Alternateur Automobile pour faire une éolienne,

Qu'elle bonne idée que voilà ! facile à trouver en récupe dans les casses ou chez les ferrailleurs, éventuellement facile à bricoler, facile de trouver des pièces de rechange si besoins, et en plus les explications pour apprendre et comprendre,

Les lignes qui suivent sont un complément à ce qu'il faut savoir pour rembobiner un alternateur, avant d'aller plus loin, allez sur le site de Moulinette, vous y apprendrez la majorités des information nécessaire pour modifier votre alternateur, ensuite vous pourrez revenir sur cette page.

Voilà, à ce stade vous savez rembobiner un alternateur , pour le sujet qui nous intéresse dans cette page il s'agit des alternateurs de voitures ou de camions éventuellement, vous savez donc que les alternateurs après quelques modifs du genre rembobinage du stator permettent de produire du courant à plus basse vitesse (voir mon tableur ), en contre partie il produise moins qu'à l'origine, je vais vous donner quelques truc et astuces qui viennent de mes rencontres avec d'autre bidoullieurs de générateurs et aussi de quelques uns de mes tests, vous verrez, c'est surprenant ce que l'on peut trouver !

Première chose dont je vais parler, le rembobinage d'un stator d'alternateur, avant de le faire une fois je croyais que c'était dur à faire, serte ce n'ai pas d'une évidence flagrante mais ça peut se faire avec un peu de patience et de méthode, pour ma part le débobinage à prit environ 2 heures et le rembobinage environ 3 heures, ensuite il faut ajouter le remontage de tout les morceaux, sans doute 2 bonnes heures avec la peinture du nouveau bobinage mais j'ai pas regarder a la dépense en matière de temps,

Pourquoi ne pas faire faire le rembobinage ?! excellente question ! c'est d'ailleurs ce que penser faire au départ mais le prix de 240 € et le fait que le praticien n'était pas sûr de lui mon convaincu de le tenter moi même, après tout les 400 grammes de fil ne m'aurons coûté que 6 € !

Pour le rembobinage je dois aussi vous faire part d'une différence par rapport à ce qui se fait en principe, moi je décale de 2 encoches les bobines, ce n'est pas de moi, c'est l'un de mes contact qui me l'a expliqué, ça fonctionne aussi bien et surtout les connexions finales sont beaucoup plus aisées ! voir dessin ci-dessous :

Seconde chose dont il faut parler, comme vous devez le savoir quand on décide de rembobiner un alternateur on divise la vitesse de rotation de production en multipliant le nombre de spires par encoche, EX 4 , en théorie c'est comme cela que ça marche mais il faut prendre en compte un paramètre supplémentaire, le type de branchement des bobines, et oui si vous diviser par 4 et que votre alternateur est brancher d'origine en Triangle, vous n'obtiendrez pas forcément 4 fois moins de puissance a une vitesse 4 fois plus basse, voir ci dessous :

En Étoile l'alternateur donne plus d'importance a la TENSION

En Triangle c'est la PUISSANCE qui est privilégier mais au prix d'une vitesse de rotation plus élevé

Admettons qu'à l'origine votre alternateur donne 50 A à 8000 tr/mn branché en triangle, si vous le rembobinais avec un rapport de 4 et que vous le branché en étoile, il y a fort à parier qu'il s'amorceras vers 500 tr/mn et produira sa puissance nominale vers 1500 tr/mn soit 5,33 moins vite, par contre vous n'êtes pas sûr d'obtenir vos 12,5 A, cela dit pleins de paramètres entre en ligne de compte et pour le moment je n'est pas assez d'expérience dans le domaine pour aller plus loin sur ce sujet.

Troisième sujet sur les alternateurs, le rendement énergétique de ces bestioles, et oui, il faut en parler car cela aura vite des conséquences sur la réussite de vos projets électrique, surtout en matière de puissance de sortie, voir ma page "expériences éoliennes",

J'indique donc un rendement de 40 à 60 % selon les estimations de plusieurs personnes, personnellement je m'approcherais plutôt des 40 % au vus d'un test que j'ai fait, il s'agissais de vérifier la consommation éclectique du rotor au moment de l'amorçage puis en fonctionnement, et là je doit dire que j'ai était surpris du résultat, j'ai pris le temps de faire des photos,

Résultats des courses pour l'alternateur rembobiner de ma 220 watts, à 0 tr/mn consommation du rotor 0,08 A (normale c'est un amorçage forcé) envoyé dans la batterie 0 A (évidement ), à 250 tr/mn et une fois que l'amorçage et fait le stator consomme 2,65 A ! et l'alternateur n'envoie rien dans les batteries ! et enfin à 750 tr/mn le rotor consomme 3,89 A pour donner 6,3 A aux batteries ! Dur Dur la culture !?

Qu'elle leçon tiré de cette expérience pour notre éolienne ? hé bien il faut ce dire que notre hélice devra développer au moins 2,65 A (32watts) de puissance mécanique rien que pour pouvoir amorcer l'alternateur ! voyez que faut y penser au rendement, c'est rapide, c'est pas cher, c'est facile, mais ce n'est pas performant, on ne peut pas tout avoir !

Bon, je ne vais tout de même pas jeter mon alternateur !? ben non, il marche quand même et je me fais bien plaisir, tout ce qui compte c'est que ça fasse du jus, pourvus que mes pales puissent subvenir aux besoins du générateur...

Quatrième paramètre à prendre en compte et au quel je ne m'attendais pas pour être honnête sais le moment d'amorçage de l'alternateur, en effet mon expérience précédente était une génératrice a courant continu de 100 watts branché en shunt dont l'amorçage se faisais presque graduellement, en douceur pourrait on dire, avec l'alternateur c'est plus pareil, c'est d'un cou brusque.

Pour les premiers essais c'était amorçage vers 550 tr/mn puis le champs magnétique fesais descendre la vitesse à environ 300 tr/mn en l'espace de 2 secondes, la perceuse apprécie moyennement la blague !

Pour le montage actuel j'ai changé la résistance d'entrée pour que l'alternateur s'amorce vers 610 tr/mn puis la vitesse descend au alentours de 350 tr/mn,

Pourquoi avoir décider de produire l'amorçage plus tard ? on pourrait pensé que plus l'alternateur s'amorce tôt plus il produit a des vitesses de vents basse ! he bien en fait ce n'est pas tout à fait comme cela que ça fonctionne, il faut garder à l'esprit que les pales développe un couple de démarrage puis une force mécanique qui sera transformée en électricité par le générateur,

Premiers essais en extérieurs avec le premier montage électronique d'amorçage :

  • vent 10 km/h - vitesse de rotation à vide 300 tr/mn - puissance pales 2 watts - puissance Alternat 0
  • vent 15 km/h - vitesse de rotation à vide 550 tr/mn - puissance pales 25 watts - puissance Alternat 32 watts (car il s'est amorcé)la vitesse descend brutalement à 300 tr/mn
  • vent 25 km/h - vitesse de rotation en charge 300 tr/mn - puissance pales 25 watts - puissance Alternat 32 watts (les pales n'arrivent pas à suivre, l'alternateur ralentit jusqu'à se désamorcé puis c'est repartit pour un tour.)

Pourquoi les pales non elle pas tournée plus vite ?! pourquoi même avec des rafales de vents le rotor refusais de tourner plus vite ?! et bien c'est parce que l'alternateur c'est amorcé au moment ou les pales développais 25 watts et elles ne pouvez donc pas passer le cap de l'amorçage de l'alternateur, dommage !

Le sort en est il jeter !? dois je refaire des pales plus grandes ?! la suite au prochain épisode ....

Mars 2003 ! Nouvel épisode !

Bon, me revoilà avec mon alternateur et mon "obsession" de ne pas lui mettre des pales plus grandes pour le faire tourner, imaginez donc ! pour le démarrage d'accord mais après ! un rotor 3 fois trop puissant ! tous ça parce que MONSIEUR le rotor d'alternateur s'amorce quand bon lui semble et en plus en consommant tout plein dès le départ ! Et ben moi je suis pas d'accord !!!!

J'ai donc réfléchi, et oui ....

Comme on dit:" une petite image vaut souvent mieux qu'un long discourt", vous en avez de la chance ! vous aurez les deux pour le même prix !

Attention, les explications ci-dessous sont là pour la bonne compréhension de l'histoire et du système, mais en fait un nouveau régulateur de rotor tachymétrique est maintenant au point, vous en trouverez les explications et le schémas sur la page qui lui est consacré, finissais de lire cette page pour tout bien comprendre, c'est mieux.

Sur la droite voici les courbes de puissances de mon rotor de 133 cm et celle de mon alternateur aux différentes vitesses de rotations, que remarquez vous ? et bien que la puissance de l'alternateur est plus importante dans les petites vitesses ! ceci expliquant cela mon rotor de 133 cm ne pourra pas passer le cap de l'amorçage.

Réflexion technique : "faudrait que la courbe de puissance de l'alternateur soit en dessous de celle des pales", mais sans augmenter la taille des pales et sans diminuer la puissance nominale du générateur, d'autant qu'il a fort a parier que le rotor consommera toujours autant à l'amorçage donc sans intérêt comme idée (selon moi - faudrait essayer )

Autre réflexion : il me faudrait un régulateur de rotor qui donne du courant en fonction de la vitesse de rotation pour que la puissance augmente graduellement", mais moi je ne suis pas un grand pro en électronique ! en plus plus on en met plus ça risque de tomber en panne ! faut donc faire simple !

Et voilà qu'après plusieurs essais plus ou moins fructueux avec différents trucs j'ai "inventé" un régulateur de rotor tachimétrique, mot barbare pour dire :"en fonction de la vitesse de rotation", ben me voilà inventeur maintenant ! en tout cas se qui compte c'est que je ne suis peut-être plus obligé de changer les pales de mon éolienne !

Ci après voilà les courbes de puissance de mon rotor de 133 cm et celle de mon alternateur une fois régulé, comme vous pouvez le constater la puissance du générateur ne dépasse jamais celle du rotor, les puissances indiqué additionne le rotor et le stator de l'alternateur,

Comment ai je fais ?

En fait j'utilise de principe de base de deux éléments différents et je l'ai combinent, à savoir :

  • les transistors laisse passer un courant plus ou moins important entre leur collecteur et leur émetteur en fonction du courant émis sur leur base.
  • les moteur a courant continu ont un courbe de tension à vide proportionnel à leur vitesse de rotation.

Vous commencez à piger ?!

Je polarise un transistor de puissance avec un moteur CC monter directement sur l'arbre du rotor d'alternateur, plus l'éolienne tourne vite plus le moteur CC envoie du courant sur la base du transistor et plus celui ci envoie du courant au rotor de l'alternateur, tellement évident qu'on se demande comment on n'y a pas pensé plutôt !

Ci dessous le schéma de principe, cliquez sur l'image pour l'agrandir.

 

Pour exemple mon moteur CC produit 4 volts de tension à vide à 1100 tr/mn

Il vous faudra faire différents essais pour trouver le bon compromis entre vos éléments, pour ce qui me concerne tout mes bidules électroniques sont fait avec de la récup, c'est par la suite que je passerais a du neuf pour des raison de garanti de fonctionnement dans le temps.

Je pense que l'on peux imaginer rajouter un condensateur par là et une self par ici histoire d'affiner la courbe, je vous laisse faire en fonction de votre inspiration, vous avez le principe de base, y a plus qu'a faire plein de watts avec !

J'émet tout de même quelques réserves :

  • faire attention que la base du transistor de puissance accepte la polarisation par un moteur CC
  • dans les petites vitesses le rotor consomme plus qu'il produit donc il décharge la batterie, c'est très peu mais il faut le savoir , 100 à 400 Milliampères pour mon cas,
  • rajouter éventuellement un régulateur de rotor tension car le régulateur tachimétrique ne le fait pas et il faut installer un régulateur série (voir page régulateur de tension)

Pour faire mon premier test j'ai fait un montage rapide de l'éolienne, j'était trop pressé de vous faire partager mon idée !

Et la voilà dehors devant mon atelier

Une autre photo pour le plaisir.

Résultat du test grandeur nature

Eh bien tout vas comme prévu ! l'éolienne commence à produire à 15 Km/h de vent, enfin, 0,01 A et 0,65 A à 18 Km/h, je n'avait pas des vents très favorable pour faire mon test mais de toute façon l'essentiel est obtenu, l'éolienne produit désormé ses watts avec un rotor de seulement 133 cm de diamètre !
L'autre chose prévue c'est la consommation du rotor de l'alternateur a basse vitesse, il prend 0,01 A à la batterie à 12 Km/H et 0,35 A vers 14 km/H, au delà l'éolienne commence a envoyer du courant dans la batterie, ouf !.

Et bien nous voilà à la fin de cette page, j'espère que vous avez tout compris, si ce n'est pas le cas demandez moi.

je vous souhaite de bonne heures de conceptions et d'essais, tenez moi au courant !

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