Petite turbine hydroélectrique 12V sur un cours d'eau

[Boblamouche]

Bonjour,

Je suis tombé sur votre forum après quelques recherches, et je me suis dis que votre avis nous serait d'une aide précieuse.

Avec un copain, on voudrait fabriqué une petite turbine hydroélectrique 12V (alternateur de voiture) fournissant approximativement 1,voire 2A ou plus si possible.
la turbine alimenterait une batterie qui ferait tampon.
nous voulons alimenté un éclairage (une cabane plus l'extérieur), et un poste radio de voiture.

Les contraintes sont les suivantes:

-Budget nul (ou presque, on fait que de la recup')
-Dans un souci écologique et de beauté de l'endroit, le système alternateur/turbine doit être amovible (pour l'enlevé quand on y est pas par exemple)
- Le passage de l'eau doit être naturel (barrage naturel) ou un passage amovible aussi.

Les avantages:

- Nous sommes deux et bien motivés
- Le débit de la rivière est assez conséquent (je vais essayé de mettre un photo si vous voulez)
- Nous sommes bricoleurs

Nous aimerions savoir comment on pourrait si prendre, si il nous faut démultiplié le mouvement, quel type de turbine fabriqué et avec quel matériaux...

[Christophe]

- Le débit de la rivière est assez conséquent (je vais essayé de mettre un photo si vous voulez)

C'est par là qu'il faut commencer: un débit sans pression de fourni

La puissance hydraulique d'un débit Q avec une pression H (comme Hauteur d'eau) est le suivant:

P = Q*1000*H*9.81

Avec Q = débit en m3/s
H = hauteur en m d'eau

Exemple: un cours d'eau de 100L/s et une chute de 1m va fournir une énergie potentiellement récupérable de:

P = 1 * 100 * 1 * 9.81 = 981 W à condition de capter 100% du débit et d'avoir des rendement machine de 100%

Dans la réalité :tu peux diviser par 2 ou 3 (rendement roue à aube + alternateur + % de débit captable).

Regarde ceci: https://www.econologie.com/forums/construire ... t2820.html

ps: sujet déplacé dans autoconstruction

[Boblamouche]

Merci.

J'avais déjà vu le sujet. Mais l'installation que nous voulons faire est beaucoup, beaucoup plus petite, c'est pour cela que j'ai ouvert un autre sujet.

sinon pour avoir une idée, voici le théâtre des opérations:



Niveau débit, il est variable au cours des saisons (logique) la photo ci dessus représente le débit "normal" en été. Niveau chute, il n'y en a très peu comme vous pouvez le constaté. On comptait juste exploité le courant de la rivière en construisant une glissière naturelle pour concentré le débit à un endroit précis. Une sorte de chute, non?

Et, comment savoir le débit d'une rivière comme celle-ci?

PS: merci pour le déplacement du sujet, j'ai posté un peut trop vite!

[lejustemilieu]

je me pose une question:
Faire un petit barrage?....c'est légal ? et les petits poissons, ils passeront comment?
Disons que le coté légal je m'en balance, mais les petits poissons ?

[Boblamouche]

C'est pas un barrage bétonné mais en pierres "seches" avec les rochers récupérés dans le lit de la riviere... rien d'énorme et de permanent, qui partira à la première crue...

Bref, le poissons auront aucun mal a passer

[Christophe]

Regardes ces calculs: http://www.pfgtechnologie.be/Energie/Eo ... /index.htm

Dans ton cas il faut absolument connaitre la vitesse moyenne du ruisseau (je dirais 5km/h max? qu'en penses les spécialistes?).

Apres tu pourra estimer quelle surface de "pression" (ou si tu préfere de contact avec l'eau) tu aura besoin en faisant le raisonnement suivant à l'envers:

Données:

Rappel: (10 Newtons = environ 1 Kg)(1N/m² = 1 Pascal)

un vent de 100 Km/h (27.7m/s) sur une surface de 1m² nous donne une pression de:

p = 1.293 x 27.7²/2 = 496 N/m² soit environ 49.6 Kg sur 1m²

une pale = 0.7 m²

F = p x S = 496 x 0.7 = 347.3 Newtons (avec K = 1)

Revenons à notre éolienne:

Masse volumique de l'air au niveau de la mer : 1.293 kg/m³
Surface d'une pale = 1 x 0.7 = 0.7 m²
Coefficient de pénétration = environ 0.3 côté circulaire ext. et 1.4 côté circulaire int. Le coefficient de pénétration ou Cx est parfois supérieur à 1 car il tient compte de la dépression au dos de la surface. Les éoliennes à pales sont plus performantes pour cette raison, la force motrice est due à 1/3 par pression et 2/3 par dépression.
Prenons un vent de 36 km/h soit 10 m/s
Vitesse circonférentielle moyenne des pales = 1/2 soit 5 m/s car de la vitesse du vent, il faut déduire celle de l'éolienne.

F1 = 0.3 x 1.293 x 0.7 x 5²/2 = 3.39 N
F2 = 1.4 x 1.293 x 0.7 x 5²/2 = 15.84 N

P = C x W puissance = couple x vitesse angulaire

C= F x L couple = force x bras de levier moyen

= (15.84 - 3.39 ) x 0.35 = 4.36 Nm

V = 5m/s
W = v/R = 5/0.35 = 14.28 rad/s vitesse angulaire = vitesse / rayon de rotation

P = C x W = 4.36 x 14,28 = 62.22 W pour 36 Km/h de vent
249 W pour 72 Km/h de vent

[Christophe]

Bon j'ai pas pu m'empecher de faire une estimation.

Je suppose:
- courant à 5 km/h soit V=1,39 m/s
- rayon de la roue à aube soit R=0.2 m
- et qu'une une seule aube motrice l'est en permanence
- on néglige les frottement dans l'air

Vitesse angulaire:
W = V/R = W = 1,39/0,2 = 6,95 Rad/s

Pression motrice :
p = 1000 * 1,39²/2 = 966 N/m²

Puissance motrice :

P = SCx*p*R*W

Avec S = Surface immergée en m² et Cx = coef de pénétration de la pale, assimilé à une plaque qui fait environ 1 (d'apres ce que j'ai lu sur le net).

Soit P = SCx*p*R*W d'où S = P/(Cx*p*R*W)

Dans ton cas, disons que tu aurais besoin de 40W motrice (compte tenu du rendement et des approximation).

On trouvera donc: S = 40 / (1*966*0.2*6,95) = 0,006 m² soit 300cm² immergé par pale.

Pour obtenir 40W théorique (20W en pratique avec les rendements) avec 5km/h d'écoulement d'eau, tu devrais donc construire une roue à aubes de 20 cm de rayon avec 300cm² de surface motrice. Par exemple avec des aubes de 30 cm de large, ca ferait 10 cm immergés.

J'ai bon les zamis? Rah tu me donne envie d'essayer maintenant! On a la chance d'avoir un ruisseau en bordure de jardin, cf : https://www.econologie.com/forums/belier-hyd ... t5268.html
Parce que mine de rien y a plus de potentiel que je pensais!!


Si j'arrive à faire une roue à aube qui fait 100W (pas irréalisable d'apres ces calculs) 24/24h ca ferait pas mal d'énergie sur une année (au moins de quoi alimenter 1 pc!)...reste à rendre cette énergie "utilisable"...et faire un truc fiable!

[Boblamouche]

excellent! merci pour ta réponse! (et désolé de répondre si tard mais je n'ais pour l'instant pas accès au net en semaine)

Je voulais faire quelques calculs mais je ne savais pas par ou commencé...

Ton estimation me parait très réaliste. Mais ne pourrait on pas augmenté le rayon de la roue, par exemple 30cm, afin d'augmenter le couple et par conséquent la puissance?

Si on arrive a dévier une partie du cours d'eau, afin de concentré le courant dans une goulotte, et derrière créer une petite chute d'eau (en creusant le lit de la riviere pour positionné la roue au plus bas) on pourrait obtenir une vitesse accrue.

Il y a aussi quelque chose que je saisis pas très bien:

de ces deux procédés, lequel me conseillez-vous?



ou bien:



le premier procédé me parait plus performant (j'ai vu sur un site un modèle de roue à aube comme sa mais en beaucoup plus gros)...

[Hic]

excellent! merci pour ta réponse! (et désolé de répondre si tard mais je n'ais pour l'instant pas accès au net en semaine)

Je voulais faire quelques calculs mais je ne savais pas par ou commencé...

Ton estimation me parait très réaliste. Mais ne pourrait on pas augmenté le rayon de la roue, par exemple 30cm, afin d'augmenter le couple et par conséquent la puissance?

le premier procédé me parait plus performant (j'ai vu sur un site un modèle de roue à aube comme sa mais en beaucoup plus gros)...

Salut Boblamouche
Pour compenser le manque de performance d'un système
" au fil de l'eau ",
il suffit de multiplier le nombre de roue à volonté
pour augmenter la puissance globale ,
avec un minimum de perturbation pour l'environnement
AuRevoiR

[renaud67]

Bonjour,
j'ai déjà du collé ce lieu là quelque part mais faute de le retrouver
http://www.moreau-fr.net/proto/turbine/index.html
voilà
bonne réalisation ...