Généralités sur les turbines et calculs

[brupe]

Je pense que de toute façon avec les appareils fixes, type congélateur, réfrigérateur , etc... je vais consommer une grande partie de la micro production voir toute.
En tout cas merci pour l'idée de stocker en complément de la PAC pour l'eau chaude sanitaire. Je vais étudier la question.
Ce serait une sorte de "délestage" sur le ballon d'eau chaude si je comprend bien ?

Il me reste maintenant à trouver tout le matériel et des pros pour me guider.
Cordialement

[nicKO]

je vais (encore) en dire une mais lorsque j'étais sur toulon il y avait a la DCN un mec que j'ai vaguement connu qui m'expliquait qu'il avait récupéré des batterie de sous marin ... en 220v et tout
et qu'il faisait le "tampon" de ce qu'il produisait avec ca mais que ca prenait quand emem pas mal de place il avait un local dédié

bon comme a l'époque ca ne m'interessait pas par rapport a l'attrait des dames qui aimaient l'uniforme je n'y avais pas prété plus attention que ca....

faut il avoir des conaissances dans la marine du coup... et je n'ai aucune idée de la durée de vie des dites batteries

[dB-)]

Bonsoir,

intéressant ces histoires d'uniforme, il faudra que j'essaie ...

Plus sérieusement, je reviens quelques questions en arrière :

@ brupe :

Le debit de 50m3/h étant le débit minimum, une 45 m3 n'est elle pas un peu juste et pourquoi sous 2,5 seulement ?
dB-) est il possible d'avoir une idée de la puissance obtenu et du coût de l'installation complète avec coffret.
Je precise que je veux consommer cette électricité et donc la stocker.

J'ai pris intuitivement une pompe un peu sous dimensionnée, pour être sûr qu'elle tourne bien en mode turbine au dessus de la vitesse de synchronisme du moteur, au cas où elle serait reliée au secteur ... On peut calculer tout cela très précisément, après avoir bien examiné le type de pompe, etc : voir pages 371 à 387 de l'excellent livre de M. Jean-Pierre Fayeulle "Les pompes rotodynamiques" ISBN 2-9522885-0-X 95 € TTC : chapitre "Utilisation des pompes dans les quatre quadrants". Bon, c'est un peu mathématique quand même, avec les diagrammes de Thoma, Knapp, courbes en 3D, collines de Suter etc... : je n'ai pas eu le temps de tout comprendre !

Il faut en retenir que l'on retrouve des similitudes entre les pompes et les turbines, et que dans certains cas, par exemple avec les pompes centrifuges à faible Ns (de l'ordre de quelques dizaines) ou avec les pompes hélice (Ns de quelques centaines) une pompe peut remplacer une turbine avec un bon rendement.

En gros, pour une pompe avec un Ns supérieur à 40, on prend un débit en mode turbine égal au débit en mode pompe. Pour un Ns inférieur à 40, le débit en mode turbine augmente à peu près linéairement jusqu'à 1,4 fois le débit en mode pompe pour un Ns de 10 : Donc ici, grosso modo, je surcharge un peu "au pif" la pompe en hauteur et en débit, d'une certaine valeur, je n'ai pas fait le calcul faute de temps.

Concernant le prix de tout ça : vous allez produire dans les 300 ou 400 W , ce qui n'est pas négligeable, mais quand même peu. Si l'on prends un kWh moyen à 12 cts et un fonctionnement permanent, vous gagnez 0,12 * 0,35 * 24 * 365 = 360 € par an, et si vous voulez amortir sur 5 ans, il ne faut pas dépasser un budget de 1800 €.

La pompe dont j'ai parlé coûte neuve entre 1500 et 2000 € H.T., plus pour cette puissance un coffret qui va coûter entre environ 300 € et 2000 € en gardant le moteur asynchrone d'origine, selon l'utilisation du courant :

- injection sur réseau triphasé : au minimum un disjoncteur ou G2V, mieux une surveillance de la vitesse et un contacteur de ligne avec réarmement manuel
- injection en monophasé : idem plus 2 condensateurs pour repasser en monophasé
- chauffe eau autonome triphasé : au minimum condensateurs, disjoncteurs, surveillance surtension et contacteur condensateurs avec réarmement
- petits appareils monophasés, consommation variable : idem précédent, plus condensateurs pour repasser en monophasé, nano API, gradateur, ballast

Donc c'est économiquement difficile ! L'idéal est de trouver une pompe d'occasion (à condition de connaître ses caractéristiques) et de réaliser soit même le petit coffret électrique : je mettrai en ligne quelques exemples de réalisations (qui fonctionnent !) dès que possible.

Prix des énergies.jpg

Prix des énergies b.jpg

Prix des énergies c.jpg

@ ericnoharet : merci, très intéressant ce fournisseur d'augets Turgo : j'ai ajouté l'adresse à la liste du forum. Si vous avez quelques photos de la turbine Turgo que vous avez installée avec ces augets, c'est toujours instructif de voir les solutions adoptées.

dB-)

[ericnoharet]

C'est vrai que c'est un peu hors sujet, mais quelques precisions.

Toutes les batteries sont en courant continu ! meme si on arrive à 220v (mon onduleur informatique est en 220 V coté batteries, 12x20)
Donc pas d'alimentation sans onduleur.
Toutes batterie ont des pertes entre ce qu'on charge et ce qu'on "tire".
Toutes les batteries on une durée de vie limité (meme si celle des satelites peuvent durer 20 à 30ans si elle sont bien géré, mais c'est des batteries à l'argent ultra trés cheres)

Bref, stocker un peu en site isolé ok, mais c'est un gros surcout.
Pas du tout interressant / rentable / "ecologique" en site raccordé au reseau.

Eric

[brupe]

Bonjour,
Je suis désolé, mais j'ai des connaissances très limitées en la matière, et je vous remercie de votre patience, surtout pour un aussi petit projet.

Si je résume, il me faut:
Une pompe légèrement sous dimensionnée (45m3 / h=2,5) = 1500 à 2000 /ttc
Un coffret = 300 à 2000 € cela dépend du type de consommation ou d'injection.
Les infrastructures : tuyaux, grilles, local, etc....
Soit un budget moyen de 3000-4000€/ttc environ, ce qui fait un retour sur investissement en 10 ans environ. Cela ne me fais pas peur.
Est-il possible d'affiner le type de matériel et l'estimation ?

Pour la partie infrastructure, je ne me fais pas de soucis, maçonnerie, soudure, tuyaux, etc...par contre, je suis incapable de réaliser un tableau électrique.
Un électricien en bâtiments est-il capable de le réaliser ?

L'injection sur le réseau est apparemment soumise à autorisation, pas la consommation directe (d'après ce que j'ai pu comprendre sur d'autres sujets.).
Ai-je une chance d'obtenir ces autorisations, sachant que la source sort directement sur mon terrain et que les busages ont été validés lors du permis de construire de la maison par la ddt/rtm, ou vaut-il mieux ne pas se lancer dans des démarches trop "administratives" pour 300w/h et injecter la consommation directement dans les ballons ?

- chauffe eau autonome triphasé : au minimum condensateurs, disjoncteurs, surveillance surtension et contacteur condensateurs avec réarmement

Merci de m'indiquer le plus simple en matière de consommation sachant que je suis en tri, et que je dispose d'un système avec:
- Ballon PEC 300 l / Pac + résistance.
- Ballon tampon 300 l pour le chauffage avec Pac + résistance 6kw.

Je reviens également sur les canalisations.

Concernant les tuyaux d'adduction, plusieurs questions me viennent à l'esprit:
- Le diamètre ø 100 suffisant pour 13-16l/s, sachant que la pompe fait ø 65 en entrée (en turbine) et ø80 en sortie pour le modèle conseillé par Didier ?
- La perte de charge avec les coudes doit être importante ?
- Quel type de conduit adopté (je ne suis pas fan du PVC), le PE est semble-t-il moins polluant?

Beaucoup de choses pour si peu de watt, mais l’eau coule tous les jours sous mon nez , alors …

[moulino51]

Votre installation actuelle est en triphasé, conditions optimales pour mettre une génératrice asynchrone (moteur tri), calée sur le réseau, car avec 300 w, vous avez peu de chance de faire tourner le compteur a l'envers.

Si possible, conserver le puits et le busage actuel, pour éviter les pertes de charge dans la petit tuyau.
Le puits serait utile, pour par exemple y ajouter des capteurs de niveau.

Un aspirateur en sortie serait bénéfique !

Gérard

[ericnoharet]

voila pour la photo, ce n'est pas celle que j'ai posé, mais c'est la copie conforme (ou c'est moi qui est copié)
Cette photo vient de varspeedhydro.
Le mode de montage de l'injecteur est interressant techniquement

Turgo_jet.jpg

Eric

[moulino51]

Cette photo vient de varspeedhydro.
Le mode de montage de l'injecteur est interressant techniquement

Turgo_jet.jpg

A mon avis, et a part une turbine hélice, le type "Turgo" comme sur cette photo est bien adapté, si l'injecteur est régulable, ce serait proche de l'optimum, bien que la chute soit un peu faible pour cette turbine.

@ NicKO, qui pourrait s'en inspirer pour conserver une grande partie de son installation sans avoir a tout détruire


Gérard

[dB-)]

Bonjour,

@ brupe : je pense qu'il faut vraiment aller au plus simple pour cette installation, afin qu'elle soit fiable et économique.

D'après votre plan (très clair) il y a environ 20 m de conduite + 2 coudes : si vous prenez du PVC de 100 vous aurez sous 13 l/s une perte de charge d'environ 0,5 m ce qui fait beaucoup : il faudrait presque prendre un peu plus gros, mais du coup il n'y aura plus beaucoup de place dans la buse de 250 pour évacuer les crues (orages, etc ...). Voir aussi ce problème au niveau du silo de la pompe qu'il faut éviter de noyer (possibilité de prendre un modèle fermé, et non ouvert, si on garde le moteur asynchrone).

Au niveau matériaux, je connais le PVC Pression JK 6M 160*6,2 PN 10 : 6,2 mm d'épaisseur, pression de service 16 bar, en tubes de 6 m avec embouts mâle / femelle, environ 9 € H.T. le mètre (mais j'en avais pris 160 m). C'est un peu trop costaud pour votre application, peut être essayer du PVC de descente d'eau pluviales, en collant bien les morceaux entre eux ?

En tout cas, il faut comme vous l'avez prévu :

- un bac prise d'eau avec une grille ou une tôle perforée, facilement accessible pour le nettoyage
- une conduite de descente
- un silo à l'abri d'une éventuelle inondation
- si possible une vanne boisseau 1/4 tour à l'arrivée, pour maintenance de la pompe
- une pompe adaptée, de bonne qualité (> 100 000 h de fonctionnement)
- une évacuation de l'eau de la pompe et purge du silo
- un mini coffret électrique à proximité, dans un endroit sec

Pour cette puissance, à mon avis, ne surtout pas se lancer dans des démarches : ce n'est pas les 18 TW du barrage des Trois Gorges sur le Yangtsé !

Le plus simple est de connecter la pompe à votre tableau triphasé (je rappelle, on parle d'environ 300 W !), via un disjoncteur adapté : elle va en permanence injecter une très faible puissance, qui viendra simplement en déduction de votre consommation et ne fera pas globalement tourner votre compteur à l'envers ou annuler votre consommation (vous vouliez installer une pompe de purge de cette canalisation, mais par une regrettable erreur de calcul, la pompe est en fait entraînée par l'eau, et tourne en génératrice ...).

Ce sujet est le serpent de mer, et revient périodiquement sur le forum, car cette pratique est pour l'instant illégale en France, mais :

- notre loi est tellement absurde pour de faibles puissances qu'elle va forcément évoluer dans les prochaines années
- ceci pour permettre toutes les économies d'énergie possibles et favoriser les logements à zéro énergie
- cette pratique est courante en Belgique, et je crois en Suisse, Allemagne, ...
- il n'y a aucun risque d'injecter du courant en cas de coupure secteur car le moteur n'est plus excité
- si besoin un simple contacteur auto-alimenté isole la turbine dès la moindre coupure secteur (réarmement manuel)

Si vous êtes là quotidiennement, vous pouvez vous contenter de surveiller le système : grille, passage d'eau. Éventuellement vous ajoutez un petit compteur d'énergie qui vous indiquera si vous produisez bien de l'énergie (cas normal) ou si vous en consommez (la pompe est bouchée, et le moteur l'entraîne)

Si vous voulez automatiser un poil, le plus simple est un capteur inductif de vitesse de pompe et un nano automate qui pilote un contacteur : au dessus du synchronisme on couple, en dessous on isole.

Si vous voulez respecter strictement la loi actuelle, c'est possible aussi !! A ce moment là, le plus simple est d'ajouter 3 condensateurs et d'injecter sur un cumulus d'eau chaude, isolé du secteur (mais pas évident de trouver un cumulus triphasé 300 W ...). Prévoir aussi un ballast et un délesteur, au cas où le thermostat du cumulus arrête le chauffage (plus de travail à fournir, la pompe s'emballe, la tension double ou triple, les condensateurs et /ou bobinages de la pompe partent en fumée).

Autre possibilité, repasser en monophasé ...

J'ai essayé par curiosité un peu toutes ces variantes :

- alternateur, génératrice triphasée, ou génératrice monophasée (en fait une tri optimisée pour travailler en mono)
- passage du tri au mono (utile en petite hydro) ou du mono au tri (peu intéressant en production)
- raccordement au réseau ( réalisé ponctuellement et à titre expérimental bien sûr)
- autonomie, avec évacuation du surplus par ballast refroidi à l'air ou à l'eau
- anciennes platines Genelec Leroy Somer avec 12 triacs et un générateur de rampes (idem anciens gradateurs de discothèques !)
- nano automate qui surveille la tension, ou encore la vitesse, et gère un ballast
- étages de ballast discrets (par exemples 12 étages identiques sur une Génélec)
- étages de ballast pondérés, par exemple 1 kW, 2 kW et 4 kW qui permettent 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 kW soit 8 niveaux avec juste 3 contacteurs
- gradateur à trains d'ondes (mais problèmes de surtension avec un ensemble génératrice + condensateurs)
- ou gradateurs à découpage de phase (problèmes d'harmoniques)

Chaque solution a ses avantages et inconvénients, chacune peut fonctionner si elle est bien dimensionnée, ou tomber en panne rapidement à la moindre erreur : exemples de quelques étourderies personnelles en programmation :

- oubli d'une temporisation avant ré-enclenchement de condensateurs sur une installation génératrice asynchrone / condensateurs
- coupure du ballast et fonctionnement à vide sur la même installation

Dans un cas on entend nettement les contacteurs qui rouspètent, dans l'autre on voit le voltmètre s'affoler et indiquer 850 Veff au lieu de 390 par exemple ... !

Je vous envoie par courriel un chiffrage des deux solutions les plus adaptées à votre problème : kit pompe + coffret électrique assemblé, à monter vous même.

Cordialement

dB-)

[brupe]

Bonjour,

Merci Didier, j'attend votre proposition.

Pour répondre à ma question sur les canalisations j'ai trouvé un Abaque jusqu'a 100 l/s qui pourra peut être utile.
A valider par les pros quand même.
Pour 15l/s et un ø 110 on a environ 0,035 de perte de charge et une vitesse de 1,55m/s
Si je ne me trompe pas 3,2 m de hauteur de chute par 0,035, je devrais perdre 12 cm (3,2x0,035=0,112) de hauteur ?

J'espère ne pas dire n'importe quoi et que l'abaque pourra servir.

Cordialement