Chauffage
Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Bonjour à tous et toutes
Nouveau venu sur ce forum.
Je décris le contexte:
Je viens de faire l'acquisition d'une ancienne usine textile désaffectée. 5000 m2 de batis et 6800 m2 de terrain. Une riviere passe sous la propriété: 800l/s l'été 3m3 l'hiver. Un petit barrage en amont avec amenée d'eau dans l'usine. H= environ 15 m.
Un autre ruisseau (quasi à sec en été, 500l/sec l'hiver avec un barrage H=25m et une conduite forcée qui descend également dans l'usine.
Le tout désaffecté depuis près de 15 ans.
Voila pour le cadre.
Je vais avoir à chauffer dans quelques mois ou années 5000 m2 de batis, ce qui demande, une fois isolation realisée, environ 50 kW permanents.
L'hydro a cela de bien contrairement aux solutions pseudo écolo (eoliennes qui tournent peu en hiver et panneau solaire abherrants) de tourner +++ en hiver et peu en été. Très bien pour un besoin de chauffage!
La riviere a un dénivelé de 3.5m quand elle traverse l'usine (dans un tunnel).
Je m'interesse donc à ce nouveau sujet pour moi: l'hydro.... électricité (ou pas electricité car je pense que l'on peut fabriquer de la chaleur sans passer par ce détour électrique).
De formation ingénieur électronique, j'ai une culture scientifique somme toute assez large et une expérience pro assez longue (l'homme a 52 ans).
Voila le décor planté.
Et voici ma premiere question:
Je n'envisage pas de faire de l'electricité pour revente à EDF. Mais de consommer "sur place". Je passe pour le moment les pbs administratifs.
Je suppose donc que j'installe sur l une ou les 2 descentes une ou deux turbines. Ces turbines (au départ mécaniques) sont couplées à une génératrice électrique.
Il s'en vend sur alibaba a des prix allèchants.
Mais comment la génératrice est elle régulée pour fournir 220V à 50 Hz, quelque soit le débit dispo, la hauteur de chute réelle et la consommation? La vitesse de rotation de la turbine peut varier mais la génératrice doit fournir en permanence 50Hz et 220V! Comment cette régulation fonctionne t elle?
J'ai concu sur le papier une turbine "a pistons" avec systeme de régulation electronique automatique basée sur le principe des PLL (boucle a vérrouillage de phase) et un un autre systeme à base de roues à aubes pour le tunnel avec chutes de 20 cm et conversion directe méca-chaleur (Expérience de Joule).
Mais cette régulation d'une génératrice électrique reste un mystere pour moi.
D'avance merci pour vos lumieres.
Fred
Nouveau venu sur ce forum.
Je décris le contexte:
Je viens de faire l'acquisition d'une ancienne usine textile désaffectée. 5000 m2 de batis et 6800 m2 de terrain. Une riviere passe sous la propriété: 800l/s l'été 3m3 l'hiver. Un petit barrage en amont avec amenée d'eau dans l'usine. H= environ 15 m.
Un autre ruisseau (quasi à sec en été, 500l/sec l'hiver avec un barrage H=25m et une conduite forcée qui descend également dans l'usine.
Le tout désaffecté depuis près de 15 ans.
Voila pour le cadre.
Je vais avoir à chauffer dans quelques mois ou années 5000 m2 de batis, ce qui demande, une fois isolation realisée, environ 50 kW permanents.
L'hydro a cela de bien contrairement aux solutions pseudo écolo (eoliennes qui tournent peu en hiver et panneau solaire abherrants) de tourner +++ en hiver et peu en été. Très bien pour un besoin de chauffage!
La riviere a un dénivelé de 3.5m quand elle traverse l'usine (dans un tunnel).
Je m'interesse donc à ce nouveau sujet pour moi: l'hydro.... électricité (ou pas electricité car je pense que l'on peut fabriquer de la chaleur sans passer par ce détour électrique).
De formation ingénieur électronique, j'ai une culture scientifique somme toute assez large et une expérience pro assez longue (l'homme a 52 ans).
Voila le décor planté.
Et voici ma premiere question:
Je n'envisage pas de faire de l'electricité pour revente à EDF. Mais de consommer "sur place". Je passe pour le moment les pbs administratifs.
Je suppose donc que j'installe sur l une ou les 2 descentes une ou deux turbines. Ces turbines (au départ mécaniques) sont couplées à une génératrice électrique.
Il s'en vend sur alibaba a des prix allèchants.
Mais comment la génératrice est elle régulée pour fournir 220V à 50 Hz, quelque soit le débit dispo, la hauteur de chute réelle et la consommation? La vitesse de rotation de la turbine peut varier mais la génératrice doit fournir en permanence 50Hz et 220V! Comment cette régulation fonctionne t elle?
J'ai concu sur le papier une turbine "a pistons" avec systeme de régulation electronique automatique basée sur le principe des PLL (boucle a vérrouillage de phase) et un un autre systeme à base de roues à aubes pour le tunnel avec chutes de 20 cm et conversion directe méca-chaleur (Expérience de Joule).
Mais cette régulation d'une génératrice électrique reste un mystere pour moi.
D'avance merci pour vos lumieres.
Fred
- moulino51
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Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Bonsoir Fred,
Bienvenu sur le forum
La plupart des installations hydro actuelles fonctionnent avec des génératrices asynchrones (moteur asynchrone) calée sur le réseau sans avoir a se soucier ni de la tension ni de la fréquence.
Gé
Bienvenu sur le forum
La plupart des installations hydro actuelles fonctionnent avec des génératrices asynchrones (moteur asynchrone) calée sur le réseau sans avoir a se soucier ni de la tension ni de la fréquence.
Gé
"Il ne suffit pas de regarder quelle planète nous allons laisser à nos enfants
mais aussi quels enfants nous laisserons à la planète"
mais aussi quels enfants nous laisserons à la planète"
Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Hi moulino51
merci pour ta reponse
asynchrone....
J'exclue derechef les systemes à onduleurs "que je vais te refaire du 220V/50Hz" a base de batteries etc.... je pars a droite puis tourne a gauche puis je monte et je redescends.....
Trop cher, trop non fiable.
Trop compliqué
mais sur alibaba on te propose des systemes avec generatrices qui fournissent contre vents et marées du 50Hz 220V (a se demander meme si ca le fournit quand la turbine ne tourne pas! ;o)
Bon, tu poses des questions aux gens de la bas.... pas de reponse ou peu. Seul impératif: faut vendre....
Dans ces turbines que l'on nous propose, tout est bien tout est facile mais moi je ne comprends toujours pas comment ca marche.....
merci pour ta reponse
asynchrone....
J'exclue derechef les systemes à onduleurs "que je vais te refaire du 220V/50Hz" a base de batteries etc.... je pars a droite puis tourne a gauche puis je monte et je redescends.....
Trop cher, trop non fiable.
Trop compliqué
mais sur alibaba on te propose des systemes avec generatrices qui fournissent contre vents et marées du 50Hz 220V (a se demander meme si ca le fournit quand la turbine ne tourne pas! ;o)
Bon, tu poses des questions aux gens de la bas.... pas de reponse ou peu. Seul impératif: faut vendre....
Dans ces turbines que l'on nous propose, tout est bien tout est facile mais moi je ne comprends toujours pas comment ca marche.....
- moulino51
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Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Je parles bien d'asynchrone, pas de synchrone
Va falloir que tu jette un zieux sur le forum pour une remise a niveau de tes connaissances
Synchrone : en gros c'est un alternateur, il peut fonctionner en ilot (sans le réseau) mais la régulation est fonction de la charge (trop compliqué pour moi )
Asynchrone : en gros c'est un moteur qui tourne au dessus de la vitesse de synchronisme et qui produit du jus, il ne fonctionne qu'en présence du réseau avec l'énorme avantage c'est que c'est le réseau qui assure la régulation en tension et fréquence
Dans ton cas, tu peux utiliser le réseau même si tu consomme la totalité de ta production.
Maintenant 50 kWh pour 5000 m2, il faudrait vraiment que les locaux soient très bien isolé.
Gé
"Il ne suffit pas de regarder quelle planète nous allons laisser à nos enfants
mais aussi quels enfants nous laisserons à la planète"
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Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Bonjour,
Si vous souhaitez faire un système pour du chauffage, vous avez une bonne marge sur la tension et la fréquence.
Car les résistances se foutent bien de cela, il suffit de ne pas dépasser leur puissance nominale.
Les génératrices, on besoin d'une régulation externe pour la vitesse du moteur d'entrainement (qu'il soit diesel essence ou hydraulique !)
C'est cette vitesse qui fait la fréquence.
Pour la tension, il y a souvent une électronique intégrée à la génératrice qui régule cela.
Mais cette électronique à ses limites et c'est souvent le point faible du "pas cher".
Pour du chauffage direct, vous avez le système bouchotherme
Eric
Si vous souhaitez faire un système pour du chauffage, vous avez une bonne marge sur la tension et la fréquence.
Car les résistances se foutent bien de cela, il suffit de ne pas dépasser leur puissance nominale.
Les génératrices, on besoin d'une régulation externe pour la vitesse du moteur d'entrainement (qu'il soit diesel essence ou hydraulique !)
C'est cette vitesse qui fait la fréquence.
Pour la tension, il y a souvent une électronique intégrée à la génératrice qui régule cela.
Mais cette électronique à ses limites et c'est souvent le point faible du "pas cher".
Pour du chauffage direct, vous avez le système bouchotherme
Eric
Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Bonjour
Merci pour ces réponses.
Moulino:
Isolation: Nous sommes dans un cadre qui differe du cadre habitation. Les stats et normes pour BBC s'appliquent avec un peu de différences ici. Les plafonds sont plus hauts que dans une habitation par exemple. L'usine est aussi assise sur une cave dans laquelle des activités produiront de la chaleur.
La conso dépend aussi beaucoup de la forme du batiment. Une meme surface en cube ne donne pas la même surface d'interface avec l'extérieur qu'un batiment tout en long (pire cas) ou qu'un batiment en forme de cylindre voire de sphere (meilleur cas).
Ici nous avons un batiment 3 etages, de 15m de haut, 125 de long et 15 de large. Surface verticales: 4200 m2, toiture 1875 m2. J'ai appliqué R=4 sur les murs et 8 sur toiture, supposé une difference de temperature de 15° (5° dehors 20 dedans ce qui est la cas constaté le plus souvent les mois d'hiver, nous sommes dans le sud) et j'arrive à une perte de 16 kW pour les murs et 3.5kW sur les combles. Total 20 kW. Que j'ai multiplié par 2.5 pour tenir compte des pertes thermiques au niveau des ouvertures. -> 50 kW.
Quant à Eric, merci pour la piste du Bouchotherme. C'est exactement ce que j'avais imaginé. Mais eux, ils l'ont fait! Je me rapproche donc très vite de cette société.
Mais .... je ne sais toujours pas trés bien comment fonctionne la régule génératrice en stand alone. ;o)
Merci pour ces réponses.
Moulino:
Isolation: Nous sommes dans un cadre qui differe du cadre habitation. Les stats et normes pour BBC s'appliquent avec un peu de différences ici. Les plafonds sont plus hauts que dans une habitation par exemple. L'usine est aussi assise sur une cave dans laquelle des activités produiront de la chaleur.
La conso dépend aussi beaucoup de la forme du batiment. Une meme surface en cube ne donne pas la même surface d'interface avec l'extérieur qu'un batiment tout en long (pire cas) ou qu'un batiment en forme de cylindre voire de sphere (meilleur cas).
Ici nous avons un batiment 3 etages, de 15m de haut, 125 de long et 15 de large. Surface verticales: 4200 m2, toiture 1875 m2. J'ai appliqué R=4 sur les murs et 8 sur toiture, supposé une difference de temperature de 15° (5° dehors 20 dedans ce qui est la cas constaté le plus souvent les mois d'hiver, nous sommes dans le sud) et j'arrive à une perte de 16 kW pour les murs et 3.5kW sur les combles. Total 20 kW. Que j'ai multiplié par 2.5 pour tenir compte des pertes thermiques au niveau des ouvertures. -> 50 kW.
Quant à Eric, merci pour la piste du Bouchotherme. C'est exactement ce que j'avais imaginé. Mais eux, ils l'ont fait! Je me rapproche donc très vite de cette société.
Mais .... je ne sais toujours pas trés bien comment fonctionne la régule génératrice en stand alone. ;o)
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Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
salu FRM
regarde ici pour avoir un idee de mes generateur sincron:
https://www.youtube.com/watch?v=w16StyKLkvA
regarde ici pour avoir un idee de mes generateur sincron:
https://www.youtube.com/watch?v=w16StyKLkvA
Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Bsr Udos et merci pour ton post. Beau matos!
J'avoue ne pas avoir tout compris à ce qui se passe à part le phénomène de synchronisation d'une génératrice synchrone sur le secteur.
Me reste mon problème à résoudre:
Dans le cas d'une turbine isolée. Pas de secteur.
Comment la génératrice s'y prend elle pour nous générer toujours 50 Hz et 220V qqsoit la vitesse de rotation de la turbine qui peut varier par exemple en fonction de H et débit du site?
Et en corollaire, toujours 220V et 50Hz si la charge change!
Quel est donc la régulation qui se met en place? Comment cela marche t il?
D'avance merci
Fred
J'avoue ne pas avoir tout compris à ce qui se passe à part le phénomène de synchronisation d'une génératrice synchrone sur le secteur.
Me reste mon problème à résoudre:
Dans le cas d'une turbine isolée. Pas de secteur.
Comment la génératrice s'y prend elle pour nous générer toujours 50 Hz et 220V qqsoit la vitesse de rotation de la turbine qui peut varier par exemple en fonction de H et débit du site?
Et en corollaire, toujours 220V et 50Hz si la charge change!
Quel est donc la régulation qui se met en place? Comment cela marche t il?
D'avance merci
Fred
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Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Bonsoir
Dans le cas d'un réseau isolé ( donc impliquant une auto consommation ) la turbine devra toujours tourner à la vitesse de synchronisme pour générer une fréquence stable.
A charge constante, si la puissance hydraulique baisse ( diminution du débit disponible ) la vitesse de la turbine diminuera et la fréquence baissera. Le dispositif de régulation va détecter cette baisse de fréquence et va diminuer la charge jusqu'à ce que la fréquence remonte.
Si à l'inverse la puissance hydraulique augmente, ce régulateur augmentera la charge.
La variation de charge peut se faire à l'aide de ballasts commandés par ce régulateur.
La régulation peut se faire aussi par la fermeture ou l'ouverture de l'admission hydraulique selon que l'on doit diminuer ou augmenter la puissance hydraulique mais le système est plus complexe mécaniquement et moins réactif et souvent réservé à de " grosses " unités.
Dans le cas d'un réseau isolé ( donc impliquant une auto consommation ) la turbine devra toujours tourner à la vitesse de synchronisme pour générer une fréquence stable.
A charge constante, si la puissance hydraulique baisse ( diminution du débit disponible ) la vitesse de la turbine diminuera et la fréquence baissera. Le dispositif de régulation va détecter cette baisse de fréquence et va diminuer la charge jusqu'à ce que la fréquence remonte.
Si à l'inverse la puissance hydraulique augmente, ce régulateur augmentera la charge.
La variation de charge peut se faire à l'aide de ballasts commandés par ce régulateur.
La régulation peut se faire aussi par la fermeture ou l'ouverture de l'admission hydraulique selon que l'on doit diminuer ou augmenter la puissance hydraulique mais le système est plus complexe mécaniquement et moins réactif et souvent réservé à de " grosses " unités.
Gilles 21
- KW12
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- Localisation : Nord Ouest du Département de l'Aveyron.
Re: Création d'un système hydraulique dans une ancienne usine
Bonjour à tous,
En complément des explications des autres intervenants regardez ce fil.
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f ... 1&start=40
Aucun problème pour vous vu vos connaissances en électronique.
cordialement.
KW12.
En complément des explications des autres intervenants regardez ce fil.
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f ... 1&start=40
Aucun problème pour vous vu vos connaissances en électronique.
cordialement.
KW12.
Petite Pico centrale autonome de 8 KW/H avec Turbine Francis, 12 m de chute et débit ruisseau de 20 à 100 l/s Retenue tampon de 8000 M3 exploitable.la pico centrale est télécommandé depuis la maison situé à 1 Km de distance.(Production annuelle de 6000 à 12000 KW/H selon pluviométrie)