l’alimentation en chaleur d’un foyer hors-réseau ou idéalement un village, une petite ville, ou encore une zone industrielle. »
« En 2013, une étude portant sur un prototype a permis d’obtenir des résultats similaires,
et a estimé à 91 % le rendement du système
. »
(Cf. http://www.bulipi-eee.tuiasi.ro/archive ... 4_2013.pdf)

De plus, « En comparant ces données avec les besoins en chaleur d’un bâtiment neuf et performant de 120 m² chauffé aux standards modernes de confort, ils sont arrivé à la conclusion qu’une éolienne productrice de chaleur pourrait couvrir de 40 à 75 % des besoins annuels en chauffage (fluctuants selon le niveau de performance énergétique du bâtiment). »
(Cf. https://solar.lowtechmagazine.com/fr/20 ... dmill.html)
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«Il y a ceux qui voient les choses telles qu'elles sont et qui se demandent pourquoi. Moi, je les vois telles qu'elles pourraient être et je me dis : pourquoi pas ! » (Sir Bernard Shaw)
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