Généralités sur les turbines et calculs

[CF21]

Bonjour

Un autre MOOC ouvre demain :
https://www.france-universite-numerique ... on02/about

Des rivières et des hommes : hydrologie, hydraulique et géomorphologie

Je l'ai suivi jusqu'au bout l'an dernier, et il est très bien. Pas trop de math sauf une partie sur l'hydraulique à surface libre et une autre sur les formules du transport solide (cela reste néanmoins assez basique au plan mathématique, pas de calcul différentiel compliqué etc.). Une manière plaisante de comprendre les outils des chercheurs et techniciens de rivière, ainsi que la dynamique des cours d'eau sur leurs bassins versants.

[francois jeremy]

Bonjour à tous,

Je participe à un projet étudiant d'alimentation électrique d'un refuge en montagne.
Je réalise une étude chiffrée sur la possibilité d'alimenter ce refuge via la micro hydraulique mais je bloque sur le choix de ma turbine.

Voici toute les données :

-Besoins : 6 kWh / semaine (bâti utilisé que le week-end, stockage sur batteries)
-Réservoir : citerne de récupération des eaux pluviales de 100 m3
-Hauteur de chute : 50 m
-Longueur de conduite forcée : 260 m
-Débit en sortie de conduite : 10 l/s

J'hésite entre une turbine Pelton et CrossFlow et je recherche un fournisseur/fabricant qui pourrai me faire une estimation du coût de cette turbine.

Merci pour tout vos avis ou aide que vous pourriez m'apporter.

[moulino51]

Bonjour Jérémy,

Bienvenu sur le forum

Voici un exemple pour avoir un accouplement direct en 1000 t/min.

Pelton 1000 t-min.JPG

Pour le stockage, les batteries Plomb Gel sont généralement utilisée.

Prévoir un délestage car la puissance semble supérieure aux besoins réels.


Gé

[KW12]

Bonjour Jérémy,
Bonjour Moulino51,

Pour votre étude Jérémy la solution est de produire une très faible puissance durant toute la semaine.
Si vous utilisez 10/Ls comme vous dites dans 3 Heures vous aurez vidé votre cuve, certes vous aurez fait vos 6 KW? mais pouvez vous faire avaler une telle puissance en 3 heures à vos batteries! je pense que non.
De plus la conduite aura un diamètre conséquent pour passer ce débit en prenant un diamètre de 100 mm vous auriez 4,50 mètres de perte de charge.
A mon avis la solution qui me semble la plus économique est de produire durant toute la semaine une faible puissance de l'ordre de 50W à l'heure.
Pour cela un débit de 0,165 L/seconde suffira et vous vous en sortirez avec un tuyau PE de 27 mm de diamètre intérieur, vous aurez seulement 1,50 mètres de perte de charge.
Une petite roue Pelton fera l'affaire couplé à un alternateur de voiture ou camion.
dans tous les cas si il ne pleut pas toute les semaines pour refaire le plein de la réserve il y aura problème pour assurer la production?
Question, n'y aurait il pas dans les parages une rigole qui assurerait ces 0,165 L/secondes?

Bonne cogitation.

KW12.

[ericnoharet]

Bonjour,

Ayant déjà effectué ce type de travail, j'ai une bonne vue de la problématique.

Selon la puissance instantanée souhaitée, on peut réduire énormément le "parc batterie"
Il faut pour cela installer une puissance de turbine plus importante qui fonctionne moins longtemps et utiliser le stockage d'eau.

Mais je suis peu être hors sujet !

Est-ce 10l/s permanent ? (dans ce cas, on n'utilise pas la citerne)

La seule turbine fiable et disponible à l'époque (il y a dix ans)
C'était :

STREAM ENGINE (en turgo bronze)
Fabriqué par :
Energy Systems & Design

Coté pratique, on peut régler l'entrefer pour avoir un bon rendement turbine fonction de la charge.

Eric

[moulino51]

Ah ah ah KW12, mais c'est que je n'avais pas compris le principe du réservoir des eaux pluviales pour produire de l'énergie (si c'est bien le cas )
Il n'y a donc pas ce petit ruisseau qui aurait donné régulièrement ces 0,010 m3/s

J'avais compris réservoir d'eau pluviale pour les besoins sanitaires, ce qui me paraissait suffisant.

A ce moment OK pour une turbine de puissance inférieure a 1 kW, que l'on met en route en arrivant, le tampon de stockage/régulation étant assuré par les batteries.

Mais une question me taraude Et s'il ne pleut pas pendant une longue période, les piles seront sans doute rapidement a plat.


Gé

[francois jeremy]

bonjour et merci pour vos réponses qui améliore grandement ma réflexion.

Effectivement j'ai deux possibilité. Soit je produis toute la semaine, soit j'ouvre la vanne en début de week-end pour recharger les batteries.

Dans les deux cas je n'ai pas besoins d'avoir une puissance excessivement grande. Il me faudrait maximum 6h pour recharger mon parc de batterie.

Pour ce qui est du réservoir il s'agit d'une ancienne citerne située en haut d'une montagne qui récupère les eaux d'infiltration sur 3.5 hectare. Le refuge est située 50m plus bas.

Autant vous dire qu'il y a toujours un trop plein, mais toutefois je ne souhaite pas vidée ma cuve car effectivement on envisage une utilisation sanitaire.

Il n'y a aucun ruisseau à proximité, le refuge est très mal situé ce qui en fait justement un bon sujet d'étude.

Dans l’installation un délestage est prévu pour évité la surcharge des batteries.
J'espère avoir répondu à toute vos question

Jérémy

[moulino51]

Pour ce qui est du réservoir il s'agit d'une ancienne citerne située en haut d'une montagne qui récupère les eaux d'infiltration sur 3.5 hectare. Le refuge est située 50m plus bas.

Ha bon, javo ben compris alors

Donc OK toujours pour une petite puissance qui permettra de turbiner le trop plein du captage.

Il sera probablement toujours intéressant de passer par la cuve de stockage, pour commencer a mettre en route la turbine uniquement dés la surverse, avec contrôle du niveau,pour ne pas vidanger complètement le réservoir.

Pour le stockage sur accumulateurs, il faudra certainement prévoir un onduleur, car il n'est pas possible économiquement de tout utiliser en CC BT.


Gé

[francois jeremy]

On risque pas de le vidanger complètement car il est aussi connecté à un puits qui est profond mais je pourrai pas vous donner d'ordre de grandeur.

Part conséquent le contrôle de niveau me semble superflue. Il ne faut pas oublier que mon sujet d'étude est que l'alimentation électrique du refuge mais c'est difficile de ne pas rentrer dans tout les détails qui sont tout aussi importants.

L'onduleur est prévu sauf si vous avez des batteries 220V alternatif en magasin

[moulino51]

On risque pas de le vidanger complètement car il est aussi connecté à un puits qui est profond mais je pourrai pas vous donner d'ordre de grandeur.

L'idée était de passer par la cuve pour avoir une accumulation de potenteil, plutot que de mettre une trés petit turbine uniquement sur le captage de la source sans passer par la cuve.
Dans ce fonctionnement direct, la régulation de la turbine me paraissait beaucoup plus compliquée.
Donc avant toute chose commencer a bien définir et lister tous les besoins, les plages horaires des différents consommateurs.

L'onduleur est prévu sauf si vous avez des batteries 220V alternatif en magasin

Nan dans mon magasin j'ai seulement un pack batterie NiCd de 114 volts (dans la mémé Clio électrique qui est devenue notre voiture principale)


Gé