toute petite centrale hydro en cours de réalisation

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domwood
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par domwood »

salut
ca a vraiment de l'importance, cette valeur ? j'aurais imaginé que c'était le choix de l'injecteur qui adapterait l'ensemble à l'alternateur obtenu.
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sim's
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par sim's »

oui , tout a fait. le choix du diametre de l'injecteur pour une hauteur de chute definie donne le débit et donc la puissance sur les augets de la pelton .

jusqu'a maintenant je pensais pouvoir me passer du couple , mais comme je galere un peu avec le rendement de mon alternateur , cad ce qu'il va produire avec la puissance fournie a l'arbre , j'aimerais bien faire quelques petis calculs , comme en plus j'ai le temps.

si mon alternateur n' a pas la capacité d'absorber la puissance du gisement en eau que j'ai , ça serai dommage. a priori c'est bon vu que je suis arrivé a lui tirer 200 watts en tournant a fond de biceps (c'est d'ailleurs le scoop du jour ! lol! ) donc je peux encore jouer sur la quantité d 'aimant si je veux encore abaisser sa vitesse de production. mais je me suis dis que si je mesurai le couple , ça me permettrais justement de pouvoir l'ajuster au mieux au couple que genere les 5 ou 7 l seconde sous 3.30 a 5.60 metres de chute (ou autrement dis : m'aider a faire un tri parmis les choix que j'ai :) et prendre le meilleur compromis...)

enfin , je pense que je vais me contenter des tests in situ... mesurer le couple , ça s'annonce galere! :-|

domwood
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par domwood »

Bonjour

Oui, ça semble compliqué d'obtenir des données fiables.
Je constate que les calculs ne te font pas peur. bravo.

As-tu commencé à fabriquer tes injecteurs ?
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sim's
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par sim's »

non , j'ai encore rien fait de ce coté la. je pense que je vais d'abord trouver le tuyau avant de faire le ou les injecteurs.
peut etre je vais les stratifer en fibre et résine sur un master. la meilleure solution pour avoir une forme hydrodynamique d'apres un diametre de conduite forcée et un diametre de sortie comme ceci ou comme cela. parce qu'il semble qu'il y a vite pas mal de perte de charge a cet endroit là si c'est taillé a la serpe...

sim's
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par sim's »

ah! j'ai oublié de préciser :

pas de pointeau pour regler le débit , pas de vanne. on vas faire simple et pas cher. pour le tout ou rien juste je mettrai a la prise d'eau un coude amovible (le meme principe qu'il y a dans certain evier de plonge pour les remplir : un tuyau qui s'emboite dans la bonde ) si je veux faire tourner la turbine , j'enleve cette pipe , si je veux arreter la turbine je remet la pipe et l'eau non turbinée s'en va par le deversoir avec le reste.

je lorgne sur leboncoincoin les tuyau d'irrigation en vente , mais pour le moment c'est soit tres cher , soit trop loin,soit de diametre trop petit... mais ya le temps.

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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par domwood »

Bonsoir

on trouve pas mal d'illustrations sur google. Il semble que l'usure soit aussi à considérer. ça parle d'inox. Tu as une idée du diamètre de sortie ?
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sim's
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par sim's »

oui , mais faut pas oublier que ma pelton est particuliere! lol! avec ses meme pas 10 metres de hauteur de chute a une pression de meme pas 1 bar , des vitesses d'eau d'une dizaine de metre seconde tout casser , l'usure n'est pas du tout la meme qu'une pelton avec 100 metres de chute avec ses 10 bars et la vitesse de l'eau de 150 km/h :)

le diametre des injecteurs il va etre compris entre 1.5 et 3 ou 4 cm de diametre environ selon la hauteur de chute que je vais choisir ( 3.5 , 4.6 , 5.5 ou 7 metres , ça dépendra de ce que je vais trouver niveau tuyau pour la conduite forcée , pour 3.5 metre de hauteur de chute je m'en sort avec 30 metres de tuyau , pour 7 metre de hauteur de chute il m'en faut 140 metres...)

apres , bien sur pour le diametre de l'injecteur , je me lance pas dans le calcul fastidieux avec une feuille de papier et un crayon , ya the calculette en ligne ici : https://hydroturbine.info/formules-et-c ... njecteurs/

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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par domwood »

Bonjour

Donc 3 à 5 litres secondes, pour rappeler l'ordre de grandeur du débit, et 1,5 à 4 cm de diamètre.

Une lance incendie ? :oops:
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par mbn du puy »

sim's a écrit :
mar. avr. 27, 2021 21:54 pm
oui , mais faut pas oublier que ma pelton est particuliere! lol! avec ses meme pas 10 metres de hauteur de chute a une pression de meme pas 1 bar , des vitesses d'eau d'une dizaine de metre seconde tout casser , l'usure n'est pas du tout la meme qu'une pelton avec 100 metres de chute avec ses 10 bars et la vitesse de l'eau de 150 km/h :)

le diametre des injecteurs il va etre compris entre 1.5 et 3 ou 4 cm de diametre environ selon la hauteur de chute que je vais choisir ( 3.5 , 4.6 , 5.5 ou 7 metres , ça dépendra de ce que je vais trouver niveau tuyau pour la conduite forcée , pour 3.5 metre de hauteur de chute je m'en sort avec 30 metres de tuyau , pour 7 metre de hauteur de chute il m'en faut 140 metres...)

apres , bien sur pour le diametre de l'injecteur , je me lance pas dans le calcul fastidieux avec une feuille de papier et un crayon , ya the calculette en ligne ici : https://hydroturbine.info/formules-et-c ... njecteurs/
Le lien est intéressant. :cool:
J'ai noté "La vitesse angulaire est calculée en fonction du diamètre primitif de la roue Pelton (au point ou le jet rencontre les augets de la roue) et de la vitesse de l’eau en sortie d’injecteur.
La vitesse angulaire ω, aussi appelée fréquence angulaire, est une mesure de la vitesse de rotation. Elle s’exprime en radians par seconde (rad.s-1) mais reste couramment donnée en tours par minute (tr/min).
Attention, ce calcul n’est valable qu’à vide (sans couple fourni) car si les augets accompagnent la masse d’eau de façon synchrone il n’y a pas d’effort entre eux donc pas de couple. En charge, le rendement d’une roue Pelton est optimal lorsque la vitesse tangentielle de la roue est égale à la moitié de la vitesse à vide (0.48)"

sim's
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par sim's »

oui! c'est interressant de fournir ici tous ces détails , ça evite a ceux qui lisent de devoir prendre en main ce site et lire les nombreuse page qu'il comporte.

ce qu'il y a de chouette , c'est qu'un régulateur MPPT trouve tout seul ces 0.48n (n c'est le symbole utilisé pour la vitesse a vide).

j'ai bien sur pas oublié qu'il faut diviser par deux la vitesse a vide pour definir la vitesse de rotation de l'alternateur...

je livre quelques résultats qu'il a fallu que je passe a la moulinette pour bien me situer...

chute de 4 metres :
diametre pelton de 40 cm : 3.5 tours seconde a vide
" " 35cm : 4.03 " "
" " 30 cm : 4.7


chute de 5 metres :

diametre pelton 45 cm : 3.5 tours seconde
40 3.94
35 4.5
30 5.25

ainsi de suite pour 6 metres et 7 metres avec le max a 7 metres : 6.22 tours seconde (toujours a vide) avec un diametre pelton de 30 cm

mais attention! faut aussi calculer les perte de charges dans la conduite forcée (ce que permet ce site ,encore et entre autre! ). si on met un tuyau pas assez gros pour la longueur que l'on a besoin , ça diminue la hauteur de chute effective.

bref , ce site avec ces calculettes , c'est un outil formidable qui fait economiser beaucoup de temps , et qui ne fait pas d'erreur de calcul... :allah:

je souffle un peu... l'alternateur produit ce qu'il faut dans ces gammes de vitesse de rotation , soit aux alentours de 2 tours secondes . c'est presque un miracle , j'ai fait ça a bisto de naz d'apres le livre de Hugh Piggott , qui n'utilise pas de noyau magnetique dans les bobines de ses alternateurs et des aimant du coup beaucoup beaucoup plus puissants... du coup extrapoler d'apres cela m'a donné beaucoup de sueur froide...

je me suis un peu penché sur l'accouplement turbine alternateur... je m'arrache les cheveux! lol! j'exposerais cela quand j'aurais trouvé la solution.

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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par domwood »

expose ton accouplement si tu veux. j'aime bien les trucs qui tournent, je suis aussi très souvent confronté.

à faible vitesse de rotation, ça simplifie la donne.
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par j2c »

Je me disais, pour tes essais, ta conduite forcée pourrait être faite avec du PVC de descente de goutière.. ou du PEHD (mais bonjour les perturbations à l'écoulement).

C'est pas très cher, et ça te permettra de mettre au point certains détails avant de couler dans le marbre une conduite solide (et lourde)
CESI Auto installé en région parisienne en 2013 et démonté en 2017.
http://forum.apper-solaire.org/viewtopic.php?f=41&t=9908 : Nouveau projet solaire
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par mbn du puy »

sim's a écrit :
sam. avr. 24, 2021 16:52 pm
quelqu'un aurait un protocole assez simple pour mesurer le couple que je dois développer pour faire tourner l'alternateur a 120 rpm et produire ces 160 watt electrique?
... il y a très très longtemps dans les TD, on mesurait le couple d'un moteur avec une génératrice de charge, montée sur balance, et donc le couple se résumait à une mesure de POIDS, et de bras de levier .. Voir image. La qté d'eau qui équilibre ainsi que le récipient, on mesure sur une balance de ménage assez précise ... Le peson de voyage n'est pas très précis, mais bon ça peut dégrossir ... ensuite on a bien sûr P = C x oméga ... cqfd.
En mesurant la puissance sur l'alternateur on obtient son rendement par division des 2 valeurs.
Pour la perceuse, faire varier la vitesse au moyen de la gâchette risque de ne pas être simple, le mieux sur perceuse secteur, serait un transfo à variateur .. la vitesse variant avec la tension (et le couple).


Sinon pour la vitesse, un strobo, mais il faut en avoir 1 ... avec tes TRES faibles vitesses de rotation, on peut tenter le fil qui s'enroule sur une bobine, et chronométrer le passage de 2 indexes ... c'est un peu plus chaud .. et il faut bien se préparer ... LOL ... Bien sûr il faut avoir un diam d'enroulement bien connu, et un fil (à coudre) fin .. le reste c'est du calcul facile.
aper couple.jpg
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par mbn du puy »

Sim, voilà ce que j’ai trouvé

Calcul : http://www.moreau-fr.net/calcul/index.php

le lien que j'ai trouvé, ne fait que ce que ton lien fait (mais intégré en une seule fiche) par contre il y a un bug .. la perte de charge de la canalisation ne se calcule pas ... du coup faut le faire à la main et rentrer le H en bout de cana, et pas celui de départ.
Pour les valeurs 5 l/s, H=4m, et roue de 40 cm .. on retrouve tes chiffres.
Et bien sûr la vitesse réelle de la pelton doit être de 3.5 tr/s à rendement max (mais c’est pas obligatoire)
Calcul simple de deltaP en régime turbulent : deltaP = 0.02 x L/d x Ro x V²/2 avec V = Q/Sect
Delta P en Pa
L en m
d en m Ro kg/m3
V en m/s et
Sect en m² ... = pi x d²/4

Voici la fiche avec les mêmes valeurs indiquées plus haut en rouge. Puissance théorique 200 W, en pratique avec les rend (à confirmer 180W à l'arbre, et 140 W électrique)
pelton aide aux calculs.JPG
pelton aide aux calculs.JPG (53.64 Kio) Vu 1058 fois
Le débit d'eau est donné effectivement par la pression à l'injecteur (donc la haut de chute moins la perte en ligne) et son diamètre. Pour les valeur en rouge c'est 26.8 mm. Le diamètre de la canalisation, ne dépend que d'un compromis ... long, perte de charge et cout ... En pratique faudrait faire qq calculs, et Sim seul toi tu connais la géométrie des lieux, ainsi que les hauteurs de chute fonction de la long de cana.
Finalement, tu as raison de vouloir estimer comment fonctionne ton alternateur car c'est la première variable d'ajustement (attention à sa vitesse de rotation ... il me semble qu'il y a une erreur là-dessus) ... pour ça faut une bonne perceuse, et un peu de bricolage. Après, le débit du ruisseau a son importance, mais si on double la hauteur de chute on double la puissance (hors pertes de charges) .. Voilà une deuxième variable ... mais les vitesses de l'eau bougent, le diamètre de la roue devient une troisième variable pour boucler sur la puissance de ton alternateur ...
Projet intéressant :roll: , pas si facile ....
pelton aide aux calculs.JPG
pelton aide aux calculs.JPG (43.82 Kio) Vu 1056 fois

sim's
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Re: toute petite centrale hydro en cours de réalisation

Message par sim's »

merci! tous ces messages sont super interressants!

pour l'axe de la turbine , c'est en cours , ça y est. je poste des photos dès que c'est assez avancé pour qu'on y comprenne qqch. là j'ai une piece chez le tourneur , il va me tourner les portées des roulements , chose que je ne me sentais pas de faire sur le petit tour de mon pere , ça me ferait trop c**er de rater ma piece en alesant pas comme il faut! pas envie de recommencer! lol! . enfin , c'est quand meme bien cool d'avoir un petit tour a disposition , je peux tourner tout le reste.



tres cool ce protocole de test pour définir le couple , et a ma portée , merci ça va m'inspirer je pense!

pour la vitesse de rotation sur banc , a ces valeurs un metronome est un bon outil , faut juste maitriser le déphasage pour savoir si ça tourne un poil plus vite ou un poil moins vite pour mettre synchro le metronome ou l'alternateur. je me suis un peu entrainé avec Steve Reich . lol! je met du coup un petit tuto pour qui voudrait maitriser le dephasage! mdr! https://www.youtube.com/watch?v=sCKwbDcT10w




pour les pertes de charges , le site hydroturbine propose aussi la calculette pour. (le site en lien plus haut )

malheureusement 10 metres de conduite forcée pour 4 metres de chute ne suffiras pas , je suis pas en montagne , snif... pour 3.30 m de chute il me faut 30 metre de tuyau ,pour 4.5 m de chute il faut 65 metres de tuyau et pour 5.5 m de chute il faut 85 metres de tuyau. si je veux 7 metre de hauteur de chute il me faut 140 metres de tuyau.

du 150 mm serais l'idéal pour pouvoir utiliser au mieux le potentiel avec 7 metres de chute. mais 140 metre de tuyau en 150 mm , c'est tres tres cher (pour mon budget! ) quel que soit le materiau utilisé.
en revanche , si j'arrive a trouver un enrouleur d'irrigation de réforme dans les 2/300 euro pas trop loin et avec 300 metres de tuyau dessus de 100mm de diametre , ça peut le faire...
sinon je me rabattrai sur du tuyau d'evacuation d'eau usées (ou descente de goutiere , c'est la meme chose) et une hauteur de chute moindre et du coup moins de longueur de conduite forcée. j'ai vu que bico machin pas trop trop loin de chez moi a les 4 metres de tube en 100mm a 6.5 euro.

le choix des 20 cm comme diametre pelton dans les calculs en exemple dans le post plus haut est trop optimiste. je ne pense pas pouvoir descendre en dessous d'un diam pelton de 30 cm. 35 cm serait meme plus mieux , les godets sont gros pour avaler les "litres/seconde", indispensable en basse chute... et du coup ça deviens compliqué de caler sur un si petit diametre les augets. en tout cas merci mbn du puy ,tes calculs ça fait des elements de comparaison et rassure face aux erreurs que je pourrais commettre! j'en suis malheureusement pas a l'abri!

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