Expériences Éoliennes

Cette page est consacrée aux diverses idées, trucs et astuces, expériences réellement faites et autres choses auquelles j'ai pensé à propos de la création de mes propres éoliennes. Bonne lecture ...

Alternateurs

Le sujet est vaste, très vaste. Je vous invite à consulter le site de "Moulinette", puis à revenir ici pour découvrir mes expériences dans ce domaine.

Cliquez sur "la suite" pour avoir mes infos perso en la matière.

LA SUITE...

BOITE DE VITESSE :

Je me suis dit "dans une boite de vitesse il y a sûrement plein de pignons !?" ça oui il y en a ! mais pas comme je les pensais ! Le centre est très large, les axes ont des formes bizarres. La seule chose à récupérer pour faire une petite éolienne, ce sont quelques roulements: un énorme roulement bi-conique pour la nacelle. Sinon, il faut utiliser la boîte telle quelle, mais là c'est pour du gros matériel ! Après plusieurs tentatives je n'ai toujours pas pu récupérer le roulement bi-conique...

BRUIT EN BOUT DE PALES :

Dans la première éolienne que j'ai faite, 1,2 mètre de diamètre, le bout des pales était carré ! Ça tournait rond ! Mais on le savait rien qu'à l'oreille ! je suis allé dans un grand port dernièrement où j'ai pu écouter une éolienne de bord. Ca fait un petit bruit un peu sifflotant, mais il faut dire que ce type d'éolienne n'a généralement pas des super profils de pales, en tout cas les bouts ! Mais J'ADORE voir et entendre une éolienne tourner, quelque soit sa taille ou ses performances. C'est bien simple, je suis en vacances dès que j'en vois une ! Dès que je peux, je vais a Goulien voir des grandes éoliennes !

Compte Tours ( idée pas encore mise en oeuvre)

Pour connaître la vitesse de rotation réelle de votre éolienne ou autre chose qui tourne, pourquoi ne pas prendre un compte tour digital de voiture ? Normalement il compte à partir de 200 Tr/mn, il suffit de multiplier le nombre de capteurs sur l'axe de rotation par 4 et il comptera à partir de 50 Tr/mn ! Sa précision qui était de 10 Tr/mn devient 2,5 Tr/mn !

ex : quand il indique 1000 Tr/mn en réalité votre éolienne tourne a 250 Tr/mn, SIMPLE !

Cela permet de mesurer la vitesse de rotation même avec un petit vent, ou sur des éoliennes à rotation lente.

Compte Tour n°2 (idée mise en oeuvre)

Un autre moyen très facile de construire un compte tours rapidement à coût réduit, prenez un moteur CC auquel vous branchez à ses bornes un volt mettre. En fonction de la vitesse de rotation il produira plus ou moins de volts. Et pour l'étalonnage me direz vous !? Pour faire mon étalonnage il se trouve que je possède différentes visseuses avec des vitesses de rotation différentes de 400, 1200 et 3000 tr minutes, j'ai monté le mandrin sur l'axe du moteur et j'ai fait tourné à fond en notant les volts produits par le moteur en fonction de la vitesse de rotation.

Compte Tour n°3 (idée mise en oeuvre)

Encore un autre moyen de construire un compte tour pas trop cher et assez facilement: utilisez un compteur digital de vélo (ce type de compteur compte des impulsions transmises par un petit capteur magnétique). Chaque tour de roue est égal à une distance parcourue (circonférence de la roue). On peut changer cette circonférence.

Si un tour de roue est égal à 1665 millimètres alors 10 km/heure est égale à 100 tours par minutes 20 km/h=200 tr/mn et ainsi de suite...

Pour faire plus simple, allez voir le dessin, bientôt des photos.(voir : mon éolienne 100watts)

Consommation électrique d'une maison

Ceci est donné a titre indicatif

  • surface 89 m²
  • 1 étage
  • isolation : moyen
  • matériel de confort : lave-linge-lave vaisselle-four électrique-four micro-ondes
  • eau chaude sanitaire électrique

Consommation en période froide ( décembre 2001)

maison entièrement chauffée, jours et nuits :

  • Moyenne journalière de 90 Kw
  • Moyenne horaire de 3,75 Kw
  • Pointe de 6 kW

Consommation en période clémente ( avril 2002 )

maison sans chauffage sauf une chambre la nuit

  • Moyenne journalière de 16,32 kW
  • Moyenne horaire de 0,680 kW
  • Pointe de 3 kW

Comme quoi, avant d'envisager l'autonomie énergétique il faut penser à éliminer le chauffage électrique et passer à d'autres modes de production de chaleur. A mon avis, le soleil est un excellent apport en la matière. A réfléchir ...

Dessiner ses pales

C'est une question qui revient souvent donc je vais vous faire des petits cadeaux, le premier c'est un dessin qui explique quelle relation je donne entre les différentes dimensions de la pale puis un tableur supplémentaire que vous pouvez allez télécharger avec les autres. Il vous aidera a calculer rapidement les dimensions de vos pales. Il ne sert pas à calculer les pales a partir du profil choisi, c'est juste pour les dimensions vue de face (c'est déjà pas mal).

 

Effacement Latéral

L'effacement latéral est l'un des moyens les plus simples pour protéger son éolienne contre les sur-vitesses de vent et pour réguler la puissance de sortie du générateur. Comme je dis souvent : "un petit dessin vaut mieux qu'un grand discours ! "

Cliquez sur l'image pour l'agrandir et trouver les explications nécessaires.

Électronique

Ah quels jolis maux que voilà ! L'électronique fait partie intégrante de la conception de votre installation éolienne, ne la négligez pas. Je dirais presque qu'il faut s'en occuper avant même de construire votre éolienne dans certains cas, et oui ! Si votre machine n'a pas de régulateur de tension ou de charge (alternateurs) par exemple, vous ne pourrez pas la brancher sur une batterie ! Si vous n'avez pas de protection contre les surcharges ou les décharges excessives, pas question de laisser votre installation sans surveillance le week-end ! Cela dit, pour moi la première réalisation fut certes très instructive mais m'a aussi demandé quelques cachets d'aspirine ! En effet, l'électronique est régie par des lois qu'il faut soit connaître, soit suivre sans chercher à comprendre. Hélas, ce n'est pas mon cas ! Comme m'a dit un ami :" David ! Ne cherchez pas àréinventer la roue !". J'ai du mal à me contenir mais l'électronique à su me freiner un peu ....

Mât de bateau :

Pour mettre en place mon anémomètre, j'ai échangé un mât de mini cata contre une réparation de coque. Le mât mesure 8,6 mètres, de diamètre 10 cm et ayant pour matériau l'aluminium. Il est un peu voilé mais il fera l'affaire ! Cela pourrait aussi servir pour mettre une petite éolienne dans un terrain bien dégagé !

MOTEURS EN GÉNÉRATEUR

Ça c'est une bonne idée ! Pour les puissances au-delà de 1500 W je pense que ce n'est pas mal. Comme on peut le voir ci-dessous, les alternateurs de voiture le font très bien (avis strictement personnel). Je n'ai pas encore l'expérience pour penser autrement, l'avenir nous le dira !

Il y a plusieurs possibilités :

  • les moteurs asynchrones, les plus performants, voir comment faire
  • Les moteurs synchrones, peu puissants et difficiles à mettre oeuvre
  • les moteurs CC à aimants permanents, très petits mais faciles pour tout autre usage, au moins des maquettes.

Où trouver d'autres infos ?

Dans ma page de liens, j'ai mis tous les liens Francophones que j'ai trouvés sur le Net et qui parlent principalement d'éoliennes. Si elles y ont une place de choix, il y a quelques liens vers le solaire thermique.

 

Pas Variable

Qu'est ce que c'est ? C'est une technique particulière qui consiste à modifier l'angle d'attaque des pales pour obtenir le meilleur rendement et une protection très efficace contre les excès de vitesses de vent ou de rotation du rotor.

Comment ça marche ? Il existe plusieurs méthodes pour faire varier l'angle des pales: les systèmes à commande électrique ou hydraulique et les systèmes à masselottes ( je ne connais que cela pour le moment).

Pour les systèmes électrique et hydraulique, allez voir le site de WindPower, de belles images en perspectives.

Pour les systèmes à masselottes je vous propose 3 photos des 2 réalisations de l'ami Rémi dans le sud-ouest de la France.

Pivot de nacelle

Pour que votre éolienne puisse suivre le vent, il faut qu'elle puisse tourner sur elle même. Pour cela on utilise un pivot de nacelle. Plusieurs solutions existent pour les auto-constructeurs: il faut faire un choix en fonction de la taille et du poids de votre nacelle :

  • Roulement à billes : pour les petits modèles
  • Moyeux de roue avant de véhicule, à choisir en fonction de votre nacelle
  • Couronne à billes, pour les grandes éoliennes

Je vous parlerai de mes expériences en la matière quand je serai à ce stade sur mon éolienne. Je choisirai la deuxième solution.

Régulateur de tension

Je ne vous ferai pas dans cette page une longue explication. J'ai fait une page spécifique, cliquez sur "la suite".

LA SUITE

Rendement énergétique

Ce terme revient souvent dans les expressions employées par ceux qui s'intéressent de près à la technique. Mais qu'est-ce exactement et pourquoi devons nous tant y faire attention ?!

En fait, lorsque on parle de rendement il faut entendre une définition plus longue : "c'est la capacité d'un système à restituer une partie de l'énergie qu'il reçoit ou a reçu." Ouah ! Burk ! mais non, mais non, c'est pas du japonais !

Pour simplifier comme j'aime :branchez un moteur électrique, il consomme 1000 watts, mettez sur son axe un "détecteur" de force mécanique: il indiquera 850 watts. Ce moteur a donc un rendement de 85 %. (1000 watts est la puissance absorbée et 850 watts c'est la puissance restituée)

Mais qu'en est-il pour nos éoliennes ? Il faut inverser le processus de calcul : admettons que nous fabriquions un rotor d'éolienne qui a une puissance mécanique de 1000 watts, il est installé en prise directe sur un générateur. Lorsque le moteur fonctionnera à sa puissance nominale, il produira 850 watts de puissance électrique: ce générateur a un rendement de 85 %.

C'est l'addition des éléments et de leur rendement propre qui influera sur la puissance réellement produite au bout du fil:

  • rotor = 1000 watts
  • multiplicateur de bonne qualité par ex. 95% de rendement, il reste 950 watts
  • générateur asynchrone par ex. 80 % de rendement , il reste 760 watts
  • câblage d'une certaine longueur, peu de perte en ligne par ex. 98% de rendement , il reste 744,8 watts
  • batterie qualité standard par ex. 60 % de rendement, il reste 446 watts
  • sachant qu'il est préférable de ne pas utiliser plus de 15 % de l'énergie des batteries* il nous reste 66,96 watts !

Eh bien ! notre rotor développait au départ 1000 watts de puissance mécanique et il ne nous en reste plus que 66,96 à dépenser dans nos appareils électriques ! Voilà pourquoi il faut limiter autant que possible les éléments entre la production et l'utilisation !

Je vous souhaite une excellente conception !

* les batteries font l'objet d'une page spéciale

Rendement optimal de quelques générateurs

Informations données à titre indicatif sans garantie

  • Moteur asynchrone en générateur : 85 % à partir de 2000 watts
  • Moteur asynchrone en générateur : inférieur à 85 % en dessous de 2000 watts
  • Alternateur automobile en version origine : 50 % dans le meilleur des cas
  • Alternateur rembobiné : de 40 à 60 % selon les estimations de plusieurs personnes
  • génératrice à courant continu : 50 à 60 % selon un de mes contacts
  • moteur à aimant permanent en générateur : 95 % mais moins si de mauvaise qualitée

Si vous avez d'autres informations sur ces générateurs ou sur d'autre types de générateurs, je suis preneur !

Rendement optimal de quelques multiplicateurs

Informations données à titre indicatif sans garantie

  • Multiplicateur mécanique hélicoidaux : 95 %
  • couroie standard : 60 %
  • courroie découpée : sans doute un peu mieux que 60 %
  • courroie poly V : 98 %
  • chaîne de vélo ou de moto : inconnu

Si vous avez d'autres informations sur ces multiplicateurs ou sur d'autre types, je suis preneur !

Sécurité !!!!

La sécurité est primordiale en toutes circonstances, pendant la réalisation, la mise en place et l'utilisation !

Deux exemples avec photos :

la première est de moi: j'ai voulu mettre en place mon éolienne de 100 watts tout seul, sur un support provisoire en plus ! résultat ! : plus de rotor !! quand on sait le temps que ça prend à construire !?

Le second exemple c'est l'éolienne de l'ami Rémi, 6,5 mètres de diamètre par terre à cause d'un vent de 25 km/H !! pourquoi !? à cause d'un axe de pivot défaillant qui s'était fissuré, la fissure devint trop grande un jour et patatra !!! une descente de 12 mètres ! : plus de pales, plus de pas variable, plus de nacelle et du boulot en perspective !

D'où l'importance de bien placer son éolienne, pas trop près de la maison !

Tableurs de calculs

Depuis que je veux faire une éolienne, j'ai fait beaucoup de calculs, souvent différents et souvent les mêmes avec juste un paramètre qui change. Alors j'ai fait des tableurs de calculs pour me faciliter la vie et économiser quelques neurones (de toute façon ,je les utilise ailleurs quand même !). Allez à ma page spéciale : Tableurs de calculs pour vous faciliter l'éolien !

Triphasé

En voilà un drôle de mot !? il va falloir le maîtriser un peu quand même si vous voulez faire du carburant électrique ! Remarquez, vous pouvez aussi en faire sans comprendre !? Mais en comprenant comment ça marche, on trouve plus facilement si cela ne marche pas ! Enfin, c'est mon avis.

Alors voilà, quelques informations de plus en électricité,

Et n'oubliez pas !!!! Amusez vous bien !!!!

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