Machine à vapeur et miroir parabolique, quelle dimension et pour quelle puissance?

[invite649e2ca9]

Bonjour à tous les lecteurs,

J'ai le projet de combiner une machine à vapeur avec alternateur et un miroir parabolique afin de produire de l'électricité.

Avant d'acheter quoi que ce soit je me suis dit qu'il serait bon de quantifier mes besoins. Je n'ai absolument aucune connaissance mathématique mais je peux généralement comprendre.

Voici ce que j'aimerais savoir grâce à votre aide:

J'ai besoin d'une chaudière relativement petite capable de faire bouillir de l'eau en quelques secondes. Quelle dimension de chaudière choisir pour une autonomie minimum de 15 minutes afin d'obtenir 1 kw/h? Quelle serait alors la dimension de la parabole solaire?

Je suis allé voir beaucoup de sites internet américains, français dans le but de trouver une machines à vapeur convenant à cette tache. Je suis tombé sur un site intéressant: JMC vapeur, qui propose plusieurs machines à des cylindrées différentes (jusqu'à 21cc).

Cette dernière conviendrait-elle afin de produire 1kw/h? Trop puissante, pas assez? Avez-vous d'autres sites à me conseiller?

Peut-être que ces questions ont déjà été posées, si c'est le cas je m'en excuse.

Par avance un grand merci à vous.
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
Hum faire bouillir de l'eau SANS dire quelle quantité, cela ne fait pas avançer le schmilblik !
La terre reçois un ensoleillement grosso modo de 1 kw au m2 (par beau temps).
Une parabole de 1 m2 ne recevra pas plus de ...1 kw.
Tu vas concentrer (ta parabole), mais t'auras TOUJOURS la meme énergie à ton point focal.
Les watts ne viendront pas par l'opération du St esprit.
Bien sur si t'as 45° répartis sur tes 1 M2, tu peut espérer que la MEME quantité d'énergie va produite un température 10 fois plus élevée si tu concenrtrtes sur 10 fois plus petit. (aux pertes et rendement prés !)Ca c'est théorique.
Calule donc l'énergie qu'il te faut pour porter 1 litre d'eau à 100° (faut connaitre aussi l atempérature ambiante) tu en déduis la quantité de joules nécessaires.
Avec 1 litre d'eau tu vas pas loin pour ton alternateur.
D'autre part joint un lien si tu veux que l'on "regarde " tes propositions (JMC vapeur).
Google donne ...192000 réponses possibles. Autant aller directement au bon endroit !!
A+

[ventilopomme]

bah non y a qu'un seul site
http://jmc.vapeur.free.fr/

[invite649e2ca9]

Merci pour vos réponses, en réalité la chaudière, même petite sera ré-alimentée en eau de façon automatique grâce à une pompe et un réservoir extérieur condensant également la vapeur d'échappement (recyclage).

De ce fait même avec un petit litre dans ma chaudière je pourrais assurer (je pense) une autonomie plus longue mais avec plus de cycles de refroidissement et de chauffages.

Si j'ai bien compris, avec une parabole d'un mètre de diamètre j'obtiens environ 1kw, j'imagine donc que je n'atteindrais pas cette puissance à la sortie de l'alternateur.

Ce qui compte en réalité c'est la pression à laquelle sort ma vapeur, alors imaginons que je pars sur une chaudière d'un litre avec une parabole d'un m2 dans le but de produire 700w d'électricité (plus si possible), en combien de temps cette quantité bouillirait (1L) et s'évaporerait en produisant cette énergie sachant qu'il faut garder une réserve de sécurité minimum de 20% dans la chaudière?

Désolé de vous embêter à nouveau avec ces petits problèmes mathématiques.

[A voir en vidéo sur Futura]

[vincent66]

Bonjour
Désolé de m'immiscer ainsi mais...
Des KW/h c'est une unité de gremlins,
Une parabole de 1 m de diamètre a une surface de 0,785m2.
La terre reçoit 1000W par mètre carré au sol en moyenne non ?
Vincent

[f6bes]

Bsr Vincent 66,
Heu une parabole de 1 m2 fait bien 1 m2 de surface. On n'y peut rien !
Personne n'a parlé de parabole de 1m de..............diamétre !!

"....La terre reçois un ensoleillement grosso modo de 1 kw au m2..."
Personne n'a dit le contraire !

A+

[vincent66]

"Si j'ai bien compris, avec une parabole d'un mètre de diamètre j'obtiens environ 1kw,"
...

De plus il me semble qu'il y a confusion entre un mètre carré au sol et un mètre carré pile face au soleil...
Vincent

[vincent66]

Désolé pour l'erreur de manip..!
Vincent

[f6bes]

Il me semble qu'il y a confusion entre un mètre carré au sol et un mètre carré pile face au soleil...
Vincent

Bsr àtoi,
Non y a pas confusion: c'est 1 m2 perpandiculaire au SOLEIL.
Bien sur si le rayonnement arrive avec un certain angle tangent cela ne veut plus rien dire.
L'avantage d'une parabole c'est que cela s'oriente ...face au soleil.
Bien sur c'est pas valable...toute la journée , ni sous toutes les latitudes.
C'est une valeur ...moyenne.
A+

[verdifre]

bonjour,
avec ce type de moteur tu ne depasseras en aucun cas 20% de rendement. Pour 1 Kw il te faut donc au minimum 5m² de parabole dans le meilleur des cas. Pour prendre en compte que il n'est pas midi toute la journée prevoit le double soit 10 m²
fred

[invite649e2ca9]

Merci pour toutes vos réponses,

10 m2, ne serait-ce pas un peu trop?
Ce qui compterait dans mon cas ce n'est pas la taille de la parabole mais la façon dont on s'en sert ... du moins je crois.

Avec une parabole d'un m2 j'obtiens donc 1kw de puissance solaire qui chaufferait 1L d'eau, si je choisis une pression de 6 bar à la sortie de la chaudière, l'eau sera vite évaporée mais la puissance du moteur multipliée, tout le monde est d'accord?

Si ma chaudière est automatique (remplissage après détection d'un niveau d'eau faible) et que je recycle ma vapeur d'échappement la contenance et la consommation très rapide en eau ne posent que très peu de problème, la taille de la parabole également.

Mon sujet de départ se transforme donc en ceci: Quel moteur à vapeur serait capable de me faire tourner un générateur éolien d'1kw et d'un poids total de 7 kilos ayant pour diamètre 17cm? (les autres données sont ici: http://cgi.ebay.fr/generatrice-eolie...em2a11d37fab)? Ou pourrais-je trouver un moteur à vapeur pour un prix raisonnable (< ou = à 400-500euros) et pouvant faire tourner ce générateur de façon convenable? Avez vous des liens pour un pauvre candide?

Merci encore pour votre aide.

[wizz]

Que ce soit de la vapeur solaire ou nucléaire, les lois sont les même: transformer de la chaleur en électricité

Un réacteur nucléaire, c'est:
-environ 300°C
-environ 150 bars
-environ 30% pour le rendement (conversion chaleur->élect)

300°C et 150 bars, c'est hors de la porté d'un amateur, spécialement s'il est débutant. Une chaudière de 150 bars qui saute, ça fait beaucoup de dégat

Et donc en faisant un projet dont les contraintes de température et pression et technique sont à la porté du commun des mortels, spécialement s'il est "novice" en technologie, alors ce rendement risque d'être dans les 10%...
A la louche, je dirai qu'il te faudra prévoir 1m² pour chaque ampoule de la maison...

[wizz]

Avec une parabole d'un m2 j'obtiens donc 1kw de puissance solaire qui chaufferait 1L d'eau, si je choisis une pression de 6 bar à la sortie de la chaudière, l'eau sera vite évaporée mais la puissance du moteur multipliée, tout le monde est d'accord?

la quantité d'eau évaporée dépend de la quantité d'énergie qu'on y apporte

et donc la quantité d'eau évaporée par 1 unité de temps dépendra aussi de la quantité d'énergie apportée pendant cette même unité de temps...autrement dit, de la puissance apportée

pour que l'eau s'évapore plus vite, il faudra apporter d'autant de puissance

avec une puissance de chauffe apportée par le soleil de 1kW, tu pourras faire évaporer environ 1.5 litre d'eau par heure.
Si tu veux faire évaporer 3 litres d'eau par heure, alors il te faudra lui fournir 2kW
Si tu veux faire évaporer 15 litres d'eau par heure, alors il te faudra....

[Moinsdewatt]

Merci pour toutes vos réponses,

10 m2, ne serait-ce pas un peu trop?
Ce qui compterait dans mon cas ce n'est pas la taille de la parabole mais la façon dont on s'en sert ... du moins je crois.

Avec une parabole d'un m2 j'obtiens donc 1kw de puissance solaire qui chaufferait 1L d'eau, si je choisis une pression de 6 bar à la sortie de la chaudière, l'eau sera vite évaporée mais la puissance du moteur multipliée, tout le monde est d'accord?......

Avec 1 KW solaire, n' esperez pas au bout du compte en récuperer 30 % en energie electrique en passant pas la vapeur puis un moteur electrique.

Relisez vos cours de thermodynamique.

[verdifre]

bonjour,
un petit lien
http://www.tecnisun.com/solaire-thermique
fred

[polo974]

...
Relisez vos cours de thermodynamique.

Il y a pas mal de monde qui n'a jamais entendu parler de thermodynamique...

Donc un peu de patience et d'indulgence...

(depuis le temps que tu traine par là, tu devrais l'avoir déjà compris)

[agitateur]

Les fours solaires hors de portée technologique du quidam ( comme odeillo ou autres ) ont autour de 2 m² de miroir concentrateur et 4 m² d'héliostat à la base en "captation" de l'energie solaire pour obtenir 1 Kw thermique en puissance nominale ( en outre, les conjonctions altitude / orientation, etc...sont optimales ).
Mais avec 1 Kw thermique, tu aura sans doute autour de 100 à 200 watts électrique ( et 200, ça sera déjà énorme...)

Donc, pour obtenir 1 KW électrique avec du matériel de particulier, ce sera plutôt 20 / 40 m² qui te seront nécessaire ( avec ensoleillement optimal et parabole bien orientée ). Bref, ce sera 1 KW aux "heures de pointes", mais ça durera pas longtemps à ce régime.

[Tilleul]

Un livre que je peux te conseiller comme bonne introduction au sujet...
La chaleur solaire et ses applications industrielles d'Augustin Bernard Mouchot.

http://books.google.com/books/reader...&output=reader

Ca date du XIXe siècle mais ça reste encore très pertinent...

Après la question c'est : sur des petites puissances, est-ce qu'il vaut mieux concentrer la chaleur solaire et partir sur un cycle vapeur ou ne pas concentrer (tubes sous vides) et partir sur un cycle organique de Rankine...

[invite649e2ca9]

Sur cette vidéo la parabole mesure 16 m2 et produit 12KWh, on est bien loin de ton estimation: http://www.youtube.com/watch?v=jTvAL7ty53M

A moins que ce ne soit 12kw par jour et j'en doute fortement, mentiraient-ils?

Plus la parabole est grosse et plus j'ai une chaudière rapidement en ébullition, dans mon cas petite ou grande la pression de sortie sera la même donc puissance électrique en sortie égale non? seule l'autonomie changera... mais comme dit plus haut cela ne me gène pas.

Pour les cours de thermodynamique, je n'en ai jamais lu, et c'est bien pour ça que je suis ici...

[invite649e2ca9]

PS: Je n'ai toujours pas trouvé mon moteur bicylindre, ni ma chaudière, je cherche mais ne trouve rien en dessous de 1000euros et je ne pense pas qu'un jouet Wilesco puisse faire tourner un générateur d'un kw...

Si vous avez des adresses, je suis toujours preneur.

Merci!

[invite649e2ca9]

Un livre que je peux te conseiller comme bonne introduction au sujet...
La chaleur solaire et ses applications industrielles d'Augustin Bernard Mouchot.

http://books.google.com/books/reader...&output=reader

Ca date du XIXe siècle mais ça reste encore très pertinent...

Merci pour cet ouvrage Tilleul, très instructive lecture en effet!

[invite2313209787891133]

Bonjour

Le calcul du rendement d'une machine à vapeur n'est pas si simple; il faudrait qu'un vrai spécialiste intervienne.

Pour réaliser un bilan il faut prendre en compte la chaleur massique de l'eau, la vaporisation, mais également la surchauffe si on veux avoir un rendement correct. Il faut également prévoir l'énergie de la pompe pour alimenter la chaudière.
Par ailleurs comment comptes tu t'y prendre pour recycler l'eau de la vapeur ?

[polo974]

Ou simplement se dire que si on arrive à faire 50% de Carnot, c'est déjà, pas mal...

Carnot dit conversion max: delta T/Tmax
avec Tmax en Kelvin (K) (en gros température ambiante = 300 K)

donc si Tmax = 325°C soit 600 K la conversion max est de 50% (à condition d'avoir un énoooorme échangeur en Tmin)

d'où mon hypothèse "première louche" d'un rendement de 50%
soit 25% à comparer au rendement du photovoltaïque qui est de l'ordre de 15%, donc même comme ça, c'est pas minable...

donc en gros il faut 4kW thermique pour faire un kW mécanique ou électrique en bossant comme un chef.

que ce soit en vapeur, en stirling ou autre...

[agitateur]

A moins que ce ne soit 12kw par jour et j'en doute fortement, mentiraient-ils?

Ils ne mentent pas, mais je pense que tu comprends mal.....( désolé ). En plus, il y a parfois un gouffre entre une vidéo youtube et la réalité.
Le titre parle de 12 KW, et pas de 12 KWh comme tu l'as fais une fois.
Ces 12 KW peuvent être thermique ou électrique, et je parie sur thermique.
Entre 1 KW thermique obtenu à la base et les W électriques obtenus, tu aura des pertes: comme expliqué plus haut le rendement est de 30% dans une centrale atomique, alors tu aura moins. Si ce rendement est entre 10 et 20%, tu aura à partir de la parabole du film entre 1200 W et 2400 W electrique pour alimenter une scie circulaire ( ce qui est suffisant, et à 2400 W tu peux faire tourner une belle bête ).
Crois bien que s'ils avaient 12 KW electrique, ils feraient tourner autre chose qu'une scie circulaire pour la beauté du film.
Même en prenant l'hypothèse optimiste de 16 m² ( dans l'arizona quand même ou un coin qui y ressemble....) pour 2400 W, tu vois déjà qu'avec une parabole de 1 m², tu es très très loin de 1 KW électrique.

Comme dit un peu plus haut, tu peux plus prévoir 1 m² pour une ampoule.....

[polo974]

...

Comme dit un peu plus haut, tu peux plus prévoir 1 m² pour une ampoule.....

Une sacrée ampoule (maintenant qu'on a les fluos et les leds...)

Et comme jusqu'à maintenant, on en parle pas de stockage:
Une fenêtre et éventuellement un jeu de miroir le fait plus simplement...

Sérieusement, quel est le but ? ? ?

[agitateur]

Une sacrée ampoule (maintenant qu'on a les fluos et les leds...)

Certes

Alors disons un chargeur d'ordi portable.
'fin bref, pas 1000 W
Sinon, même question: quel est le but, si autre chose que la "beauté" du geste....

[Tilleul]

Parce que quand vous achetez une voiture qui passe du 0 à 100 km/h en 6 secondes ça veut dire que cette voiture n'a que deux choix de vitesses : à l'arrêt et 100 km/h sans passer par les vitesses intermédiaires ?

Déjà vu qu'on est en plein désert et en clear sky je parierais plutôt sur un bon 1200 W/m² quand ils ont fait leur expérience ce qui fait un bon 16 kW de thermique, ensuite si on prend les pertes sur la partie optique lié aux pertes par radiation de l'absorbeur on est dans les 45% pour de la concentration *10 (pour avoir le meilleur compromis avec le rendement de carnot) ce qui fait du 7 à 8 kW thermique... On doit sortir un bon 3 kWélectrique avec ça, ce qui est dans les gammes de puissance que peut sortir un générateur de 12 kW...

[invite649e2ca9]

Le but de cette réalisation est de pouvoir alimenter un site isolé en électricité grâce à des batteries, pour un coût (si possible) mois élevé par rapport aux panneaux solaire et pour un rendement nettement meilleur. (l'esthétique n'est pas important, je ne suis pas là pour épater la galerie, ni pour vendre mon système, simplement dans l'idée de faire des économies et suivre la voie de l'indépendance énergétique)

La vapeur d'échappement serait refroidit grâce à l'air ambiant en traversant un serpentin de cuivre de grande taille.

Un moteur à vapeur demande apparemment beaucoup d'attention, un bon graissage, et une surveillance continue du niveau d'eau et de la pression. Je souhaite donc rendre cette machine quasi-autonome via composants électroniques. De ce côté je pense pouvoir faire confiance à certain de mes amis.

Je n'ai toujours pas de suggestions pour mon moteur à vapeur, doit-il faire la taille d'une maison ou d'une boite à chaussure afin de faire tourner un alternateur d'un kw? Une canette pour ma chaudière ou un chaudron de 1000L?

Je sais que je ne pourrais pas re-condenser la totalité de la vapeur d'échappement, même si je ne récupère que 2L après en avoir évaporé 10, je serais content. Bien sûr si cette valeur pouvait-être plus grande j'en serai ravi. Car encore une fois, je n'ai pas la prétention d'être un ingénieur ni un physicien.

Merci pour tous vos messages.

[wizz]

et quels sont ces besoins en électricité sur ce site (si) isolé?

en fonction de ces besoins, en quantité et en temps, alors le choix du moyen de production en découlera...(et en fonction aussi du budget)

[Moinsdewatt]

Le but de cette réalisation est de pouvoir alimenter un site isolé en électricité grâce à des batteries, pour un coût (si possible) mois élevé par rapport aux panneaux solaire et pour un rendement nettement meilleur. (l'esthétique n'est pas important, je ne suis pas là pour épater la galerie, ni pour vendre mon système, simplement dans l'idée de faire des économies et suivre la voie de l'indépendance énergétique).....

Bonjour,

vous voulez faire ca dans quelle pays ou région ?