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Faire un alternateur pour éolienne verticale

Publié : 01/04/11, 18:59
par MatEA57
Bonjour à toutes et à tous !

Je voudrai réaliser un alternateur pour une éolienne vertical faisant 1,5tours/sec maximum.

Le fil que j'ai choisi et du 2mm de section AWG12 émaillé qui peut supporter 20Ah théoriquement.

Mon bute est de créer un alternateur triphasé de 48v (+2v) 60A en sortie, donc ~3000Wh.

D'après la formule: N=F/P F=50Hz P=paire de pôle N= Nb de tours
donc je fait 50/1,5=33,33 paires

Je voudrai m'inspirer de la fabrication courante d'éolienne à 9 bobines de 55à70 spires et 12 aimants devant et derrière du disque époxy des bobines et en opposition ++ --.
J'ai vu que le résultat était de 13v après redresseur sur le bobinage triphasé, pour un vent de 8,5km/h.

Mon problème est au niveau des calculs donc mes questions sont:
-Quels calculs simple est a faire pour savoir combien de bobine et de spire faire pour avoir 48v à une vitesse de rotation de 1,5tr/sec
-Pourquoi la plupart choisies 9 bobines et 12 aimants et non pas 9 aimants ?
-Le fil AWG12 de 2mm de diamètre produirai t-il environ 20Ah en pratique?
-Est-ce-que 20A en triphasé fait 60A en sortie du redresseur ?

Merci d'avance pour votre aide :mrgreen:

Publié : 01/04/11, 20:52
par dedeleco
Lois de base datant de Faraday en 1831, pour calculer :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Induction_ ... C3%A9tique
http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Lenz-Faraday
http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday%27 ... _induction
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sis ... t%C3%A9%29
http://fr.wikipedia.org/wiki/Champ_magn%C3%A9tique


Il faut savoir le champ magnétique réel de vos aimants passant devant les bobines pour savoir la tension induite par spire proportionnelle à leur surface multipliée par la vitesse du changement du champ et calculer le nombre de spires pour avoir la tension désirée pour la taille des bobines du même ordre de grandeur que les aimants qui défilent devant à 50Hz.
Si les aimants sont trop petits, à trop faible champ, et pour un fil trop gros, il n'y aura pas la place de mettre les bobines de surface suffisante devant les aimants et la puissance sera inférieure.
La taille des aimants est ainsi fixée par la puissance désirée.
Le diamètre des fils est fixée par la méthode de refroidissement des bobines et les pertes acceptées dans l'alternateur (ou son rendement).

Donc il y a intérêt à comprendre ce qui se passe avant d'appliquer des formules.

Publié : 01/04/11, 21:11
par MatEA57
Merci pour votre aide !

Je vais faire un peu de lecture à partir de vos liens.

Je suis prêt à rendre ma maison de plus en plus écologique
:mrgreen:

Re: Calcul des spires pour créer un alternateur lent (éolien

Publié : 02/04/11, 13:16
par Hic
MatEA57 a écrit :Bonjour à toutes et à tous !

Je voudrai réaliser un alternateur pour une éolienne vertical faisant 1,5tours/sec maximum.

Le fil que j'ai choisi et du 2mm de section AWG12 émaillé qui peut supporter 20Ah théoriquement.

Mon bute est de créer un alternateur triphasé de 48v (+2v) 60A en sortie, donc ~3000Wh.

D'après la formule: N=F/P F=50Hz P=paire de pôle N= Nb de tours
donc je fait 50/1,5=33,33 paires

Je voudrai m'inspirer de la fabrication courante d'éolienne à 9 bobines de 55à70 spires et 12 aimants devant et derrière du disque époxy des bobines et en opposition ++ --.
J'ai vu que le résultat était de 13v après redresseur sur le bobinage triphasé, pour un vent de 8,5km/h.

Mon problème est au niveau des calculs donc mes questions sont:
-Quels calculs simple est a faire pour savoir combien de bobine et de spire faire pour avoir 48v à une vitesse de rotation de 1,5tr/sec
-Pourquoi la plupart choisies 9 bobines et 12 aimants et non pas 9 aimants ?
-Le fil AWG12 de 2mm de diamètre produirai t-il environ 20Ah en pratique?
-Est-ce-que 20A en triphasé fait 60A en sortie du redresseur ?

Merci d'avance pour votre aide :mrgreen:

Salut MatEA57

Parait il que ??
les éoliennes à axe vertical tournent entre 20 à 50 tr/min

à 0,3 tour/S quel sera la vitesse relative entre aimant et bobine ?

Publié : 02/04/11, 13:29
par MatEA57
Ah ! mais vu que je suis en sommet de cote j'ai toujours un petit vent :cheesy:

J'ai fait un tour sur Wikipédia, ébin pas facile pour tous :shock:

Sur un forum on ma donne une formule mais je n'arrive pas à la faire !

voici l'extrait: "La tension qui apparait aux bornes de la bobine est E = d (BxS ) /dt
S est la surface de la bobine x par le nombre de spire
B l'induction magnetique "


Je vous donne quelques mesures pour me faire la démonstration:

Dimension de l'aimant rond: 4cm de diamètre * 1cm
Force magnétique: 13000 Gauss
Dimension de bobine: 5cm de diamètre ext ; 2cm de diamètre int ; 1,5cm de haut pour du fil de 2mm de section.
Distance entre bobine et aimant: 1cm
Vitesse de rotation: 1,5tr/sec
Tension de sortie voulu: 50v

J'ai pensé au départ à 18 bobines et 24 aimants.

Merci d'avance :cheesy:

Publié : 03/04/11, 03:44
par dedeleco
J'ai fait un tour sur Wikipédia, ébin pas facile pour tous

Vous avez quel niveau de connaissances ??
Donnez les liens de ce que vous avez lu et comprenez pour vous aider en répondant précis à ce que vous avez lu? En particulier celui d'éolienne de départ correspondant à votre choix d'aimants et bobines.
est ce celui ci ? :
http://www.windstuffnow.com/turbine%20kit.pdf
Les aimants et bobines ne sont pas ronds.
Il y a aussi :
https://www.econologie.com/forums/photos-pet ... t9278.html

Il faut aussi que vous preniez le temps d'apprendre le minimum de connaissances nécessaires, en assimilant des cours, concret d'abord puis abstrait, sinon vous resterez perdu.
Enfin vous avez intérêt à réaliser une version petite, peu puissante et pas chère avec des petits aimants, de votre alternateur et éolienne pour mieux appréhender les difficultés sans perdre de l'argent dans des erreurs chères.
éolienne vertical faisant 1,5tours/sec maximum.
d'éolienne à 9 bobines de 55 à70 spires et 12 aimants devant et derrière du disque époxy des bobines et en opposition ++ --.
J'ai vu que le résultat était de 13v après redresseur sur le bobinage triphasé, pour un vent de 8,5km/h.

Dimension de l'aimant rond: 4cm de diamètre * 1cm
Force magnétique: 13000 Gauss
Dimension de bobine: 5cm de diamètre ext ; 2cm de diamètre int ; 1,5cm de haut pour du fil de 2mm de section.
Distance entre bobine et aimant: 1cm
Vitesse de rotation: 1,5tr/sec
Tension de sortie voulu: 50v

J'ai pensé au départ à 18 bobines et 24 aimants.

Votre nombre de spires qui fixe la tension est pour ces dimensions de 1,5cm par (5-3)/2=1,5cm et fil de 0,2cm de diamètre de (1,5/0,2)^2=56 max si bien bobiné avec grand soin.

Votre formule sur forum (de Faraday en 1831) est la même que celle sur Wikipedia de Faraday et que j'avais mis en mots :
la tension induite par spire proportionnelle à leur surface multipliée par la vitesse du changement du champ

Il faut un minimum de connaissances sur les unités :
Le champ est en 1 Tesla = 10000Gauss
la surface est en m2.
L'aimant doit être le plus près possible de la bobine, vu que le champ diminue vite en dehors de l'aimant, comme le cube de la distance dés que on est un peu loin par rapport à son rayon.
Les spires extérieures de la bobine sont un peu loin de l'aimant 1+1,5=3,5cm par rapport au rayon de l'aimant 2cm et donc le champ vu par ces spires est diminué par rapport au champ 1,3 Tesla à la surface de l'aimant (à vérifier ).
Vu qu'il existe plusieurs champs dans les aimants, mettez le lien donnant les caractéristiques complètes de vos aimants, sinon risque d'erreur sur la valeur.
La surface S est la surface donnée en sommant la surface de chaque spire de la bobine passant de diamètre 2cm intérieur à 5cm extérieur.
L'intégrale correspondante donne un diamètre effectif de spire de 3,6cm entre 5 et 2 cm.

La vitesse de changement est celle de changement du champ vu par la bobine lorsque les aimants se déplacent devant.
Comme vos aimants sont montés en sens opposé les uns après les autres probablement la période de tension est celle du temps de passage de 2 aimants.
Votre vitesse de 1,5t/s impose pour la fréquence de 50Hz 33paires d'aimants comme vous l'avez calculé soit 66 aimants. Vu le triphasé le nombre de bobines doit être un multiple de 3 et avec 4 aimants pour 3 bobines du triphasé, le nombre d'aimants doit être multiple de 4, ce qui n'est pas le cas avec 66, pour que la disposition de ces aimants soit la même pour chaque trio de bobines, de façon avoir des tensions induites dans toutes les bobines du trio de triphasé en phase identique.
Donc le plus proche de 66/4 est égal à 16 ou 17 et le nombre de bobines est 16x3=38 ou 17x3=51 si vous désirez garder le nombre de 4 aimants pour 3 bobines.
Vous avez intérêt à avoir deux bandes d'aimants proches au dessus et au dessous des bobines comme dans cet alternateur :
http://www.windstuffnow.com/main/dual_rotor_turbine.htm
On augment fortement le champ sur les bobines si elles sont très proches.
Si on assimile à un sinusoïde ce champ variable la fréquence sera la vitesse multipliée par le nombre de paires d'aimants.
Sinon à 50 Hertz la tension induite par spire effective de bobine sera en prenant un champ d'aimant diminué de 1,3 à 1 tesla vu que les aimants ne sont pas contre les bobines, on obtient :
2xpix50= pulsation du 5O Hertz à multiplier par le champ et à multiplier par la surface en m2 de la spire de diamètre 3,6cm soit pix0,018^2 donne :
2x3,14x50x1x3,14x0,018^2=0,32Volt par spire à 50Hertz !
et pour 56 spires 0,32Vx56=18Volts pic ( à diviser par rac de 2 pour efficace)
A multiplier par le nombre de bobines en série pour chaque phase.

Mais la fréquence de défilement des aimants doit être de 50 Hertz (100 fois par seconde un passage d'aimant devant une bobine) pour avoir cette tension.
On peut diminuer le nombre de bobines par aimant pourvu que le nombre d'aimants soit un multiple du nombre du nombre de paquets par trois ou trio de bobines.
Ainsi vous pouvez avoir 9 bobines ( donnant 18Vx3) et pour 22=66/3 aimants par trio de bobines.

Enfin il reste à calculer la résistance de vos bobines pour savoir les pertes résistives, wikipedia.
Enfin à plus faible vitesse il faut augmenter le nombre de spires de fil de plus faible section pour conserver la tension (faible puissance de vent disponible), avec des bobines en plus et un commutateur.

Publié : 03/04/11, 11:38
par bidouille23
bonjour ,


12 aimants , 1.5 t/s ou 90 RPm et 60 A :shock: :shock: :shock:

alors si t'y arrive la je veux voir ça :) .

http://www.thebackshed.com/windmill/home.asp

vas voir ici par exemple tu auras de belle construction .

par contre commencer par une gene de 3Kw c'est peut etre y aller un peu fort , mais c'est possible .

Un truc ou deux , privilégie le diametre rotor grand avec un nombre d'aimant important , 18 a 24 par face .


En somme plus la vitesse de changement Nord Sud est importante ainsi que le temps d'action des aimant sur les bobine ( je resume ) .

donc si tu veux une grande vitesse tangentielle et bien il faut un grand diam et un nombre d'aimant important ;) .

bref heu regarde

Hughpiggot

Le principe de Mr FORBES (inventeur du generateur discoïde )

thebackshed

otherpower

et ils y a aussi quelques autres site en francais .

Attention aux aimants qui te peuvent te broyer un doigt comme qui rigole , sachant que plus les aimants sont proche plus il s'attire ;) dojnc coince un bout de peau ou de doigt et plus tu tire plus tu rapproche les aimant etc et plus t'as mal et plus sa s'ecrase etc ont trouve de sphoto de ce genre d'accident sur le net .

Ceci dis c'est super sympa a faire tout ça c'est un virus :)

aplus

Publié : 03/04/11, 14:20
par dedeleco
12 aimants , 1.5 t/s ou 90 RPm et 60 A

Je me suis fatigué à donner des calculs basiques précis, au lieu d'affirmations péremptoires rapides sans justifications claires et compréhensibles, prière de les lire, car j'ai expliqué pourquoi,avec les 12 aimants c'est impossible, il en faut 66 mini (à 6cm entre eux) sur diamètre de 66x6cm/pi=1,26m de diamètre à préciser avec plus de soin.
Une éolienne commerciale réalise cela mise récemment sur éconologie à 6000€ !!

Sinon un multiplicateur de vitesse à chaine, courroie crantée, ou engrenage est probablement bien moins cher qu'une armada de ces aimants sur grand diamètre, version plus puissante des lampes à LEDs à recharge manuelle. En plus on peut y mettre un changement de vitesse variable suivant le vent.

Sinon le conseil de se méfier de ces aimants très puissants qui collent avec des forces de près de 100 kilos et donc indécollables est important, mais indiqué sur les sites de vente.
Les têtes en l'air qui s'y sont pincés les doigts, comme sous une roue de voiture, direction l'hôpital, apprennent à réfléchir avant d'agir.
Ces aimants puissants à terre rare sont récents et n'existaient pas il y a 20ans.
Les terres rare risquent de manquer bien avant le pétrole, au bon plaisir des Chinois !!
Il reste à trouver les supraconducteurs à température ordinaire qui permettraient bien plus extraordinaire, sans pertes avec des champs bien plus élevés. Ceux à l'azote liquide sont déjà extraordinaires et encore incompris en 25 ans après leur découverte.

Enfin il y a aussi le virus de calculs corrects précis et de rechercher la meilleure solution.

Publié : 03/04/11, 15:01
par bidouille23
re,

Dedelco t'ennerveeee passs , moi je suis le péremptoire et toi l'explicatif :) .

J'affirme c'est même plus que péremptoire en fait :) , j'ai bien deliré pendant 2 ans avec les generateur discoide , et je ne fais que donner mes conclusions .

Donc autant pour moi c'est vrai que ce n'etait en rien explicatif ni claire (comme d'hab chez moi :) ) mais tu es la avec alin aussi et maloche , je fais partie des petits scarabée et toi des vieuuuuuxxxxxxx sage ;) :mrgreen: .

Bon sinon sur les sites que j'ai donné il y a des réalisations pratiques et réelle , et ça donne une idée des possibilités en fonction des moyens , c'est une autre approche moins scientifique certes mais tres parlante .Et une entre autre tres explicative avec calcul d'une eolienne de 6Kw d'une diametre rotor de 50 cm je crois ( de toute façon ont est limité en diametre ferraille si ont ne veux pas de flexion de cette derniere etc etc ) .

http://www.windstuffnow.com/main/alt_from_scratch.htm

ici c'est tres sympas aussi ;) et explicatif .

sinon primevere a fait une joli eolienne de camping car qui produit pas mal a priorire mais pas en axial en radial (meilleur vitesse tangentielle des aimant mais la c'est péremptoire ;) alors je le dis pas ) .

https://www.econologie.com/forums/photos-pet ... t9278.html

Derniere affirmation une eolienne n'est pas un empilage de generateur et d'un jeu de pale , mais un ensemble qu'il faut harmoniser et accorder si ont peut dire .
Donc après l'electrique il reste beaucoup a faire .

Mais avant tout il faut connaitre le potentiel de vents disponible , et perso vue les piètres rendements atteins jusque la par des eoliennes verticales je pense que c'est une perte de temps et d'argent sauf a fabriquer un truc avec des pales ennorrrmmmeee ).
Bref la c'est pas de l'ecologie c'est de la gaspille .
Ou alors il faut faire mieux que Mr Darius pour la vitesse , et sans tout prendre dans la gueule , ou un truc de fou en taille pour le couple du type savonius , un mix des deux est possible , mais jusqu'a present personne n'as fait mieux qu'une eolienne horizontal.

Allez aussi sur le forum petiteolien de yahoo il y a des specialiste tel que le créateur de eoltec , qui entre nous fait partie des tout meilleurs fabricant mondiaux ( record de production pour une eolienne de 6Kw à Orkney (écosse) regarder c'est impressionnant .
Il vous donnerons des conseils , Hadrien dorffman créteur (entre autre ) de l'eolienne low cost mais vraiment efficace sur microenergie .

Bref ne vous jeter direct dans des depense mais renseignez vous bien sur tout les tenant et aboutissant .

Mais surtout LA MESURE DU VENT DISPONIBLE sur une durée d'au moins six mois est primordiale , de la decoule tout le reste , et a 2 m de difference le vent est complettement different ( relief en general et obstacle a moins de 50 m ) .


Ceci dis c'est une superbe aventure .

a plus

Publié : 03/04/11, 15:29
par dedeleco
Tout à fait d'accord, sur se renseigner au max !!
En plus, on oublie le niveau de turbulence du vent souvent élevé près du sol ou derrière des perturbations même à 100m, ce que tout planchiste en surf à voile qui remonte le mistral vers le bord peut découvrir en voyant dégringoler la portance de sa voile, pour revenir au bord d'autant plus difficilement qu'il s'en approche.
Les débutants se retrouvent en perdition tout près du bord, crevés.

Ces turbulences détruisent énormément le rendement des éoliennes performantes à pales fines très allongées et ils font très attention à leur disposition mutuelle sans la moindre perturbation.
Dans les turbulences le calcul des pales est quasi illusoire.

Pas loin du sol, avec turbulences, les éoliennes à voiles simplistes, comme sur un bateau, ne doivent pas être si mauvaises en comparaison, meilleures que Savonius.