Inventions, hydroliennes, mini turbines, vortex

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Modérateurs : moulino51, MHEC

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dB-)
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Re: Turbine portative, hydrolienne, mini turbine, ...

Message par dB-) »

Bonjour,

ce qui fait toute l'efficacité des anciens moulins ou des turbines actuelles, c'est que l'eau est d'abord retenue par un seuil qui crée une chute artificielle ou accentue une chute naturelle, puis guidée vers une roue ou une turbine qui va exploiter avec un excellent rendement toute son énergie.

La stupide chasse aux seuils qui est faite actuellement met en avant les hydroliennes, qui seraient ichtyomachinchouette, mais ce type de machine, implantée en surface ou au milieu d'un cours d'eau, n'exploite que très mal et très partiellement sa puissance, et à mon avis les termes "hydrolienne" et "compacte" que vous utilisez sont incompatibles !

Pour générer une puissance intéressante dans la majorité de nos cours d'eau dont la vitesse est inférieure à 2 m/s, une hydrolienne sera forcément volumineuse, lente, fragile, coûteuse et gourmande en maintenance.

Je ne mets pas en doute le travail d'étudiants ou leurs calculs, et il est légitime de vouloir créer quelque chose (je dois bien avoir 50 projets en tête, avec aussi des hydroliennes, une drague robotisée, un désherbeur solaire guidé par GPS et autres babioles... :ghee: ), mais je constate simplement que la plupart des projets d'hydrolienne sont des gouffres en développement, et n'aboutissent pas. A ma connaissance, il n'existe pas d'hydrolienne qui soit en fonctionnement depuis 20 ans par exemple.

Si on reprend votre puissance à l'arbre de 500 W @ 20 tr/min, personnellement j'utiliserais un simple multiplicateur à courroie crantée fine, ou encore à courroie striée, à un seul étage, pour passer par exemple à 250 tr/min et attaquer un petit PMG à 12 paires de pôles qui pourra donner directement du 220 Vac 50 Hz et qui se synchronisera sur le réseau (prévoir évidemment un disjoncteur, un contacteur et un relais de détection de retour d'énergie pour se déconnecter du réseau en cas de freinage ou blocage de l'hydrolienne).

Une version un peu plus sophistiquée, avec un petit PMG triphasé, puis redresseur, filtrage et onduleur PV permet de faire varier la vitesse de l'hydrolienne, en faisant varier le point de fonctionnement DC de l'onduleur, pour expérimentation ou optimisation (c'est votre schéma).

Le MPPT est déjà présent dans la plupart des onduleurs, inutile de se fatiguer, de même ces onduleurs réseau sont homologués donc raccordement via un simple disjoncteur.
"Que pensez-vous globalement de la faisabilité d'un tel projet ?"
Avec la technologie actuelle, on peut tout faire, ce n'est pas le problème, par contre réaliser quelque chose de simple, fiable, robuste, économique, et qui va tourner non stop pendant 50 ans, c'est autre chose ! :-P

Quelques sujets qui pourraient vous intéresser :

Alternateurs à aimants permanents
Moteur asynchrone ou génératrice
Quel alternateur ...
Redresseur onduleur ...
Une autoconsommation facilitée
Choix de l'alternateur

Enfin quelques citations à propos des ingénieurs (auto-dérision ;) )

"Si j'avais dit à mon père, sévère ingénieur, que je voulais écrire, il m'aurait demandé : à qui ?" Maurice Donnay

"Il faut se méfier des ingénieurs, ça commence par la machine à coudre, ça finit par la bombe atomique." Marcel Pagnol

"La simplicité est la sophistication suprême." Léonard De Vinci

"J'ai un ami qui a réussi tous ses examens. Moi j'ai échoué à tous. Lui est ingénieur chez Microsoft. Moi je suis le fondateur." Bill Gates

"Deux élèves ingénieurs marchent le long de leur campus lorsque l’un des deux dit à l’autre, admiratif :
– Où as-tu trouvé ce magnifique vélo ?
Le second lui répond :
– Ben en fait, je me promenais au bord du canal, je croise une super nana en vélo qui s’arrête devant moi, pose son vélo par terre, se déshabille entièrement et me dit :
– Prends ce que tu veux… J’ai donc choisi son vélo.
L’autre réfléchit un instant et dit :
– Tu as bien fait de prendre le vélo, les vêtements n’auraient sans doute pas été à ta taille.
"

Bonne soirée

dB-)
d.Beaume, DBH Sarl, 33 les Chênes 88340 Le Val d'Ajol RCS Epinal Siren 510 554 835 capital 50 000 € APE 3511Z TVA FR82510554835
Ancienne filature, turbine Goulut et Borne 1600 l/s @ 5 m, 104CV, multiplicateur Comelor, alternateur CGEN
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Herv12
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Re: Turbine portative, hydrolienne, mini turbine, ...

Message par Herv12 »

@Floberto

Les calculs ne suffisent pas, ça sert juste à optimiser. L’expérience pratique compte pour beaucoup dans la façon dont on mets en équation et sera déterminante dans la réussite d'un projet.

Sans vouloir faire de "l’étudiant ingénieur bashing" (presque tous mes collègues sont rentrés stagiaires, on s’entend bien et ils m'ont appris beaucoup) leur formation n'apporte pas beaucoup de pratique. Un ingénieur qui sort de l’école a appris à apprendre mais il ne sait pas grand chose. Il lui faudra plusieurs années d’expériences, avoir subi nombre de fiasco (ou écouté les anciens...) pour faire du bon travail.

Bon nombre de startups se pètent les dents sur des questions pratiques non pas parce que leurs calculs sont faux, mais parce qu’il ont oublié quelques détails qui les rendent inadaptés. Un exemple: le Pelamis Il faisait la une des journaux, un truc révolutionnaire... Bilan: un flop. Le machin n'a pas résisté à la première tempête.
Centrale au fil de l'eau en autoconso. Turbines bricolées pour l'essentiel avec de la récup.

segretain
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Re: Turbine portative, hydrolienne, mini turbine, ...

Message par segretain »

Bonjour à tous,

dans le même style,voir le lien suivant:
https://lemag.bureauveritas.fr/hydrolie ... rier2019GP

Bonne journée, Frédéric.
Segrétain Frédéric, Vieux moulin de Pontivy
50 kW, turbine kaplan Camille Dumont

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dB-)
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Re: Inventions, hydroliennes, mini turbines, vortex

Message par dB-) »

Bonjour,

lu ce matin à propos des hydroliennes :

"
Un fiasco industriel Iiquidé pour 1 000 €

MILLE EUROS, pas un centime de plus : c'est le prix auquel a été adjugée et cédée, jeudi 14 février en salle des ventes de Cherbourg, l'hydrolienne de Naval Energies (« La Manche libre ››, 23/2). Cette filiale de Naval Group (fabricant de frégates et de sous-marins nucléaires contrôlé à 62,49 % par l'Etat) n'a jamais réussi à mettre à l'eau cette bestiole de près de 800 tonnes et de 16 mètres de diamètre, productrice d'électricité. Coût de l'opération : pas moins de 260 millions d'euros !

Pour Laurent Schneider-Maunoury, le président du groupe Naval Energies, l'hydrolienne, une fois installée dans des zones de forts courants marins, devait faire merveille. En 2013, Naval Group avait racheté à cette fin la start-up irlandaise Open-Hydro pour 131 millions d'euros.

« Notre technologie hydrolienne est éprouvée, et nous sommes en train de créer une nouvelle filière industrielle ››, déclarait encore Schneider-Maunoury à l'occasion de l'inauguration de l'usine de Cherbourg. Le 14 juin 2018, un aréopage d'élus et de personnalités avait été réuni au pied de la turbine flambant neuve. Trois semaines plus tard, OpenHydro était mis en liquidation. . .

Raisons de ce fiasco ? Alors que le prix de rachat de l”électricité produite par les éoliennes offshore était tombé à 150 euros le mégawattheure, l'électricité hydrolienne, elle, voguait aux alentours de 300 euros. Plouf.

La Banque publique d”investissement (Bpifrance), qui, dans cette aventure. a perdu 75 millions d'euros, et TechnipFMC, spécialiste de l'ingénierie en mer, ont porté plainte contre Naval Group pour dol. Avec les 1 000 euros récoltés lors de la vente de l'unique hydrolienne, ils peuvent toujours se payer un bon repas arrosé. Et pas à l'eau de mer !

O.B.-K.

"
Article Canard Enchaîné.jpg

Bonne journée

dB-)
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lamproie
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Re: Inventions, hydroliennes, mini turbines, vortex

Message par lamproie »

Bonjour
Connaissez vous les hydroliennes ALRELE?
Qui a essuyé les plâtres comme ont dit ?
Bien, pas bien, des doutes,
Cordialement

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dB-)
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Re: Inventions, hydroliennes, mini turbines, vortex

Message par dB-) »

Bonjour,

ici les mentions sur le forum, ici le lien vers le site et une vidéo.

Personnellement je trouve ça un peu léger :-? , on verra bien avec les années...

Ce qui est marrant avec ces machines, c'est le refrain "Des hydroliennes pour petits et grands cours d'eau, sans travaux, sans délai, sans procédure administrative", et en fait dans tous les exemples qu'on voit, l'hydrolienne est installée comme une bonne vieille roue à aube ou une turbine, dans un bief et derrière une vanne qui crée de la hauteur de chute :D Et donc en fait elle n'apporte aucun avantage...

Quoi qu'en disent les destructeurs de seuils et promoteurs d'engins simplement posés dans un cours d'eau, la meilleure façon d'exploiter l'énergie hydraulique est de créer une petite retenue, puis canaliser l'eau, et la faire passer dans une roue ou une turbine !

Bonne soirée

dB-)
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moulino51
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Re: Inventions, hydroliennes, mini turbines, vortex

Message par moulino51 »

Chez Alrèle il y avait deux type de moteur a eau.

L'un était comme un tapis roulant a palette, l'autre une roue a palette simple.

Alrèle était venu a une AGO de notre association pour présenter les deux, on avait expliqué avec Claude que le modèle a tapis roulant n'apportait rien (et pouvait être source de problèmes)

Rencontré les personnes par la suite sur une autre expo, il semble que le modèle tapis roulant soit abandonné.

La petite roue a aubes se comporte un peu comme une Pelton avec une vitesse de rotation rapide vu qu'elle est implantée sous le jet en sortie de vanne.
Il n'y aurais donc pas de multiplicateur.

Pas inintéressant dans certain cas.



"Il ne suffit pas de regarder quelle planète nous allons laisser à nos enfants
mais aussi quels enfants nous laisserons à la planète"

Turbix
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Re: Inventions, hydroliennes, mini turbines, vortex

Message par Turbix »

Au sujet des hydroliennes fluviales, il me semble, sauf erreur de ma part, que le problème de fond est la quantité d'énergie disponible :

- Dans le cas classique du barrage qui donne une chute, 1m3/s tombant d'un 1m de haut donne, en vertu de QxGxH : 1x9,81x1 soit 9810Wh bruts.

- Dans le cas d'une hydrolienne, il n'y a pas de chute, on cherche à récupérer de l'énergie cinétique d'une masse en mouvement. La formule à appliquer est donc 1/2mv2. Et comme il faut bien que l'eau s'échappe, il faut bien qu'elle garde un peu de vitesse, ce qui explique qu'on ne peut pas récupérer toute l'énergie théorique : c'est la loi de Betz selon laquelle le maximum théorique récupérable est de 59% de cette énergie cinétique(16/27è pour être précis).
Donc la vraie formule est donc 59% x 1/2mv2.
Ainsi, avec une approximation de 1 litre = 1kg, 1m3/s à une vitesse de 1m/s revient à 59% x 500 x 1 soit 295Wh bruts.
Et si la vitesse de l'eau est de 2m/s, 1180wh bruts.

L'energie potentielle du même m3 d'eau qui tombe d'un mètre de haut est donc environ 33 fois plus élevée que celle de ce même m3 d'eau qui passe à 1m/s et 8 fois plus élevée que ce même m3 passant à 2m/s. Je ne suis pas sûr qu'on puisse trouver un courant plus rapide dans une rivière, ou alors c'est qu'il y a beaucoup de pente et donc peu de fond, ce qui empêche de placer l'hydrolienne.

Conclusion : pour qu'un hydrolienne donne beaucoup de kW, il faut :
- que l'hydrolienne soit de très grande taille pour freiner plus de m3 d'eau pour augmenter sa puissance,
- que le courant soit rapide, mais pas trop pour qu'il y ait suffisamment de fond,
- qu'elle ne soit pas chère.

Grande et pas chère : compliqué
Grande donc lente donc transmission compliquée et pas cher : compliqué

Il y a surement des solutions rentables, mais elles restent à développer.

Turbix
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Re: Turbine portative, hydrolienne, mini turbine, ...

Message par Turbix »

dB-) a écrit :
20 févr. 2019, 17:34

Une version un peu plus sophistiquée, avec un petit PMG triphasé, puis redresseur, filtrage et onduleur PV permet de faire varier la vitesse de l'hydrolienne, en faisant varier le point de fonctionnement DC de l'onduleur, pour expérimentation ou optimisation (c'est votre schéma).
ça m'intéresse par ce que j'avais envie de comprendre ça depuis un moment. Est-ce que :

- c'est l'utilisation d'un redresseur commandé qui permet de faire varier la tension avant l'onduleur PV ? L'élévation de la tension provoquerait un freinage plus ou moins fort du PMG en fonction de cette tension ? Dans ce cas le filtrage n'est que du filtrage.

- le redresseur (non commandé) permet simplement de passer du triphasé au continu, puis un hacheur de puissance Boost-Buck va permettre de faire varier la tension en entrée de l'onduleur PV. Même chose, l'élévation de la tension provoquerait un freinage plus ou moins fort du PMG en fonction de cette tension.

- le redresseur (non commandé) permet simplement de passer du triphasé au continu, puis un hacheur de puissance Boost-Buck réversible va permettre de réinjecter un fraction de la puissance dans le PMG pour le freiner à la vitesse désirée. (Mais là je confonds peut-être avec le variateur quatre quadrants).

- rien de tout ça :mrgreen:

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dB-)
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Re: Inventions, hydroliennes, mini turbines, vortex

Message par dB-) »

Bonjour,

en effet quelques calculs simples montrent que pour exploiter au mieux la force de l'eau, il faut la dériver par un seuil et la guider par un canal afin de créer une chute, pour entraîner ensuite une roue ou une turbine.

Les hydroliennes sont intéressantes à partir de vitesses de 3 ou 4 m/s, rarissimes sur nos cours d'eau ou même en mer, et ça m'épate de voir des budgets de plusieurs dizaines de millions d'€ gaspillés pour ces machins :contrac:

C'est pourquoi, avec sûrement moins de puissance de calcul qu'aujourd'hui, mais peut être plus de bon sens et de pragmatisme, les "anciens" ont construit depuis des millénaires des moulins exploitant une chute d'eau, et non un courant... Et les effaceurs de seuils qui prônent des hydroliennes sont juste des rigolos ...

Concernant les redresseurs hacheurs gradateurs onduleurs etc ... dès qu'on travaille en fort courant, comme c'est le cas en petite hydro au dessus de 1 ou 2 kW, il faut fuir comme la peste les montages qui découpent la sinusoïde 50 Hz car ils créent de violents harmoniques (en fonction du dU/dt) qui seront coton à filtrer ensuite. Les quelques montages de 10 à 30 kW que j'ai réalisés en découpage de phase à 50 Hz m'en ont fait voir et je suis revenu aux bons vieux gradins des anciens systèmes "Génalteur" de Leroy Somer dans les années 80 ...

2019-09-07-17h31m29 b.jpg

En fait c'est comme une canalisation, pour un bon passage du "courant" d'eau il faut des réductions et courbes harmonieuses, le courant électrique est pareil, il ne faut pas le brusquer ;)

Donc maintenant, entre autres montages après un PMG (car il y a plus simple que ci-après) je place évidemment un disjoncteur moteur, puis je redresse le triphasé en double alternance (très peu d'harmoniques et obtention d'une tension quasiment plate, sans condensateurs), j'ajoute un circuit "crow-bar" de protection, puis j'alimente un onduleur, idéalement hydro (rarissime), sinon éolien (assez peu de choix), ou à défaut photovoltaïque, mais soigneusement choisi et sur-dimensionné en fonction de la tension nominale, tension à vide du PMG ou tension du limiteur, pointes de courant (car un PMG en court-circuit débite moultement plus qu'un panneau PV en court-circuit), etc... Le modèle doit permettre de supprimer le MPPT ou de le régler à volonté, et de paramétrer la tension DC nominale, ce qui indirectement fait varier la vitesse de travail de la roue ou de la turbine.

Bonne journée

dB-)
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