mik29bzh a écrit :
Une dernière question : quand on parle de puissance en KW il s'agit bien de puissance instantanée? Du style la puissance est de 5KW = 5KWH?
Bonsoir et bienvenue.
Oui c'est la puissance instantanée au débit d'équipement (le débit optimal pour le dispositif), si tu as 5 kW de puissance nette (toute perte comprise), tu produis 5 kWh en une heure, 120 kWh en une journée, etc. Ou 2,5 kWh en une demi-heure, l'énergie est la puissance intégrée sur le temps de production.
L'important est la hauteur de chute "à la verticale" entre amont et aval, donc 2 m et non 5 m dans ton exemple, car l'accélération due à la force de gravité s'exerce à la verticale (elle est normale = perpendiculaire au plan de référence qui est en gros le sol). Cette accélération est nommé g et vaut 9,81 m/s/s ou 9,81 m.s^2 (à noter le carré car c'est bien une accélération, pas une vitesse). C'est intuitif, si tu lâche un boulet de 1 m ou de 10 m, il n'aura pas la même vitesse ni le même impact à l'arrivée de chute (par exemple, sur la tête d'un agent de police de l'eau). L'eau c'est pareil, un volume d'eau qui chute de 1 m ou de 10 m ne possède pas la même énergie.
Si c'est une roue de dessous, cette gravité ne joue pas vraiment car il n'y a pas de chute (à part la différence négligeable de dénivellée due à la pente avant / après la roue, mais c'est du 0,003m ou dans le genre, donc rien), tu récupères seulement l'énergie cinétique de l'écoulement d'eau passant sur les pales.
L'énergie hydro c'est :
une énergie de position (dite aussi gravitaire ou potentielle) + une énergie de pression + une énergie de vitesse (dite cinétique)
Voir
théorème de Bernoulli pour une formule plus rigoureuse.
Comme ta roue est à surface libre et simplement posée dans le lit, l'énergie de position / hauteur n'existe pas (elle ne profite pas d'une chute) et l'énergie de pression n'existe pas non plus (c'est un écoulement à pression ambiante, pas en conduite forcée), donc il reste seulement un terme de l'équation pour la roue de dessous, celui de l'énergie cinétique. Qui vaut 1/2*m*v^2 (m en kg, vitesse en m/s, résultat en joule).
Donc tu dois déterminer le débit qui passe dans le coursier de la roue.
Admettons qu'il passe 1 m3/s, soit une masse de 1 m3 d'eau (1000 kg) ayant une vitesse de 1 m/s et que tu récupères tout (cas idéal). Eh bien l'énergie E fait 1/2*1000*1^2 donc 500 J. Un joule, c'est un watt par seconde, donc cela fait une puissance instantanée de 0,5 kW.
