Eolienne Savonius

[Yamatai]

Bonjour à tous,

Je suis un petit nouveau sur le site et je me pose quelques questions. J'ai suivi assez attentivement dernièrement les pérégrinations de cristophe sur sa picocentrale hydroélectrique et yanyan 26 sur sa savonius.

J'ai ensuite pas mal chercher de docs sur ces deux sujets sur le net, à savoir l'hydro et l'eolien.

L'hydro je comprends pas mal comment on peut dimensionner et comment ça fonctionne.
L'eolien j'ai plus de mal.

Je n'ai pas la chance d'avoir un cours d'eau à coté de chez moi donc je me penche sur l'eolien.
La Savonius est la plus simple à fabriquer avec des connaissances en constructions limités et un matériel restreint.

Je cherche tout d'abord comment dimensionner et concevoir cette éolienne.
J'ai donc trouvé quelques formules pour avoir des ordres de grandeur.

La première la puissance max du vent théorique.

P = 1/2*ro*S*(V^3)
Pas de soucis avec cette formule mais c'est évidement impossible et la fameuse loi de Betz donne des ordres de grandeurs selon le type d’éolienne.

Pour une Savonius je trouve une valeur de Cp comprise entre 0,15 et 0,3. Cette valeur est fonction de lambda qui ce décline comme suit :

lambda = (rad.R)/V

Pas de soucis non plus avec cette formule.
Le lambda optimal semble être aux alentours de 1 pour une Savonius.

Mon soucis est de calculé mon Cp max théorique. Les formules que je trouve demande à avoir déjà effectué des essais avec un prototype.
Pour avoir un prototype le plus efficient possible j'aimerais la calculé avant réalisation.

Formules trouvées :

Cp = ((1+k)*(1-k²))/2
k = V2/V1 (v2 = v sorti; V1 = v entrant)

Ou bien

Cp = (2*C*lambda)/(ro*S*v^3)

Dans les deux cas la réalisation de l'éolienne est indispensable. Je trouverais plutôt étonnant que les fabricants d'éolienne ne cherche pas à plus modélisé avant de construire un proto.
C'est pour ça que je me dis que je manque un truc :p

Pour Yanyan 26.
J'ai suivi ton projet et je crains que ta Savonius fonctionne trop lentement et un poil sous dimensionné.

Ton lambda est approximativement à 25 m/s (90km/h) durant tes essais à cette vitesse ton lambda doit être de moins de 0,07.
Même si ton Cp max est de 0,25 je doute qu'avec ce lambda tu étais à plus de très grand max un CP de 0,04.
En considérant une surface de 2 m² ta puissance mécanique max était de 750W.
Je voulais savoir où en était ton projet. Tu n'as pas mis à jour depuis assez longtemps ton site.

Je me demande si pour ce type d’éolienne le plus intéressant n'est pas un alternateur à excitation piloté avec pour objectif un courant continu via un pont de graetz.

Je m'explique, pour gardé le CP le plus proche du max sans modifier la surface de captage joué sur le résistif mécanique lié à l'alternateur par son courant excitation.
Ce qui permet de ne pas construire une Savonius à godets refermable en fct de la vitesse.
Ca implique une mesure de la vitesse du rotor par un petit gene à aimant permanent et un petit asservissement.

J'en ai discuté avec un collègue électricien et il semble que le courant de l'excitation de l'inducteur joue assez peu sur la tension de l'induit en sortie une fois à saturation (fct du no de spires) mais beaucoup sur le courant et donc la charge.
Ce qui tendrai à gardé une tension assez stable mais un courant variable. Idéal pour un onduleur solaire ayant une valeur de tension MPPT dans la bonne gamme non ?

Je ne sais pas si j'ai été très clair j'ai tendance à partir un peu dans tout les sens quand je réfléchi.
Faites moi part de vos remarques.
Merci vous et bonne journée.

[ARMAND]

Si c'est pour alimenter un ménage pour toute l'année prends au mini une surface "offerte au vent" de 12 m2, (en supposant qu'il y ait du vent à l'endroit prévu, et correspondant à la moyenne )

[Yamatai]

Non ce n'est pas pour mon alimentation personnel.

Je suis agent EDF donc je paie 10% + 15% en avantage en nature soit 25%.
Donc ce ne sera jamais rentable pour moi. C'est pour ma culture technique, le plaisir et si j'arrive à un truc potable pour pas trop cher mes proches et des infos sur le forum.

[ARMAND]

La réponse reste la même quelque soit la famille concernée

[Yamatai]

C'est pas faux.
L'idée c'est de commencé par un modèle reduit modulable pour faire des tests.
J'ai dans l'idée pour le premier de le faire avec un tube PVC de 100 a 120 mm et 1 m de haut.
Ca fera 0,2 m2 et pas plus de 2 ou 3 W mécanique à 5m/s.
Du coup faire un pseudo test de soufflerie est possible et relevé les caractéristiques à diffirentes vitesses et recouvrement entre godets.
Une simple dynamo pour avoir l'image de la puissance.
Une clé dynamo pour le couple de démarrage et la dif de vitesse de vent amont aval pour avoir une idée du couple en dynamique.

J'ai lu que le recouvrement theorique optimal est de 0.24.
Il semble que cette eolienne tire son couple par traîné et portance selon l'orientation face au vent et la vitesse de l'air sur les godets.

Bref il y a possibilité de faire de l'expérimentation avant de faire un modèle à base de futs ou et fabriquer ses godets.

Sur internet j'ai vu une belle realisation mecanique mais pourri sur la partie generatrice.

[Yamatai]

Bonjour,

Je me pose quelques questions de conception et je me dis que d'autres ont certainement eu cette question en tête.

Pour ma pico éolienne dans le but de faire des essais je vais partir sur un châssis bois, de la descente de gouttière en 100 ou 125 selon ce que je trouve pour les aubes, une dynamo de vélo pour la génératrice et il me reste la question de l'axe de rotation.

Initialement je pensais partir sur deux roulements avec épaulement encastré dans le châssis de faible diamètre intérieur (6mm). Quand j'en parle à un collègue mécano, il ne comprends pas bien pourquoi je ne prends pas plus gros.
Je lui explique que je souhaite limité les pertes par frottement des roulements pour ne pas avoir un couple résistant au démarrage élevé et des pertes inutiles en fonctionnement.

Pour lui la résistance est faible mais il raisonne à mon avis par rapport à nos moteurs électrique ou vapeur qui ont des puissances sans commune mesure avec les quelques watts que j'espère capter.

Donc ma question :

Pour de petites conceptions vous avez utilisés des roulements de quelle référence ?Et avez-vous eu l'impression d'un couple résistant initial important ?

La savonius à un couple de démarrage conséquent mais bon je préfère avoir une idée du réel avant de partir sur la base d'un châssis pouvant servir à un modèle plus gros avec des paliers et un axe moteur plus gros.

Précision les fabricants ne semble pas communiqué de couple résistant.
Si certains sont intéressés un lien vers une doc constructeur.

http://www.ntn-snr.com/portal/fr/fr-fr/ ... tID%3D7107

Merci à vous, a+

[ARMAND]

Roulements inox conrad, diametre interne 10 mm, l'axe est un tube de plomberie en cuivre, les épaulements sont constituées par des raccords plomberie...trés faible résistance (pas mesurées) en dessous il n'y a que les paliers magnétiques (bon courage)

[Yamatai]

Merci pour ce retour

Je pense que tu as pris ce roulement du coup :

http://www.conrad.fr/ce/fr/product/1984 ... g-6200-2RS

Pour ceux que ça intéresse un site moins cher que conrad et avec normalement du matos de meilleur finition :

http://www.123roulement.com/roulement-6200-2RS-SKF.php

J'ai essayé de comprendre le système d'identification des roulements et c'est un peu abscons pour moi. Ce que j'ai compris c'est :
premier chiffre le type de roulement.
les 4 suivants les dimensions (quand il y a 4 chiffre).
la référence suivante le type d’étanchéité.
le type de lubrifiant si précisé

Sur le site SKF il y a le calcul du couple résistant mais c'est imbitable pour moi. Je pense que je vais partir sur la solution la plus simple avec des roulement dis miniature et épaulement intégré.

http://www.123roulement.com/roulement-F626-ZZ.php

[ARMAND]

Je commande chez conrad car je bricole beaucoup et je leur achète un peu de tout. Amha il vaut mieux prendre des rab inox. Il convient simplement de les protéger (avec un bouchon soda percé sur l'axe) un minimum des poussières et ruissellement, ensuite ça tourne plus de dix ans sans aucun entretien...

La résistance, sur une Savonius, n'est pas calculable de manière fiable par un particulier, en plus c'est limite comme renseignement. Si tu veux pas de friction faut monter usur champs magnétiques (plusieurs dispositions possibles). Ce type de produit, savonius, a été étudié de long en large par les écoles d'ingénieur, c'est plus rentable de lire leurs travaux que de vouloir faire ses propres essais. J'ai fait un dizaine de maquettes in situ avant de faire la mienne propre (selon un modéle qui n'existait pas)

[Yamatai]

Je ne cherche pas le 0 frottement mais je me posais la question de faire un châssis qui puisse servir pour une plus grande.

j'ai un peu lus des sujets qui trainent sur internet le recouvrement optimal semble être de 0,24 rayon. La maquette est juste là pour me donné une idée de la différence entre un bon et un mauvais taux de recouvrement.

Selon cette étude le Kp max serait de 25% pour un lambda compris entre 1 et 1,2. Donc les données théoriques qui ce vérifies très probablement je les aient en tête.
Ca n'empêche pas de vouloir faire quelques tests avant d'en réalisé une plus grande ;)

Dans cette même étude les participants émettent l'idée de modifier le recouvrement des aubages avec un angle qui ne serait pas de 180° entre les deux aubes.
Ca permettrait d'amélioré le couple moyen mais en le rendant encore moins linéaire.
Dans leur expérimentation un angle relatif de 125° serait une bonne piste.

Je ne compte pas en faire beaucoup. Une première avec un recouvrement réglable. Une plus grande selon ce recouvrement qui devrait être de 0,24 rayon.
Une nouvelle expérimentale avec une aube réglable pour modifié l'angle entre les deux aubes pour cette deuxième piste.

C'est plus pour le fun de fabriquer soit même