Installation Rob'eau

[Rob'eau]

Bonjour,
Je suis dans les Cévennes, où j'ai installé dans le mas familial non raccordé au réseau, une turbine il y a plus de 15ans. A l'époque, j'ai mis cette installation en place avec les moyens du bord, et le peu d'infos qu'il y avait à disposition.
L'installation fonctionne sans trop de problème, mais le rendement est vraiment très très faible.
Je produis en moyenne 80w avec 40m de dénivelé et un tuyau de 35mm de diamètre intérieur, une conduite de 200m et un débit de 2L/s. D'après le site hydroturbine, je pourrais théoriquement produire 600w, j'en suis loin...

Il y aurait beaucoup de choses à changer pour améliorer le rendement. Il y a notamment de grosses pertes dues à la roue elle-même qui est une grosse roue inox assez lourde fabriquée artisanalement pour une installation de plus grosse dimension. J'ai actuellement un alternateur à aimant permanent.

J'aimerai améliorer l'installation en achetant une roue appropriée et un alternateur qui suit. Mais j'aimerais bien avoir vos conseils avant d'engager des frais. Donc si certains ont la capacité de m'orienter sur le diamètre de la roue à choisir et le type d'alternateur, je suis preneur.

Pour ceux que ça intéresse, j'ai mis en place un système de régulation du débit grâce à un syphon auto-amorçant.
En fait, je collecte dans une cuve l'eau de deux sources différentes. Quand la cuve est pleine, il y a un amorçage qui se fait automatiquement et la cuve se vidange.
S'il y a beaucoup d'eau, le système tourne en non-stop.
S'il n'y a pas beaucoup d'eau, ça se rempli et se vide de manière alternée.
L’avantage, c’est que le débit reste toujours le même en sortie.
Ça me permet de turbiner même quand il y a peu d'eau. Ce système m’oblige par contre à avoir deux buses au niveau de la roue.
Il y a quelques subtilités à respecter pour que ça fonctionne, mais ici ça fonctionne depuis 15ans.

Au plaisir

[Rigol'eau]

Bonjour,

Pour résumer ton setup:

• Débit : 2l/sec
• Hauteur de chute : 40 m
• Diamètre tuyau : 35 mm
• Longueur tuyaux : 200 m
• Production actuelle : 80 W

Concrètement en faisant passer 2 litres par seconde dans un tuyau de 35 mm de diamètre sur 200 m de longueur, la perte de charge s'élève à environ 25 m, soit 65 % de la chute potentielle, c'est énorme !
En réalité tu as donc 40 - 25 = 15 m de chute nette à exploiter, ce aui change énormément le potentiel.

Calcul des pertes de charge linéaires en utilisant les calculettes du site hydroturbine.info :

Il existe un moyen très simple permettant de vérifier cette perte de charge sur site, en s'affranchissant des calculs : il faut placer un manomètre en bas de la colonne puis observer la pression :

• Vanne fermée
• Vanne ouverte

La perte de charge = Pression vanne fermée - pression vanne ouverte

En utilisant cette nouvelle donnée (15 m de chute nette expléoitable) on constate que la production potentuielle diminue fortement :

2 litres sous 15m de chute :

• avec un rendement de 0.8 = 240 W
• avec un rendement de 0.5 = 150 W

En produisant 80 W tu approches un rendement de 0.3, ce qui n'est pas abbérant.

Pour une génératrice 1500 rpm il te faudrait un diamètre de roue = 100 mm ...
Aide aux calculs

Peux tu envoyer quelques photos de ta roue et PMG ?

Cordialement,

Laurent

[Rob'eau]

Super, Merci pour les infos.

Je vais faire en sorte de connecter un manomètre dès que j'ai l'occasion pour vérifier ça.

Petite précision: quand on parle de vanne ouverte, on parle de vanne ouverte sans les injecteurs (sortie directe du pehd 40) ou avec injecteur (dans mon cas 2x 5mm)?

Dans l'idéal j'imagine qu'avec les injecteurs on prend en compte cette contrainte en plus, mais je pose quand même la question.

C'est la première fois que je vais sur un forum, du coup, je n'ai pas encore compris comment poser des photos, il faut que je regarde un tuto et je fais ça prochainement.

Merci encore à bientôt

[Bricol'eau]

le relevé de pression se fait avec le débit de l'injecteur, plus l'injecteur a un gros diamètre, plus le débit augmente, et helas, les pertes de charges augmentent en même temps.

[Rigol'eau]

Petite précision: quand on parle de vanne ouverte, on parle de vanne ouverte sans les injecteurs (sortie directe du pehd 40) ou avec injecteur (dans mon cas 2x 5mm)?

Hello

Comme le dit justement Cristof alias "Bricol'eau" insère une vanne + mano en bas de ta colonne PEHD et fais le test avec les injecteurs.
Si tu peux également mesurer le débit avec injecteur, c'est top, cela te permettra d'y voir un peu plus clair et te permettra de partir sur des bases saines au niveau des calculs. Pour mesurer le débit moi j'utilise une poubelle de 80 litres que je place sous la turbine et je mesure le temps que prends le remplissage de la poubelle, c'est tout bête mais très efficace.

C'est la première fois que je vais sur un forum, du coup, je n'ai pas encore compris comment poser des photos, il faut que je regarde un tuto et je fais ça prochainement.

En bas de la fenêtre du message que tu édites tu as 2 onglets : Option et pièces joint
tu choisis pièces jointes, tu téléverses tes images et c'est terminé.

[Simon]

bonsoir ,
as tu essayé avec des injecteurs de plus petit diametre?
tu peux avant de t'embeter a investir dans un mano , l'installer , te fier a la calculette hydroturbine qui est quand meme assez fiable pour faire les premiers pronostics.
je te suggere d'essayer (aussi) de diminuer le diametre de tes injecteurs et mesurer le nouveau débit , tout en regardant si ta production d'electricité augmente ou diminue.
en fait je suggere de trouver le point de puissance max de ta turbine telle quelle avec la conduite forcée que tu as déja installé , la turbine que tu as déja installé juste en diminuant le débit , cela devrait augmenter le rendement de ta conduite forcée et peut etre meme augmenter le rendement de ta génératrice qui pourrait tourner plus vite du coup.
la conduite forcée , c'est tres souvent le facteur limitant dans une installation.et avec le diametre , la longueur et le débit que tu annonce , sur qu'il y a a creuser de ce coté pour augmenter son rendement (bien que ce soit contre intuitif , réduire le débit en mettant des injecteurs plus petit peut faire monter en fleche le rendement de ta conduite forcée).

[Simon]

clairement la calculette indique que si tu es a 2 litres seconde ou 1 litre seconde , le potentiel compte tenu des caracteristiques de ta conduite , et pratiquement identique , avec meme un leger gain pour 1 litre seconde, donc si en diminuant de moitié le débit tu ne constate pas une baisse claire de ta production d'electricité , le probleme vient principalement de la conduite forcée , qui atteint ses limites vers les 1 litres/seconde.

si ta production d'elec avec le nouveau débit de 1 litre seconde te donne beaucoup moins de production d'electricité , il faut alors aussi investiguer coté turbine/génératrice/electronique qui suit.

[Rob'eau]

Bonjour,
la mesure des 2L/s a été faite en sortie du pehd 40.
Effectivement, avec les injecteurs, le débit diminue. Actuellement, c'est compliqué de mesurer le débit en sortie de turbine car l'eau est difficilement récupérable.
A l'époque, j'avais fait tous les essais avec différents injecteurs, et j'avais vu clairement la différence.
Vu qu'il s'agit d'injecteurs qui avait été réalisé en alu par quelqu'un qui avait pu me les usiner, avec une bague interchangeable pour diminuer le diamètre final; dans le temps, la fixation de ces bagues est devenu foireuse. Aujourd'hui, je turbine avec des injecteurs qui ne sont pas adaptés, je produits d'ailleurs moins que 80w, et je produits moins dans le temps car j'utilise plus d'eau.
Les 80w étaient le meilleur rendement obtenu avec cette roue, cette conduite, et les injecteurs appropriés ....

Voilà quelques photos, le caisson de la turbine a été fait avec du plexi et du zinc. Dans le temps, le zinc a été perforé par l'eau, c'est ce qu'on voit sur la dernière photo.

[Rigol'eau]

Bonjour,

Merci pour les photos.
L'installation est "propre" et les 15 ans d'utilisation en sont la preuve.

La roue est clairement l'élèment à changer pour obtenir "facilement" un meilleur rendement.
A vue d'oeil la tôle inox pliée qui constitue les augets fait entre 1 ou 2 mm, soit une largeur de 2 ~4 mm pour ce qui devrait une arête éffilée au centre de L'auget. Avec tes injecteurs de 5 mm, le jet frappe quasiment une surface plane, ce qui en l'état n'est plus le principe d'une roue Pelton.
On cromprends ici que cette roue était destinée à fonctionner avec des injecteurs d'un diamètre plus élevés, un débit plus conséquent ...

Au risque de me répèter : mesure ta pression et le débit en bas de colonne avec deux injecteurs de 5 mm, ou un injecteur de 7 mm si c'est plus simple pour toi, ensuite tu auras une base solide pour améliorer/redimensionner ton système, c'est la clef.

A mon avis, avec ce débit je pense qu'il n'est pas judicieux de tenter une modification de l'existant, tout est surdimensionné pour ton ratio débit/pression. Je serais plus d'avis de partir sur un système beaucoup plus petit : une roue de 100 mm sur un micro PMG (servo moteur) en prise direct.
Le pont de diode double alternance peut rester, il est largement surdimensionné ! le régulateur tristar peut également également être réutilisé.

C'est plus ou moins le setup que j'utilise actuellement : 2 injecteurs de 4,8 mm, une roue Pelton de 100 mm et un servo-moteur plaqué 48/400 W/1500rpm, avec un débit moindre cependant (0,7 sec).
Je peux foux fournir les plans de la boite et des supports injecteurs prêt à la découpe si besoin.

Cordialement,

PS : Cristof à dailleurs commandé un de ces petit servo dernièrement, est-il arrivé ?

[Bricol'eau]

on ne peut pas vraiment parler de turbine Pelton, la roue semble etre une roue à godets, c'est plus une roue à aube qui tourne vite.
Mais la fabrication est très soignée, très propre.
A mon avis, on ne peut rien attendre de plus de cette turbine, il faudrait partir sur une refonte complète.

Comment est le système électrique derrière ? 12, 24, 48V ?
ça semble etre un alternateur de véhicule ?
Tu utilises quoi comme système de régulation ?

ou te trouves tu exactement en Cévennes ?