Alternateurs bobinés et à aimants permanents

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marc_champion

Re: asynchrone ou PMG

Message par marc_champion »

Quelques détails pour lever les doutes,

diametre roue 4.5m
diametre de l'arbre : 100mm .....
40 aubes,
Hauteur de chute : 1.7 brut, 7.33 net
largeur 0.70
marc_champion

Re: asynchrone ou PMG

Message par marc_champion »

je reviens sur ma question initiale, choix entre génératrice asynchrone ou PMG.

J'ai entendu que la génératrice asynchrone, moins chère, mais accepterait peu les grosses variations de débit. d'où parfois obligé d'arrêter la prod en période de faible débit ou de crue?

Quelle variation de vitesse de rotation, te donc de debit accepte une génératrice asynchrone?

Outre le fait qu'elle soit plus chère, quelles sont les avantages / inconvénients d'une PMG?
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MHEC
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Re: asynchrone ou PMG

Message par MHEC »

Bonjour marc_champion,
je reviens sur ma question initiale, choix entre génératrice asynchrone ou PMG.
Si vous voulez mon avis, à ce jour, fuyez la PMG au profit de la génératrice asynchrone explication:

- Il est vrai que les génés PMG à vitesse variable sont formidable, vous adapter votre vitesse en fonction de la hauteur de chute ce qui est, comme les VLH très intéressant en cas de crue.
- Le revers de la médaille, cette géné PMG à vitesse variable nécessite un système d'automatisation très sophistiqué et du coup, très fragile !!
- Pour finir, le coût exorbitant de l'ensemble soit 5 à 6 fois plus cher qu'une génératrice asynchrone avec son armoire de commande toute simple et du "increvable" dans le temps.

Si je prends mon cas, en plein été ma centrale à "sautée" à cause de la foudre, compteur ERDF + quelques relais dans l'armoire HS, réparation en quelques heures seulement et à très faible coût ! Si j'étais équipé en PMG, est-ce que le dépannage aurait été aussi rapide et quel aurait été le coût ?

Bon dimanche.

PV ;)
Microcentrale HydroElectrique de Chappes
Turbine Kaplan double réglage THEE : 10 m3/s / 2,80 m - 145 t/mn - Ø roue 1,80 m.
Génératrice: ABB de 220 kW, Multiplicateur: HANSEN, Production: 1 000 MWh/an.

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ericnoharet
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Re: asynchrone ou PMG

Message par ericnoharet »

Bonjour,

Le pmg peut être utilisé sans électronique comme une génératrice asynchrone
Il faudra juste un synchro coupleur

Mais son intérêt est seulement pour les versions basse vitesse, qui permettent de se passer de multiplicateur.

Le meilleur rendement des pmg à faible charge est pour moi un argument inutile sauf site isolé particulier.

Eric
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dB-)
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Re: asynchrone ou PMG

Message par dB-) »

Bonjour,

au risque de paraitre têtu, je reprends ma réponse précédente :

- hésiter entre une génératrice asynchrone de 6 kW et un PMG de 6 kW me semble prématuré
- je suis quasi certain que cette roue ne pourra pas produire 6 kW électriques et qu'il faut en premier lieu évaluer sa puissance
- partons donc sur une chute nette de 1.30 m
- la puissance électrique mentionnée de 6 kW correspondrait en gros à 7 kW sur l'arbre du générateur (de rendement moyen 0.85)
- la transmission de 7.5 tr/min vers 500 à 1000 tr/min perdra en gros 1 kW
- le rendement de l'eau vers l'arbre de cette roue doit être au mieux de l'ordre 0.7 (*)
- ce qui suppose donc une puissance brute de l'eau de 8 kW / 0.7 = 11.5 kW
- et donc un débit de 11500/ (9.81 * 1.3) = 900 l/s

(*) en effet, comme le souligne Herv12, il faut limiter les fuites entre la roue et les bajoyers, ce qui n'est pas facile, et la roue présente quelques petits décalages ou passages d'eau :
2017-03-02_220911.png
Or j'ai beau tourner sa photo dans tous les sens, je ne vois pas comment cette roue pourrait faire passer 900 l/s à 7.5 tr/min sans que l'eau ne déborde d'un auget vers l'autre ! Et intuitivement, je pense toujours que vous ne dépasserez pas entre 2 et 3 kW électriques dans le meilleur des cas.

Si le moyeu (de diamètre environ 500 ?) le supporte, un moyen de vérifier le couple de la roue serait d'enrouler plusieurs spires de grosse corde (résistance 2 t) sur ce moyeu, à la manière des cabestans utilisés sur les bateaux ou les vieux Land Rovers, et de vérifier la traction sur la corde à l'aide d'un peson (*), à la vitesse nominale (maintenue constante) et au débit maximal de la vanne d'injection.

Par exemple pour une puissance à l'arbre de 3.5 kW à 7.5 tr/min et un moyeu de 500 de diamètre vous aurez une traction de (3500 / (7.5 * 3.14 / 30)) / 0.25 = 17 800 N soit 1.8 t

(*) pour réaliser un peson costaud, je prends simplement un vérin double effet rempli d'huile coté tige et fermé par un manomètre 250 bars, coût une centaine d'euros, par exemple un vérin à tige de 30 * 60 qui produit une pression d'environ 83 bars quand on tire dessus de 17 800 N.

Si jamais vous produisez 2 à 3 kW électriques, une injection réseau pour vente n'est pas forcément pertinente, et je pense que mieux vaut alors vous connecter sur le réseau juste pour diminuer votre propre consommation électrique.

Pour cette puissance, la solution la plus simple, à l'ancienne, consiste à utiliser une génératrice triphasée, par exemple de 3 kW à 500 tr/min, connectée directement sur le réseau, sans ajouter de condensateurs de compensation de réactif (via éventuellement un contacteur et relais de surveillance de fréquence).

Cette solution présente de multiples avantages :

- très simple
- peu onéreuse
- vous diminuez la consommation électrique de votre logement et la facture associée
- parfois même vous donnez (comme citoyen exemplaire) du courant à EDF
- la tension et la fréquence sont stables
- la vitesse de la roue est maintenue constante

Évidemment ce système simple et génial, digne de Reiser, est rigoureusement interdit, car considéré comme plus dangereux qu'une centrale nucléaire.

Vous devez alors souscrire un contrat avec Enedis pour le branchement légal de votre génératrice sur le réseau, via une protection de découplage agréé (ceci avec ou sans contrat de vente à EDF).

Une autre solution est d'utiliser un PMG (500 tr/min ou moins) en l'associant à un onduleur secteur type "zéro injection avec ballast" : vous pouvez alors vous brancher sur le secteur en toute légalité, puisqu'à aucun moment vous n'injecterez sur le réseau, vous allez juste diminuer votre consommation électrique, et au cas où vous produiriez plus que vous ne consommez, l'excédent part dans un ballast (simple résistance pouvant être utilisée pour tiédir un garage ou autre).

Bon W.E.

dB-)

EDIT MHEC: Désolé Didier, je n'ai pas vu que c'était pour une géné de 6 kW :shock:
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
didier Beaume, DBH Sarl 33 les Chênes 88340 Le Val d'Ajol, RCS Epinal Siren 510 554 835 capital 50 000 € APE 3511Z TVA FR82510554835
Etudes, vente et pose de turbines, rénovation, régulation, maintenance, vannes, grilles, dégrilleurs
Microcentrale avec une Kaplan DR 1600 l/s @ 4.80 m en entraînement direct @ 500 tr/min

Image
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Herv12
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Re: asynchrone ou PMG pour 6 kW

Message par Herv12 »

@ Marc Champion

Il est important que vous soyez sur de ce que peut produire votre site, car en dessous de 5KW, il devient compliqué de pouvoir alimenter l'electromenager directement... car ça passe difficilement le courant d'appel des appareillages... Dans ce cas, et comme vous l'indique DB, le couplage au reseau est trés utile pour assurer la régulation.
Des solutions batterie de stockage pouraient être une alternative mais ça en est encore aux balbutiements (cout encore prohibitif, ça coute moins cher d'acheter le jus que de le stocker))

De ma maigre experience dans le domaine de la microhydraulique, je m'apercois que beaucoup de gens se plantent sur le dimentionnement, ce qui conduit souvent à un sur investissement pour un taux de charge mediocre.
A se planter il vaut mieux le faire dans le sens du sous dimentionnement, le gain sur le taux de charge et le cout du materiel atténue en partie les consequences de l'erreur.

Si vous lisez ce forum, vous verrez que Didier est vraiment un expert, je vous recommande d'être trés attentif à ses remarques.

Questions complementaire qui a une importance capitale ici:
Avez vous déja le multiplicateur?

- Si vous ne l'avez pas, si j'etais a votre place, la seconde solution de Didier est a mon avis un bon compromis pour vous, plutot en choisissant une PMG trés basse vitesse pour limiter les pertes dans le multiplicateur (et son cout?).
De plus un PMG a un rendement qui se maintient assez bien, donc même si la puissance n'est pas au RDV, vous perdrez que le surcout de la géné.
Ensuite vous faites les essais sur résistance élec et en fonction de ce que vous obtenez vous choissisez l'onduleur qui va bien.

- Si vous avez déja le mutiplicateur et qu'il sort une speed d'environ 1000RPM, dans ce cas, le plus simple est de se procurrer un moteur asynchrone d'occase (genre 4KW) pour faire une batterie d'essais. C'est pas trés cher et vous permettra de définir la puissance de votre site.
Ensuite vous pourrez choisir et dimentionner la machine et le mode de fonctionnement de votre moulin sur des données mesurées.

Cdlt,
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Max_B
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Re: Reguler la charge d'un generateur synchrone a vitesse fixe

Message par Max_B »

J'ai laissé passer plein de messages faute d'avoir reçu de notification (je vais vérifier ma configuration du forum).
L'un des messages a posé la question de l'efficacité des filtres secteur contre les harmoniques du gradateur angle de phase. Dans mon cas, reclassé dans ce fil, j'ai mis un filtre sur le circuit ballast (qui est commuté), ça a un peu amélioré, me semble t'il, mais je n'ai pas d'analyseur de spectre pour être précis.
J'en ai acheté deux autres, pour les mettre sur les circuits de consommation domestique. Mais là par contre dès le branchement d'un filtre sur le premier circuit, la situation s'est nettement dégradée (ma mesure est le taux d'erreur de ma Livebox, pour mémoire elle est sur un onduleur "on-line" et ne reçoit pas le courant perturbé sur son alim'. Les perturbations sont donc probablement "radio"). Je l'ai débranché (le filtre) et je soupçonne maintenant un problème d'interaction par la terre (les filtres ont une connexion de terre). Il faut que je bosse sur cette question, en cherchant sur ce forum quelle est la meilleure configuration pour une installation monophasée autonome pour la terre. Actuellement, mes phases sont "flottantes" relativement à la terre (IT).
Moulin de montagne, hors réseau, banki (vieille Ossberger, maintenant remplacée par une conception personnelle), alternateur Mecc-alte.
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Production prévue avec nouvelle turbine, 5-6kW
ericnoharet
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Re: Reguler la charge d'un generateur synchrone a vitesse fixe

Message par ericnoharet »

Bonjour,

Pour la compatibilité électromagnétique et aussi la sécurité, je ne peux que conseiller de mettre le neutre à la terre.
Et bien sur de mettre des différentiels 30mA sur tout les circuits domestiques. (il ne sautent pas plus que les autres sur les installations bien faites)
Si on veux vraiment éviter les déclenchements intempestif, choisir les modèles haute immunité (HPI chez un fabricant)

Il faut par contre ne pas créer de boucles de terre/neutre
Le neutre est mis à la terre uniquement en un point à la sortie du générateur.


Les filtres secteur envoient les parasites sur le connecteur de terre. Si l'organisation des fils le permet, ceux ci peuvent devenir de bonne antennes !

Eric
Max_B
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Re: Reguler la charge d'un generateur synchrone a vitesse fixe

Message par Max_B »

ericnoharet a écrit :Pour la compatibilité électromagnétique et aussi la sécurité, je ne peux que conseiller de mettre le neutre à la terre.
Oui, je pense que je vais essayer. Je suis en mode IT depuis longtemps et j'ai un peu d'hésitation sur le choix du neutre dans mon alternateur qui est un triphasé Mec-Alte cablé en usine en mode monophasé. Si je me souviens bien ils utilisent un câblage "zigzag" pour le monophasé. Du moins sur l'ancien à balai. Sur le récent, sans balai, à génératrice tournante, je ne suis pas certain du câblage de sortie. Il faut que je vérifie.
Je sais bien qu'en principe, on peut prendre l'une des deux phases et elle devient le "neutre" par définition, mais j'ai un doute pour la santé de l'alternateur selon qu'il y a ou non une relation au châssis en interne (le châssis est déjà à la terre).

Il y a déjà des différentiels sur mon installation qui sont pas sollicités en mode IT.
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dB-)
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Re: asynchrone ou PMG pour 6 kW

Message par dB-) »

Bonjour,
vous verrez que Didier est vraiment un expert
Ouhhh làààaa, merci du compliment ;) , mais je me méfie des experts !

Par exemple pour les destructions de seuils on fait appel aux experts de bureaux spécialisés, qui disposent du jargon et des outils de calcul (simulation de comportement de cours d'eau, etc ...) pour faire gober n'importe quelle conclusion souhaitée par le client, souvent juste dans sa démonstration, mais simplement travaillée dans telle ou telle direction privilégiée, au détriment des autres possibilités laissées sous silence.

Autre exemple, suite à un article de Fabrice Nicolino dans le N° 1238 de Charlie Hebdo (avril 2016), article favorable à la destruction des seuils ("Royal, amoureuse des murs de béton"), j'avais indiqué à l'auteur qu'il se trompait :

"Bonjour Monsieur Nicolino,
d'habitude je suis toujours épaté par vos articles, c'est du robuste, travaillé, ciselé, avec les sources et tout ce qui va bien, et je suis totalement en phase. Mais là ... Gross Malheur, votre dernier article "Royal, amoureuse des murs de béton" est partial et complètement à coté de la plaque : vous avez juste repris les argumentaires de reporterre.net ou FNE sans enquêter plus avant. Je ne vais pas argumenter, ça me gonfle, moi je suis un technicien, mais je vis depuis des années dans le monde des moulins, et sans être scientifique bac + 10 je sais que le problème majeur de la vie dans les cours d'eau n'est pas la présence des seuils, mais la qualité de l'eau.
" etc ...

Ce à quoi il m'a répondu :
"Bonjour, Vous vous trompez, ce qui arrive à tout le monde. Je suis la question des barrages depuis exactement 28 années, et mes sources sur le sujet, ainsi que sur la dynamique naturelle des fleuves et rivières sont parmi les meilleures. Je pense à des spécialistes comme Monique Coulet, , Bernard Rousseau, Roberto Epple, etc. Ce n'est pas parce que nous ne sommes pas d'accord qu'il faut disqualifier l'autre. Bien à vous"

Ce qui me fait rigoler, parce que c'est une vision d'un monde dominé par des spécialistes qui nous dicteraient ce qu'il faut faire, vision totalement à l'inverse des anciens Charlie Hebdo qui justement critiquaient les spécialistes, et dans laquelle je me retrouvais totalement :

Image
Dessin de Reiser, 1941-1983, dessinateur absolument génial et je pense excellent technicien !

Pour la gestion des rivières, les cabinets spécialisés devraient n'être qu'une partie de l'analyse du problème, à contrebalancer par la présence d'associations de riverains propriétaires fonciers, de pêcheurs, meuniers, usiniers, syndicats de tourisme, associations de kayaks ou promenades en barque, historiens, associations de patrimoine, écologistes, des recoupements de résultats d'opérations précédentes, etc, bref une très large consultation, devant se dérouler sur plusieurs mois voire un an, qui ferait émerger un consensus (avec probablement un accouchement douloureux, mais un beau bébé :D ), démarche à mon avis plus judicieuse que la simple conclusion d'un rapport d'experts ...

Je jouais tout gamin (c'était les années 60 ...) dans un ruisseau de Bellefontaine (88), en y plaçant des petits moulinets en bois, justement près des ruines et du seuil d'un moulin de famille détruit fin XIXème, et la qualité de l'eau n'avait manifestement rien à voir avec ce qu'elle est aujourd'hui, c'est tout simplement évident, quand je vois aujourd'hui les détritus et mousses de couleurs variées qui décorent le ruisseau, ainsi que l'absence de toute vie, comparée aux croassements de grenouilles, aux salamandres, couleuvres, insectes innombrables, etc etc .. qui pullulaient à l'époque. Le seuil était là depuis des siècles, la vie animale aussi, et elle a progressivement disparu entre 1960 et 2000 environ, le seuil n'a évidemment aucun rôle dans cette disparition, quoi qu'en disent les spécialistes.

Ceci vaut aussi pour les turbines, transmissions, générateurs, etc... le bon sens, le pragmatisme, et la connaissance de l'histoire des mécanismes (roues, turbines, etc...) doivent être à la base des décisions, et les calculs ou expertises ne doivent être à mon avis qu'un complément. N'importe qui ayant vécu dans un moulin ou une scierie ou autre, entraîné par une roue ou une turbine, et qui a vu baisser sérieusement le régime des transmissions lorsqu'on enclenchait tel ou tel mécanisme sait instinctivement ce qu'est la puissance d'une roue ou d'une turbine, et ce qu'on peut en attendre, il connait aussi les contraintes, les grumes coincées dans les vannes, le dégrillage, la gestion des crues et des étiages, etc ... et saura mieux résister au blabla de ceux qui présentent des technologies révolutionnaires.

Allez, au boulot ! et bon W.E.

dB-)
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