eolienne air comprimé & pompe à chaleur

[Qrieu]

Bonjour,

Ma démarche a été initialisée par fait que je trouve le principe de la pompe à chaleur très intéressant, mais que je ne voudrais pas pour autant aliéner ma liberté par un abonnement à un fournisseur d'électricité.

- Aujourd'hui les éoliennes de moins de 5kW qui sont sur le marché fournissent de l'électricité, qu'il faut stocker au prix de batteries chères et polluantes.
- Aujourd'hui toutes les pompes à chaleurs que j'ai pu trouver sur internet fonctionnent sous le principe de compression d'un gaz, mais à l'aide d'un compresseur éléctrique. Donc si on veut faire fonctionner une pompe à chaleur à partir d'une éolienne on a besoin du processus suivant:
energie mécanique => energie electrique => stockage sur batterie => energie electrique => compression du gaz.

Première question A/: N'y a t'il pas sur le marché un dispositif plus propre et plus rapide: compression d'air par energie mécanique => stockage d'air comprimé => compression de gaz

Avantages : moins de conversions, stockage propre, recupération de chaleur et froid possible, production locale possible, pas d'abonnement à EDF, éolienne sans pertubations electromagnétiques car pas de moteur electrique, le vent est generalement plus important pendant l'hiver...quand on a besoin de chauffage, etc...

Sur le papier la mise en oeuvre a l'air simple:
1/ Compresser de l'air à partir d'une éolienne, et le stocker dans des "bouteilles" ou "réservoirs" (en fibres, types voiture à air comprimé) enterrés (?).
2/ Lorsque l'on doit compresser du gaz dans la pompe à chaleur il suffit alors d'utiliser l'air comprimé stocké. La détente de l'air comprimé pourrait aussi etre utilisée dans un dispositif frigorifique, et la compression pour prechauffer l'eau sanitaire.

D'où de nouvelles questions:
B/ Comment calculer la quantité d'air comprimé dont j'aurai besoin pour faire fonctionner ma pompe à chaleur sur 1an?
C/ Comment dimensionner l'éolienne pour obtenir cet air comprimé?

Merci de votre aide et de vos avis éclairés

Pierre
Lannion
-----

[pat71]

j'ai lu un article récemment sur le stockage sous forme d'air comprimé et il s'agissait de production de l'éolien, je recherche et le passe , a +

[yves35]

bonjour,

le problème auquel vous allez vous heurter s'appelle perte de rendement. A chaque fois que vous faites une conversion d'énergie de mécanique vers électrique puis vers batterie puis vers moteur eléctrique puis vers compresseur puis vers stock air comprimé puis vers moteur à air puis compresseur PAC etc... vous perdez une fraction de ce que vous mettez.Esseyez avec une calculette de multiplier 100 par 0,2 puis encore par 0,2 puis encore.... c'est démoralisant n'est ce pas?

Si vous ne comprenez pas tout ceci je vais vous l'expliquer autrement ;envoyez moi 10 euros ,je vous enverrais 2 euros et ceci répété autant de fois que necessaire à la compréhension.

Bref ,on éxagérant à peine vous faites entrer une rivière ;il sort un filet d'eau.

Cette perte de rendement s'oppose à une chimère qui s'appelle le mouvement perpétuel.Pour avoir la paix (une paix royale dans ce cas),l'Académie Royale des sciences à refusée d'éxaminer les mémoires et communications qui prétendaient traiter de ce sujet et ceci vers le 17 e siècle je crois.

Ce principe du mouvement perpétuel est cependant valide dans un autre monde que le monde physique; il est actif et partagé par une grande communauté d'individus dans le monde de la finance .Sauf qu'a intervalles réguliers ,l'arbitre sort son sifflet à roulette et siffle la fin du match :çà s'appelle une crise et les joueurs encore en lice s'appellent les pigeons.C'est comme le rire, c'est communicatif et des tas de gens qui n'ont rien à voir de près ou de loin se retrouvent sur le carreau.Chacun jure bien qu'on ne l'y reprendra plus puis oublie doucement (la nature humaine est oublieuse ,et joueuse c'est ce qui fait son charme).

Une autre manière de reposer les pieds sur terre est de chiffrer tout ce que cette machinerie vous coutera et de mettre en regard ce quelle vous rapportera . Autrement dit quel sera le coût du kWh(on parle en kWh par commodité mais ce sont des calories que vous projetez de produire) que vous produirez.Ca risque de vous couter bonbon à l'unité produite.Je glisse sur les risque de pannes multipliés par la complexité qui vous feront courir à droite et à gauche ( c'est cependant une manière de se réchauffer).

Si vous voulez malgré tout vous enferrer dans cette voie (c'est votre droit) supprimez les intermédiaires et par exemple faites entrainer directement le compresseur de la PAC par l'éolienne et stockez directement la chaleur sous forme de chaleur. D'une part l'énergie électrique est ce qui est le plus difficile à stocker avec un bon rendement, d'autre part les pertes de votre stock de chaleur peuvent constituer.. votre chauffage


Mais commencez par m'envoyer 10 euros

yves

[RARA63]

Je crois que Qrieu voulait directement utiliser l'énergie mécanique de l'éolienne pour comprimer de l'air, et utiliser directement l'énergie mécanique produite par la détente de l'air pour entrainer sa PAC .
Mais même comme ça, je ne suis pas convaincu non plus ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Fanch5629]

Bonjour, Qrieu.

Bien que l'idée de limiter les conversions soit tout à fait louable en soit, il faut savoir que le stockage d'énergie par air comprimé a un rendement épouvantablement mauvais (< 10 %) ce qui aurait pour conséquence immédiate un surdimentionnement colossal de l'éolienne...

Mais, pour continuer la réflexion sur le plan des principes, pourquoi passer par l'air comprimé ? Pourquoi ne pas imaginer de remplir un réservoir d'eau situé en hauteur, ou simplement soulever une masse, pour stocker de l'énergie potentielle ?

Un petit calcul rapide te montrera qu'on arrive vite à des dimensions qui rendent ce genre de solutions inaccessibles au particulier.

Au revoir.

[RARA63]

Pour rester dans le même esprit :
Prendre une source d'énergie utilisable "a la demande", donc pas d'éolienne .
L'hydraulique non plus : Pas adapté au particulier ...
Reste plus guerre qu'un groupe électrogène (tans pis pour le coté bobo-écolo) .

Donc, a partir d'un bête générateur un peu modifié :
- une partie de l'énergie deviendrait de l'électricité, au choix utilisée sur place (réservée aux usages nobles) ou envoyée sur le réseau (ça tombe bien, la conso. à tendance à être importante lors des périodes de chauffe)
- Une autre partie entrainerait directement le compresseur de la pac .
- Les pertes thermiques du moteur serait récupérées pour préchauffer l'arrivée d'air de la pac .

Pour le coup, la pac devient effectivement extrêmement efficiente par rapport à l'énergie primaire !

[invitec99bb087]

- Les pertes thermiques du moteur serait récupérées pour préchauffer l'arrivée d'air de la pac .

Pourquoi mettre une pac, un moteur thermique produit de la chaleur à haute température (>80°C). En condensant les gaz d'échappement, on peut obtenir de l'eau à 35°C.
En bref, un ballon tampon, un plancher chauffant (pour condenser) et hop ...
Rien de plus efficace que la cogénération ...

[RARA63]

On peux aussi ... Sauf qu'il faudra un moteur plus gros, plus gourmand ... Est ce bien pertinent si l'on n'est pas sois-même gros consommateur d'électricité ?

Pour schématiser (dans les grandes lignes) :
Prenons un logement qui nécessite un chauffage de 10 kw .

Premier cas :
Chauffage grace aux pertes thermiques d'un groupe électrogène .
Pour simplifier, on va dire que ce groupe restitue 1/3 de l'énergie primaire sous forme d'électricité et 2/3 sous forme de chaleure (on doit pas être loin de la réalité) .
Il faudra donc un groupe de 15 kw (10 thermique/5électrique) pour subvenir aux besoins du logement .

Second cas :
Pour simplifier, on va dire que la seule fonction du groupe est d'alimenter la PAC, et qu'il transforme toujours 2/3 de l'énergie primaire en chaleur .
Toujours pour simplifier, on va prendre un COP constant de 3 .

Pour fournir les 10 kw au logement, on à donc besoin de :
- Un groupe de 6 kw (4 kw thermique et 2kw mécanique)
- Une PAC de 6 kw consommant les 2 kw mécaniques du groupe

On arrive là aussi à une puissance de 10 kw mais avec un groupe 2.5 fois moins puissant, ou encore en consommant 2.5 fois moins de combustible .

Une PAC branchée sur le réseau aurai du avoir une puissance de 3.3 kw sans tenir compte du fait qu'elle n'aurait pas les 4kw dégagées par le groupe ...

Évidemment, dans le premier cas, on à une production électrique qu'on peux utiliser par ailleurs, mais est-ce plus pertinent que de la prendre sur le réseau pour des usages non-thermiques ?

[invitec99bb087]

On peux aussi ... Sauf qu'il faudra un moteur plus gros, plus gourmand ... Est ce bien pertinent si l'on n'est pas sois-même gros consommateur d'électricité ?

Effectivement, mais on a besoin d'électricité 24/24 ce qui n'est pas le cas pour le chauffage. Ensuite on peut partager ... rien de plus efficace que le réseau "pour stocker" l'électricité même si son rendement n'est pas de 100%.

Pour schématiser (dans les grandes lignes) :
Prenons un logement qui nécessite un chauffage de 10 kw .

Premier cas :
Chauffage grace aux pertes thermiques d'un groupe électrogène .
Pour simplifier, on va dire que ce groupe restitue 1/3 de l'énergie primaire sous forme d'électricité et 2/3 sous forme de chaleure (on doit pas être loin de la réalité) .
Il faudra donc un groupe de 15 kw (10 thermique/5électrique) pour subvenir aux besoins du logement .

Second cas :
Pour simplifier, on va dire que la seule fonction du groupe est d'alimenter la PAC, et qu'il transforme toujours 2/3 de l'énergie primaire en chaleur .
Toujours pour simplifier, on va prendre un COP constant de 3 .

Pour fournir les 10 kw au logement, on à donc besoin de :
- Un groupe de 6 kw (4 kw thermique et 2kw mécanique)
- Une PAC de 6 kw consommant les 2 kw mécaniques du groupe

On arrive là aussi à une puissance de 10 kw mais avec un groupe 2.5 fois moins puissant, ou encore en consommant 2.5 fois moins de combustible .

Une PAC branchée sur le réseau aurai du avoir une puissance de 3.3 kw sans tenir compte du fait qu'elle n'aurait pas les 4kw dégagées par le groupe ...

Il est vrai que l'on consomme moins de carburant mais quid de la régulation ...
Un moteur c'est comme un poele, il faut qu'il soit chaud pour qu'il fonctionne bien
Ensuite, comment vas-tu ajuster ta consommation / production ?
Il faudrait a mon avis eviter les cycles de fonctionnement trop courts.
L'avantage de la PAC vient du fait qu'elle va puiser une partie de la chaleur dans l'air exterieur. Une fois qu'elle aura capter les 4kWh thermique du groupe, elle va prendre les 2 kWhs dans l'air extérieur ... Il faudra donc faire entrer la bonne quantité de chaleur dans le local ne pas trop le refroidir
Ca serait ballot d'être obligé d'installer un réchauffeur à gasoil sur le groupe
Une vraie usine à gaz ...

Évidemment, dans le premier cas, on à une production électrique qu'on peux utiliser par ailleurs, mais est-ce plus pertinent que de la prendre sur le réseau pour des usages non-thermiques ?

Non, non, je vais la revendre aux utilisateurs de PAC ... très très cher ...

[jackoshi]

euh.... quite à utiliser du petrole pour se chauffer, n'existe-t-il pas un appareil nommé chaudiere à fuel, qui devrait avoir un rendement tout aussi bon pour chauffer l'eau de votre plancher chauffant, vu qu'à la base, c'est quand meme prévu pour ca, et plus direct que groupe electro->electricité->pac->compression->chauffage de l'eau

[invite6150bf47]

bonjour,

le problème auquel vous allez vous heurter s'appelle perte de rendement. A chaque fois que vous faites une conversion d'énergie de mécanique vers électrique puis vers batterie puis vers moteur eléctrique puis vers compresseur puis vers stock air comprimé puis vers moteur à air puis compresseur PAC etc... vous perdez une fraction de ce que vous mettez.Esseyez avec une calculette de multiplier 100 par 0,2 puis encore par 0,2 puis encore.... c'est démoralisant n'est ce pas?

Si vous ne comprenez pas tout ceci je vais vous l'expliquer autrement ;envoyez moi 10 euros ,je vous enverrais 2 euros et ceci répété autant de fois que necessaire à la compréhension.

Bref ,on éxagérant à peine vous faites entrer une rivière ;il sort un filet d'eau.

Cette perte de rendement s'oppose à une chimère qui s'appelle le mouvement perpétuel.Pour avoir la paix (une paix royale dans ce cas),l'Académie Royale des sciences à refusée d'éxaminer les mémoires et communications qui prétendaient traiter de ce sujet et ceci vers le 17 e siècle je crois.

Ce principe du mouvement perpétuel est cependant valide dans un autre monde que le monde physique; il est actif et partagé par une grande communauté d'individus dans le monde de la finance .Sauf qu'a intervalles réguliers ,l'arbitre sort son sifflet à roulette et siffle la fin du match :çà s'appelle une crise et les joueurs encore en lice s'appellent les pigeons.C'est comme le rire, c'est communicatif et des tas de gens qui n'ont rien à voir de près ou de loin se retrouvent sur le carreau.Chacun jure bien qu'on ne l'y reprendra plus puis oublie doucement (la nature humaine est oublieuse ,et joueuse c'est ce qui fait son charme).

Une autre manière de reposer les pieds sur terre est de chiffrer tout ce que cette machinerie vous coutera et de mettre en regard ce quelle vous rapportera . Autrement dit quel sera le coût du kWh(on parle en kWh par commodité mais ce sont des calories que vous projetez de produire) que vous produirez.Ca risque de vous couter bonbon à l'unité produite.Je glisse sur les risque de pannes multipliés par la complexité qui vous feront courir à droite et à gauche ( c'est cependant une manière de se réchauffer).

Si vous voulez malgré tout vous enferrer dans cette voie (c'est votre droit) supprimez les intermédiaires et par exemple faites entrainer directement le compresseur de la PAC par l'éolienne et stockez directement la chaleur sous forme de chaleur. D'une part l'énergie électrique est ce qui est le plus difficile à stocker avec un bon rendement, d'autre part les pertes de votre stock de chaleur peuvent constituer.. votre chauffage


Mais commencez par m'envoyer 10 euros

yves

Le Nain dans les tuyaux de Sebasol, c'est vous ???

[remyb]

On peut aussi faire :
eolienne => PAC (ou stirling en pompe à chaleur) => stockage de chaleur.

Avec un stockage de chaleur au centre du batiment, les pertes du stockage sont récupérer sous forme de chaleur.
C'est un peu le même principe que le stockage inter-saison avec du solaire, sauf qu'il y a plus de chance d'avoir du vent en hiver que beaucoup de soleil.
Hormis la taille du stockage, il faut aussi arriver à transporter l'énergie (mécanique ou chaleur) depuis l'éolienne jusqu'au stockage...

[pat71]

a qrieux , l'article que j'évoquais , de la revue actions enr n°3 dec-janv.l'air stocke l'énergie solaire et éolienne :le principe est déjà connu. en comprimant l'air, sa pression augmente et on crée un potentiel d'énergie comparable a l'élévation de l'eau dans un barrage hydro électrique.on pourrait donc stocker l'énergie solaire ou éolienne en comprimant de l'air . seul pb jusqu'à présent , le rendement 20à 30%du fait des dégagements de chaleur à la compression. le pb est en passe d'être résolu par une jeune société suisse , enairys powertech , qui a conçu avec le soutien de l'epfl , un" piston liquide",pour remplacer le piston mécanique . l'eau récupéré alors la chaleur de l'air pendant la phase de compression et réchauffe l'air pendant la phase de détente permettant de réduire les pertes thermiques au minimum. ainsi le rendement peut atteindre 60à65%, assez proche de batterie au plomb , mais sans utilisation de métaux lourd et pour une utilisation quasi infinie.une version pré industrielle est en cours de développement.

[yves35]

bonsoir,


@ steflelutin

Le Nain dans les tuyaux de Sebasol, c'est vous ???

non, mais j'ai fait le stage à Lausanne en 2006. Je garde un oeil sur la forum de sebasol et surtout sur les photos des réalisations pleines d'informations.

Bon je suis un peu sebasolâtre mais il faut reconnaitre qu'ils bénéficient d'un environnement juridique très favorable.C'est une grande victoire du lobby électrique (en France)d'avoir imposé le recours à une entreprise pour installer du solaire (sinon pas de subvention).Cela permet de gonfler les prix ,les entreprises se forment chez le client(mal car pas de contrôle qualité du produit livré), et au total couplé avec le dumping du prix de l'électricité (mais çà va pas durer)çà décourage le quidam.
Cela n'a rien d'éternel... Il n'est pas gravé dans le marbre qu'il en soit toujours ainsi,tout simplement parce que dans le passé à de nombreuses reprises les pouvoirs publics ont du s'adapter à une situation de crise.

[yves35]

bon.... mauvais clic au mauvais endroit (je nettoyais ma souris et le coup est parti)
donc je poursuis


Le mouvement Castor est né d'une situation de crise par exemple . Il y avait un gros besoin de logement après la guerre.L'état voulait bien aider un peu. Il a suscité/encadré la distribution de primes via une structure non commerciale le mouvement castors(loi 1901). Il y a ici à Rennes(et dans d'autre villes de France) des rues entières ou les pavillons ont été construit en autoconstruction . Et pas par Dupont qui fait les murs de Dupont, le charpente de Dupont ,les planchers de Dupont bref le petit chez moi de Dupont. Ils y avait des équipes qui étaient spécialisées par exemple en terrassement et qui faisaient les terrassements de tout le monde. Des équipes de plombiers qui faisaient la plomberie de tout le monde.Bref ce sens de l'organisation bien huilée qu'on prête aux germains par exemple et par extension aux suisses, on l'avait chez nous et super efficace.Donc ce n'est pas une question de chromosomes.Et si les réductions d'impôts étaient demain accordé à l'installation(plus contrôle qualité) et non à l'installateur, vous verriez le solaire décoller en france .
A quand la crise qui redistribue les cartes?
bonne soirée

yves

[invite6150bf47]

bon.... mauvais clic au mauvais endroit (je nettoyais ma souris et le coup est parti)
donc je poursuis


Le mouvement Castor...

yves

C'était juste un clin d'oeil à ta prose très Sebalosesque

J'admire également cet élan suisse qui permet des installations de qualité à des prix raisonnables. Et il semble avoir vu ses alignements de maisons Castorisées à Rennes (du côté du cimetière de l'est ?)... Maintenant, on cotise aux Castors pour acheter moins cher, sans toujours l'esprit d'autoconstruction et d'entraide.

[Qrieu]

Bonjour à tous

Merci à tous et particulièrement à INSATIABLE car je pense que tu as bien compris mon point de vue. Je connais l'entreprise suisse, mais je n'ai pas bien compris le principe et à priori ce n'est guère envisageable en en autoconstruction. Mais je suis d'accord avec toi c'est une bon exemple à suivre de près.

En effet, les reponses faisant état de mauvais rendements de la conversion meca/air comprimé sont interessantes mais c'est donc là qu'il faut se battre pour trouver mieux.
Car avoir recours à l'electricité ou au petrole est "à priori" interdit dans mon projet. Mon but étant d'être independant. Ce n'est pas par paranoia, ni par "écologisme", mais tout simplement une constatation de la vie : les abonnements créent des dépendances, et celles ci menent à l'esclavage (c'est un bien grand mot ici, mais c'est l'idée qu'il faut retenir) ou à la misère.

Si maintenant on arrivait à un rendement de 50% pour la compression de l'air, comme il n'y a pas de seconde conversion jusqu'à la PAC (on comprime directement le gaz avec l'air comprimé) le rendement final ne serait pas si mauvais.

Donc cela m'encourage plutot à faire des recherches dans cette voie.

Et ainsi chacun pourrait avoir son propre (dans les 2 sens du mot) systeme de chauffage.

Quand je vois qu'il n'y a qu'un seul rendement à améliorer pour obtenir un resultat comme celui là je pense que cela vaut le coup de chercher un peu.

Par ailleurs, il est intéressant au point de vue humain d'analyser toutes ces réponses. Et pour cela aussi je vous remercie tous.

N'hesitez pas à continuer de donner votre avis sur la question.
Et si quelqu'un peut m'expliquer comment on peut compresser de l'air simplement et avec un bon rendement, je suis preneur

Pierre
Lannion

[invite825b508c]

Si j'ai bien compris le problème de rendement de la compression d'air par une éolienne tient au faite qu'une partie de l'énergie se dissipe sous forme de chaleur.
Mais vu que dans ton cas l'objectif final est de produire... de la chaleur... il suffit peut-être de situer le piston dans un plenum dans lequel se préchauffera l'air neuf entrant dans la maison, ou l'air extérieur sur lequel la PAC prélève ses calories pour améliorer son COP

[invitefb8b0f3d]

je ne comprends pas très bien ta démarche.
Si tu veux être autonome, tu as raison, il te faut minimiser l'énergie utilisée. Par exemple, en isolant, tu n'auras pas besoin de chauffer. Il te reste à produire de l'électricité pour ton portable, une éolienne couplée à des capteurs photovoltaïques et un lot de batteries feront l'affaire.
Si vraiment il te faut chauffer, le soleil t'aidera.