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[zib01]

Salut et félicitation pour ce beau travail de passionné , un rêve qui s'éloigne pour beaucoup

[ericnoharet]

Bonjour,

Bienvenu sur le forum.

Pour la turbine, turgo éventuellement, mais pelton plus surement.

Il nous manque des données pour le calcul de votre tube, que l'on peut appeler conduite forcée.

Le débit de la conduite est en principe limité par le diamètre de l'injecteur sur la turbine.
Et la conduite est calculée pour que les pertes de charge (pertes dues au frottement de l'eau sur le tuyau) soit le plus réduites possible.
Mais pour cela il faut connaitre la longueur de conduite, sa matière, et le débit. il nous manque donc longueur et débit.

Vous avez deux hauteurs de chute 58 m et 185m.

Il faut bien voir que si vous utilisez la plus haute source, pour le même débit, vous pouvez avoir 3.2 fois plus d'énergie.

Je pense qu'il serait plus judicieux d'avoir deux systèmes. Donc deux conduites. Pour utiliser les deux sources.

DN25 c'est vraiment petit, le DN50 est souvent un minimum en pratique.

Sur des chutes plus petites (15 à 20m) c'est souvent du PE de 90mm (72int) qui est utilisé, parfois deux fois 90mm.

Si vous pouvez mettre une gaine électrique en parallèle de la conduite, c'est souvent très utile (TPC 90 regard tout les 100m)
Comme cela, pour vos régulations de niveau vous avez l'info en bas, de plus un câble en 3x2.5mm2 (même si il y quelques pertes avec la longueur) c'est pratique pour utiliser de l'électroportatif à la prise d'eau. c'est un vrai plus !!!!

Eric

[Philippe]

Bonjour

Comme je n'ai à ce jour aucune idée du débit disponible, j'ai pris le problème à l'envers pour avoir une idée du besoin.

Si je fais l'hypothèse que ma turbine me servira à chauffer de l'eau et que j'aimerais chauffer 200l d'eau de 50 °C avec un rendement global de 50 % j'obtiens un besoin d'une conduite forcée de 28 cm de diamètre ce qui me semble irréaliste.

Je détaille donc mes calculs et merci à ceux qui me dirons si c'est cohérent ou si j'ai raté une étape.

énergie pour chauffer l'eau Q = m Cp delta T = 200*4185*50=41.85 MJ

puissance nécessaire en chauffant 24/24 : P =Q/t=41850000/24*3600=484 W à 100% de rendement et donc 1 Kw à 50 % de rendement global

Là déjà une turbine de 1 Kw avec une conduite forcée ça me semble être déjà un peu plus conséquent que ce que j'imaginais.

Je poursuis le raisonnement pour déterminer le débit nécessaire et donc la section de ma conduite forcée :
J'ai globalement 50 m de dénivelé entre le projet de réservoir et le site de la turbine.
P = g.Q.h.r d'ou Q = P/g*h*1 (j'ai appliqué un rendement global de 50 % au dessus, à voir si cela est réaliste) Q = 1000/9.8*50 = 2.05 l/s = 7.4m3/h

Q = S*V d'ou S = Q/V= Q/sqrt(2gh) = 2.05/sqrt(2*9.81*50)=0.065 m²
S = piR² d'ou r =sqrt(S/pi) = sqrt(0.065/3.14)=0.1438m soit une conduite de 29 cm de diametre.

Clairement je n'ai pas assez d'eau disponible pour faire ça. Et si je reste sur mon idée initiale d'une conduite de 50 mm je vais chauffer péniblement 30 l d'eau par jour si j'ai assez d'eau. Bref, je reste sur une installation promotion/démonstration et pas sur une unité de production. Je vais regarder ce que peut me couter la conduite forcée.

Mais n'hesitez pas à me faire par de vos remarques sur mes calculs.

Bonne soirée


Philippe

[dB-)]

Bonsoir,

vous avez donc 50 m de chute brute, et d'après la carte environ 250 m de conduite

Vos calculs sont d'abord bons (42 MJ, 1 kW, 2 l/s ou 7.4 m3/h), par contre après ça va moins bien :

D'abord les unités ne sont plus homogènes : si vous calculez S = Q/V= Q/sqrt(2gh) il faut prendre Q en m3/s, soit S = (2.05/1000) / racine(2*9.81*50) = 0.000654 m² soit 0.65 cm² ou un tube de 0.9 cm de diamètre ... (la vitesse serait de 31 m/s soit 112 km/h ...)

Ensuite on n'utilise jamais des grandes vitesses dans les conduites forcées, de toutes façons ça ne passera pas avec les frottements ...

Pour transporter 2 l/s sur 250 m (calcul par les formules de CoolBrook ou de Haaland) :

- avec une conduite PVC de diamètre intérieur 50 mm vous aurez environ 7 m de pertes de charges, sur 50 m brut, il restera 43 m net
- avec 60 mm de diamètre intérieur, vous aurez environ 2.80 m de pertes de charges, reste 47 m net (vitesse d'eau environ 0.7 m/s)

Si vous choisissez par exemple la conduite de 60, vous avez donc 2 l/s sous 47 m de chute nette, vous réalisez une petite Pelton ou Turgo avec un carter acier, une roue à voile inox et cuillères ABS rapportées, diamètre primitif 220, un injecteur diamètre 15 avec une aiguille de 12, guidages, déflecteur et étanchéité, et vous aurez si tout va bien environ 580 W à l'arbre à 1550 tr/min (vitesse d'emballement environ 2600 tr/min), et environ 400 W aux bornes d'un petit PMG (plus les puissances sont faibles, plus le rendement est mauvais).

dB-)

[Philippe]

Bonsoir

Merci d'avoir pris le temps de me lire et de me corriger, avec mes excuses pour cette erreur d'unité.

En bref et si j'ai bien compris, je mets une conduite forcée la plus grosse possible type 50 ou 60 mm voire 90 mm pour limiter la perte de charge et je regule le débit utilisé par la taille de l'injecteur (vous me conseillez 15 aiguille 12, je suppose que c'est des mm et que l'aiguille est la pointe de l'injecteur).

Le PMG c'est l'alternateur ou la génératrice ? (pour moi c'est le poids de 1000 grains, une des composantes du rendement d'une culture :roll: )


L'idée de 2 conduites pour valoriser la source la plus haute est intéressante mais ça multiplie le coût du projet, sachant que j'avais dans l'idée de regrouper la ressource dans un réservoir à l'aide de canalisation existante ou économique, puis de partir du réservoir avec une conduite forcée digne de ce nom. Bien sur je perds de la chute mais j'ai peur que le débit de la source la plus haute soit relativement faible pour être intéressant à turbiner.

Ensuite viendra le temps du chiffrage de la ressource . En fonction de celle-ci, je reviendrais vers vous pour la suite des calculs.

Je vais voir pour le câble électrique, je suis pas sur de pouvoir le mettre avec la conduite forcée car il y aura aussi l'eau communale dans la même tranchée, on va discuter cela avec le maire et l'entreprise. Sachant que j'ai l'électricité à proximité du lieu ou je pense faire mon réservoir.

Autre question : je vais avoir une ressource variable avec un trou de fin d'été et une pointe au printemps. Quel est le pourcentage de non fonctionnement ou de fonctionnement fractionné ou aléatoire acceptable pour avoir une installation cohérente. A vue de nez je dirais 25% mais vous avez certainement des références sur ce sujet.

Je profite de ma rencontre avec le maire pour le mobiliser sur le moratoire, pas de seuil sur la commune mais des biefs non valorisés et c'est une vraie problématique sur la com com qui a d'ailleurs installer une centrale après un long combat avec la ddt et l'onema, mais qui ne communique peu dessus. Il doit y avoir une bonne sensibilité, je vais tâter le terrain avec le président.

Merci encore de transmettre votre passion.

Philippe

[moulino51]

Merci Zib,

Pas sur qu'on recommencerait aujourd'hui, bien sur on savait que ce ne serait pas facile, par exemple avec les riverains dés qu'on remonterait le niveau a la retenue légale, mais bien loin d'imaginer cette lâche transposition de la directive Européenne en LEMA.


Gé

[colmont]

Bravo Moulino,qielle belle realisation et jolie coin.
Que cela fasse se dechainer les passions.

[dB-)]

Bonjour,

une conduite de 60 mm de diamètre intérieur suffit pour passer 2 l/s sur 250 m. Si bien sûr vous pouvez passer en 90 mm intérieur, vous pourrez alors transporter environ 6 l/s avec environ 3 m de pertes de charges : j'avais mis en ligne en 2014 un petit calculateur de conduites basé sur la formule de Haaland, il est ici

En turbine Turgo ou Pelton, on utilise une conduite de bonne section pour véhiculer l'eau avec le moins de pertes de charges possible (mais c'est un compromis technique / finances), puis juste avant la roue, on place un injecteur, avec une buse et à l'intérieur un pointeau (aiguille) de forme relativement standard, dont la section détermine le débit, la vitesse étant obtenue par la relation v = racine (2 * g * h) avec h étant la hauteur de chute nette juste avant l'injecteur. Les diamètres se calculent, les valeurs données plus haut sont "pifométriques" et tiennent compte du nettoyage de l'injecteur (sur les toutes petites turbines, le pointeau sert à la fois à arrêter la turbine, régler le débit, et nettoyer l'injecteur en ouvrant à fond).

Oui, le PMG est le générateur à aimants permanents, en toute petite puissance c'est lui qui aura le meilleur rendement, et c'est aussi ce type de générateur qui est le plus pratique à utiliser en site isolé.

"Quel est le pourcentage de non fonctionnement ou de fonctionnement fractionné ou aléatoire acceptable pour avoir une installation cohérente" : on voit de tout, certaines installations tournent à charge nominale 2 mois par an, d'autres 10 mois ... A vous de voir si vous préférez beaucoup d'énergie par exemple 3 mois par an, ou moins d'énergie mais plus de mois par an. Une Pelton ou une Turgo travaille bien à charge partielle, mais en toute petite turbine ça se gâte, à cause des frottements et autres pertes.

Bonne journée

dB-)

[ericnoharet]

Bonjour,

En reprenant à l'envers

Vous arrivez à 2.05 l/s (C'est une valeur tout à fait realiste pour la puissance visée.)

Avec 50 metres de chute, cela fait effectivement 500 watts continus
(50*2.05*9.81*0.5=500watt)

Ce qui fait 12KW/h par jour

Avec 1.162Wh pour elever 1 litre d'eau de 1 degré

si vous avez de l'eau à 10 degré au depart, il faut pour 200litres

200*40*1.162=9296wh

Et effectivement 12Kwh si votre eau de depart est à zero degré.

Vos calculs sont donc bon !

Par contre, pour votre conduite, je ne suit pas !

Pour un calcul à la grosse, on compte une vitesse de 1 metre par seconde dans la conduite

avec 2.05litres par seconde, il faut une section de 20.5cm2 soit 51mm de diametre interieur.

Mais il faut ensuite tenir compte de la longueur et des pertes de charges que l'on tolère.

P.S. je n'avais vu les réponses à Didier

Avec 158 m de chute, un débit de 0.64l/s suffit pour la même puissance !!!

Eric

[moulino51]

Pour évaluer la vitesse périphérique d'une roue Pelton, on prends 50 % de la vitesse du jet.

Le projet est un peu posé "a l'envers" pour nous, car habituellement nous partons plutôt du "disponible" que du "besoin".
Dans le projet, il serait assez simple de calculer le débit "a la source" (c'est le cas de le dire ) avec par exemple un ou deux seaux remplis en tant de secondes.
Ou par la méthode du déversoir "en mince paroi" (voir sur le forum)

Pour moi, il faut au moins cette base de débit pour avancer sérieusement et ne pas partir dans des investissements hasardeux.


Gé