Choisir une micro-turbine hydraulique: Pelton ou à hélice?

[izentrop]

Peut-être pour les grosses machines energies-renouvelables/choisir-une-micro-turbine-hydraulique-pelton-ou-a-helice-t14812-30.html#p305647

Ce design, que j'avais déjà y a longtemps, n'est pas terrible et impose des travaux lourd de génie civil...
Où as-tu vu que le rendement était de 25%

D'après le tableau:

Hauteur de chute sous la turbine : 2,50 mètres
Débit d’eau requis : 35 à 45 litres d’eau par seconde
Puissance nominale : 500 Watts

Prenons le cas le plus défavorable (puissance hydraulique la plus forte): https://www.econologie.com/calculer-puis ... chute-eau/ donne une puissance hydraulique brute de 1100W

En tirer 500W n'est donc pas si mal c'est 45% de rendement global (rendement turbine = 60-70% et rendement génératrice = 80-90%..donc cela correspond à 45%...)

Oui mais avec 10 m de chute, ça donne 4.4 KW.

J'était parti de l'énergie potentielle de 150 tonnes à 10 m = ~ 4 kWh. On tombe à peut près pareil.

6 KWh en 24 h ? Le ruisseau débite 20 m³/h ?

[Christophe]

Dans le cas présent, une turbine de 200W bien optimisée (hydraulique + élec) produira plus d'énergie qu'une turbine de 4KW sous exploitée (sans parler de l'investissement forcément beaucoup plus lourd avec la 4kW)

[lilian07]

Merci de voir et comprendre qu'un système quelle qu'il soit doit s'insérer dans un domaine de rentabilité (l'auto construction et les forums permettent ca). Si on ne perd pas trop d'argent on est comble pour le plaisir de réaliser, le plaisir d'approcher l'autonomie et le plaisir de réaliser un système qui déjoue l'économie. Obliger de parler d'investissement sinon toutes les solutions sont possibles et plus rien ne s'impose à nous. Pour en revenir à la Pelton, c'est ce que j'estime être le plus simple et facile à réaliser, tuyau faible diamètre plus roue robuste en aluminium en prise direct à un alternateur PMA haut rendement éprouvé dans le domaine éolien...
Après 50% de rendement me donne entre 200 et 300 W comme j'ai dit c'est limite mais on entre dans le réalisable et c'est déjà une belle puissance continue.
Izentrop montre qu'un régulateur ne coute rien, les injecteurs sont à 6 euros, la Pelton et son alternateur (200) et la réserve existante et le tuyau PE (40).
Comme dit Christophe on peut s'approcher du rendement max en fixant la section d'injection pour la roue donnée et la hauteur d'admission d'eau. Avec cette puissance j'arrive à avoir un tampon de quelques heures en potentiel et le ruisseau donne suffisamment pour avoir une puissance moyenne durant au moins 8 mois par an (entre 20 et 60 m3/h)....
C'est limite mais réaliste...
Pour Izentrop : 6 kwh/jour , mon calcul est basé sur une puissance de 0.3 kw * 24h.... petite marge d'erreur = 6 kwh c'est non négligeable pour une énergie dont le facteur de charge est très élevée....si j'ajoute le système économique ca fait presque 1 euros/jours d'économie....j'estime qu'une rentabilité à moins de 2 ans avec l'achat d'un onduleur injecteur avec marge sur le facteur de charge permet d'être pas mal.
La simplicité de la Pelton m'a toujours fascinée, on peut ajouter des injecteurs pour optimiser les caprices des débits des petits ruisseaux...sont facteur de charge est max lorsque le solaire fait défaut.
C'est un beau projet sur les EnR qui est un des plus simple à réaliser lorsqu'il existe un ruisseau à dénivelé significatif...

[izentrop]

Bonjour,
Vu que tu as déjà le tuyau, la pelton est le plus adapté en effet.

Dans le cas présent, une turbine de 200W bien optimisée (hydraulique + élec) produira plus d'énergie qu'une turbine de 4KW sous exploitée (sans parler de l'investissement forcément beaucoup plus lourd avec la 4kW)

Pour une génératrice à aimants permanents, la puissance maximale est proportionnelle à la vitesse de rotation http://www.alxion.com/wp-content/upload ... 0/82fr.pdf

Cette puissance pour être optimale doit correspondre celle de la puissance nominale hydraulique X rendement global et doit être consommée intégralement par l'utilisation, sinon le rendement s'écroule et c'est gaspillé.

C'est pour ça que pour des petites puissances, le plus simple est de charger une batterie.

Si la puissance évaluée est de 300 W, il vaudra mieux que ce soit sous 15V/20A, parce que si on obtient 30 V et 10 A, la batterie sera chargée à 10 A , ou faudra ajouter un MPPT pour compenser.

Pour 20A, prévoir une batterie d'au moins 200 Ah (c/10). http://www.legallou.com/Modelisme-Tech/ ... /Info.html
Le circuit que j'ai proposé coupe l'arrivée d'eau batterie chargée. Un capteur de courant pourra permettre de surveiller en plus la charge et si on voit qu'en fin de charge, le courant diminue, on peut décider d'arrêter la charge plus tôt, à 13.2 V par exemple c'est très bien aussi. En jouant sur l'angle d'ouverture du servo moteur, il est aussi possible aussi de réguler le débit

En fait si tu veux obtenir 6kWh /jour, il faudra prévoir un peu plus de batterie ou stocker autrement, ballon eau chaude est le plus simple.

[chatelot16]

avec une peleton le rendement est maximum quand elle tourne a la moitié de la vitesse du jet : la courbe de rendement est une parabole , donc le sommet et bien arondi on peut donc s'ecarter de ce maximum sans grande perte ... donc on peut calculer sa turbine pour faire directement du 50hz

si on utilise un moteur asynchrone il n'y a pas besoin d'onduleur injecteur on branche le moteur et on ouvre l'injecteur d'eau ... plus on ouvre plus la puissance augmente

un moteur asynchrone est le plus simple moyen d'injecter dans le reseau sans aucun probleme de securité anti ilotage : un moteur asynchrone est incapable d'alimenter un reseau isolé

mais je trouve triste de n'avaoir que la possibilité d'injecter dans le reseau donc je prefere un vrai alternateur qui permet de faire de l'electricité autonome le jour ou il y en a besoin et qui n'interdit pas d'injecter dans le reseau aussi : la vieille solution des ancienne usine electrique : il y a quelques lampe branché entre le reseau et la sortie de l'alternateur ... on regle la vitesse par le regulateur mecanique de la turbine : quand la vitesse est assez proche du 50Hz les lampes clignote doucement : il y a une des lampe qui s'eteind quand c'est bien en phase : on branche sur le reseau au bon moment , et c'est synchronisé , et on change de regulateur : la fonction du regulateur n'est plus de regler la vitesse puisqu"elle est fixé par le reseau : la nouvelle fonction du regulateur est de choisir la puissance que l'on veut injecter

de même pour le regulateur nde tension de l'alternateur , il faut changer de fonction : en autonome le regulateur doit reguler la tension ... en injection il n'y a plus a reguler la tension puisqu'elle est fixé par le reseau , il faut commander l'exitation de l'alternateur pour choisir le cos phi du courant injecté

[izentrop]

ce n' est pas dans le même domaine de puissance.

[lilian07]

Et bien je vois bien un stockage de 200Ah sous 12V tuyau de 20 à 25mm de diamètre sois 300W (stockage de 8h bassin et 4h batterie total 6.5 Kwh pour un rendement de 0.6) avec onduleur injecteur avec pilotage des vannes sur charge batterie.

[chatelot16]

je ne comprend pas pourquoi mettre une batterie pour un onduleur injecteur

un batterie au plomb a un prix et un nombre de cycle limité : ça donne un prix du kwh stocké du même ordre que le prix de l'electricité d'edf ... donc injecter dans le reseau edf en passant par une batterie c'est user des batterie en pure perte

quand on a une retenue d'eau on peut turbiner quand on veut et eviter le passge par une batterie

il y en a même qui pompent de l'eau pour servir de stockage !

[lilian07]

Oui c'est vrai c'est une aberration en l'absence de connaissance de l'utilisation. c'était pour augmenter l'autonomie à 24h/24h en y incluant l'ECS (hydrodynamique) car ca me permet de dépasser la puissance max de la Pelton tout en ayant un temps de réponse plus rapide mais il reste à voir quelques ajustement notamment sur la gestion intelligente tout ou rien de l'onduleur et de la vanne.

[izentrop]

@Chatelot16, on parlais de petit débit et de petit budget. Pour assurer un fonctionnement normal directement en 240 V, il faut au moins 1 à 2 kW de puissance. As-tu un exemple d'installation dont tu parles ?
Il y a la CJ-300W, c'est minimum 12 m de chute, avec un diamètre de tuyau de 50. On en parle ici energies-renouvelables/energie-hydraulique-choisir-une-petite-turbine-t7303.html