Projet hydro éléctrique (petite chute et faible débit)

[makadam24]

Bonjour à vous tous,
je suis nouveau sur le forum.

J'ai pour projet de placer un dispositif de collecte hydro éléctrique afin de compléter l'installation électrique de notre habitation,
en site isolée, actuellement équipée de panneaux solaires photo.
Notre autonomie en énergie électrique est très proche d'être atteinte, aussi, un dispositif même de très faible puissance suffirait.
Nous possédons sur site un plan d'eau d'environ 4 500 m3, alimenté par une source et une succession de petits plans d'eau en amont, installé dans l'ancien lit d'un petit ruisseau (ru ?).
Le trop plein du plan d'eau se déverse ensuite dans un ru, par le biais d'une buse.
Ayant cette ressource sous les yeux, nous nous demandons si nous ne pouvons pas récupérer cette force hydraulique, qui théoriquement devrait être d'un débit supérieur en période hivernale; période pendant laquelle l'ensoleillement peut être déficitaire.

Je me permets de vous envoyer ces clichés pour votre avis sur la faisabilité et/ou l'opportunité d'un quelconque projet.
J'ai tenté de calculer le débit en sortie de buse, on arrive à environ 0,42 l/s soit 1,512 m3 /h (c'est une estimation approximative; le débit en hiver serait plus fort). La hauteur de chute serait d'environ 4 m.

J'avais pensé au dispositif de laTurbine à vortex SETUR, qui en le plaçant juste avant la surverse profiterait de l'effet de "tourbillonnement"; mais peut être existe-t-il une autre option technique en sortie de buse tout aussi rentable ?

Si quelqu'un peut me dire si les conditions sont réunies pour créer l'opportunité de placer un quelconque dispositif, ou si au contraire la production serait vraiment trop faible pour tenter quoique ce soit.

Sachant, encore une fois, qu'un complément même d'environ +/-100 W (même 50W X 24 = 1 200 Wh/j --> ça suffirait pour passer les quelques jours sans production solaire).

surverseur et digue.JPG (175.05 Kio) Consulté 9203 fois

buse 1.JPG (271.8 Kio) Consulté 9203 fois

buse 2.JPG (448.49 Kio) Consulté 9203 fois

buse 3.JPG (238.98 Kio) Consulté 9203 fois

[bardal]

Avec un débit de 0,42 l/s et un dénivelé de 4 m, l'énergie potentiellement disponible est peu importante, puisque égale à 0,42x10x4= 17 W, ce qui donne théoriquement 400 Wh par jour. Tu peux espérer en récupérer efficacement les trois quarts, pour une dépense qui reste à chiffrer , avec un aménagement très simple si j'en crois tes photos.

Nous sommes très loin de ce que tu espères; on peut certes, au prix d'une complexité certaine, augmenter la puissance pendant un court laps de temps, mais ça ne changera pas la quantité d'énergie produite par jour; par ailleurs tu vas peiner à trouver du matériel adéquat dans ces puissances.
Il te faudrait soit augmenter la chute, si c'est possible, soit augmenter le débit (en hiver peut-être)...

[Christophe]

Pas mieux bardal

[Christophe]

Une suggestion tout de même car 4500 m3 c'est pas rien.

En baissant le niveau, il est possible que les débits qui alimentent l'étang puissent augmenter...

Si on suppose (théoriquement) une vidange complète de l'étang, cela fait un potentiel énergétique de: 4 500 000 * 10 * 4 = 180 MJ soit 50 kWh.

Bien évidement la vidange complète n'est pas possible mais 1/10 de vidange par jour qui serait compensée cela fait 5 kWh, 4 kWh électrique, cela peut devenir intéressant...évidement faut que cela soit compensé! Tout dépend donc des débits en amont et de la situation exacte...et du budget de ce projet...

Tu peux nous faire des photos de l'amont?

[makadam24]

Avec un débit de 0,42 l/s et un dénivelé de 4 m, l'énergie potentiellement disponible est peu importante, puisque égale à 0,42x10x4= 17 W, ce qui donne théoriquement 400 Wh par jour. Tu peux espérer en récupérer efficacement les trois quarts, pour une dépense qui reste à chiffrer , avec un aménagement très simple si j'en crois tes photos.

Nous sommes très loin de ce que tu espères; on peut certes, au prix d'une complexité certaine, augmenter la puissance pendant un court laps de temps, mais ça ne changera pas la quantité d'énergie produite par jour; par ailleurs tu vas peiner à trouver du matériel adéquat dans ces puissances.
Il te faudrait soit augmenter la chute, si c'est possible, soit augmenter le débit (en hiver peut-être)...

Merci pour ton message.
Je tiens à dire que l'estimation faite devrait être réévaluer largement à la hausse, nous sommes actuellement en période d'étiage, période pendant laquelle nous ne compterons d'ailleurs pas du tout sur ce dispositif pour nous alimenter en énergie (nous sommes déjà largement en surproduction avec nos PV).
J'aurais du me réveiller plus tôt ;)
En prenant en compte ce contexte, en période hivernale, les rares jours où ma production solaire serait à 0 kW, même si j'arrive à récupérer 0,5 kWh/j (on peut largement tabler sur cette hypothèse, je développe plus bas) --> ce sera peut être suffisant pr éviter d'allumer le générateur.
A condition bien sur, que le dispositif ne soit pas couteux.
Qu'entends tu par "aménagement très simple" ?
Je vais peiner à trouver du matériel adapté à une si faible puissance, mais vais-je trouver ?
Impossible de toucher à la chute en revanche.

Merci pour ton aide (je poursuis plus bas).

[makadam24]

Une suggestion tout de même car 4500 m3 c'est pas rien.

En baissant le niveau, il est possible que les débits qui alimentent l'étang puissent augmenter...

Si on suppose (théoriquement) une vidange complète de l'étang, cela fait un potentiel énergétique de: 4 500 000 * 10 * 4 = 180 MJ soit 50 kWh.

Bien évidement la vidange complète n'est pas possible mais 1/10 de vidange par jour qui serait compensée cela fait 5 kWh, 4 kWh électrique, cela peut devenir intéressant...évidement faut que cela soit compensé! Tout dépend donc des débits en amont et de la situation exacte...et du budget de ce projet...

Tu peux nous faire des photos de l'amont?

Merci à toi également de prendre du temps pour mon projet.
Je pense comme dit plus haut que l'on peut tabler sur un débit supérieur en hiver (voir photo ci après); et, je viens d'y penser, je peux de surcroit réorienter une partie de mes EP pour rejet direct dans l'étang ou plan d'eau amont ce qui induira un débit renforcé.
J'ai placé une photo montrant la jonction des buses entre la "marre" et l'étang, on voit que j'ai relevé le coude de jonction vers le haut pr conserver un niveau suffisant de la marre (au dessus du niveau de son trop plein).
Pour illustrer un niveau de débit bien supérieur en hiver, si je maintiens la pièce dans cette position j'inonde le terrain, car l'écoulement est trop contraint. Je dois à minima rebaisser le coude, ou parfois même le réinsérer en connexion directe avec la buse (il me tarde de pouvoir estimer à nouveau le débit dans cette configuration).
Encore merci pour vos conseils !

buse inter.JPG (220.23 Kio) Consulté 9120 fois

plan d'eau amont.JPG (205.36 Kio) Consulté 9120 fois

plan d'eau pcpal.JPG (172.56 Kio) Consulté 9120 fois

[bardal]

Merci pour ton message.
Je tiens à dire que l'estimation faite devrait être réévaluer largement à la hausse, nous sommes actuellement en période d'étiage, période pendant laquelle nous ne compterons d'ailleurs pas du tout sur ce dispositif pour nous alimenter en énergie (nous sommes déjà largement en surproduction avec nos PV).
J'aurais du me réveiller plus tôt ;)
En prenant en compte ce contexte, en période hivernale, les rares jours où ma production solaire serait à 0 kW, même si j'arrive à récupérer 0,5 kWh/j (on peut largement tabler sur cette hypothèse, je développe plus bas) --> ce sera peut être suffisant pr éviter d'allumer le générateur.
A condition bien sur, que le dispositif ne soit pas couteux.
Qu'entends tu par "aménagement très simple" ?
Je vais peiner à trouver du matériel adapté à une si faible puissance, mais vais-je trouver ?
Impossible de toucher à la chute en revanche.

Merci pour ton aide (je poursuis plus bas).

L'aménagement très simple consiste à placer, dans la bonde de vidange un dispositif incluant l'alternateur, la turbine et un tuyau de diamètre adéquat de 4 m de long; ce type de turbine existe complet dans des puissances de 0,5 kW et plus; c'est très simple à mettre en place (quelques chevilles) et coûte moins de 2000€ (j'en avais vu il y a quelques années à 4-500€, ils semblent avoir disparu du marché); par contre, dans une gamme de quelques dizaine de watts, je n'en ai jamais vu. Mais cela existe peut-être (maquettisme, marine de plaisance...).

Si ce n'est pas trouvable, il ne reste plus qu'à bricoler quelque chose; en fait c'est très simple: une hélice dans un tuyau, reliée à un petit alternateur régulé; à la portée d'un amateur soigneux, mais l'alternateur et l'hélice ne se bricolent pas, et l'indispensable optimisation des divers éléments et de leur interaction risque d'être longue et fastidieuse.

Deux exemple de turbine Kaplan de faible puissance (mais trop forte pour toi):
https://www.turbiwatt.com/fr/second-men ... rbine.html
https://www.energiedouce.com/hydro-turb ... 02527.html

[makadam24]

L'aménagement très simple consiste à placer, dans la bonde de vidange un dispositif incluant l'alternateur, la turbine et un tuyau de diamètre adéquat de 4 m de long; ce type de turbine existe complet dans des puissances de 0,5 kW et plus; c'est très simple à mettre en place (quelques chevilles) et coûte moins de 2000€ (j'en avais vu il y a quelques années à 4-500€, ils semblent avoir disparu du marché); par contre, dans une gamme de quelques dizaine de watts, je n'en ai jamais vu. Mais cela existe peut-être (maquettisme, marine de plaisance...).

Si ce n'est pas trouvable, il ne reste plus qu'à bricoler quelque chose; en fait c'est très simple: une hélice dans un tuyau, reliée à un petit alternateur régulé; à la portée d'un amateur soigneux, mais l'alternateur et l'hélice ne se bricolent pas, et l'indispensable optimisation des divers éléments et de leur interaction risque d'être longue et fastidieuse.

Deux exemple de turbine Kaplan de faible puissance (mais trop forte pour toi):
https://www.turbiwatt.com/fr/second-men ... rbine.html
https://www.energiedouce.com/hydro-turb ... 02527.html

Excuse moi, je ne comprends pas s'il faut placer la turbine à la sortie du trop plein (en bas de la buse) ou à l'entrée (en haut de la buse) ?
et selon toi puis-je laisser la buse en l'état ou faut-il faire autrement ?
Merci

[bardal]

Sortie ou entrée de la buse, cela n'a aucune importance (en théorie) puisque l'eau étant incompressible, sa vitesse est la même en haut qu'en bas.

Quant à savoir si la buse peut être laissée dans l'état, je n'ai aucune idée de l'état de cette buse; la seule chose que je connais, c'est le dénivelé de 4 m; en l'occurrence, que le tuyau soit droit ou coudé n'a pas non plus d'importance, le seul point important étant le dénivelé.

Les points les plus critiques seront évidemment, non pas ces questions bassement "terrassières", faciles à régler, mais la recherche d'un alternateur de si faible puissance et de l'hélice associée; c'est cela qui est critique, et pas évident à résoudre.

Tu devrais commencer par évaluer le débit en hiver, et donc la puissance potentielle de ta chute...

[izentrop]

Sortie ou entrée de la buse, cela n'a aucune importance (en théorie) puisque l'eau étant incompressible, sa vitesse est la même en haut qu'en bas.

Si la turbine est placée à la sortie du bassin haut, l'énergie potentielle sera plus faible que 4 mètres plus bas.

Les 4 m de chute sont bien entre le bas du bassin haut et le haut du bassin bas ?