eolienne hydraulique,productrice de courant et d air comprimé

[michel dhieux]

bonsoir a tous :
dans le même conteste que mes posts sur l air comprimé, ici une éolienne.....
pas d innovation .les composants sont du commerce, donc pas de pièces ou autres ,qui demandent une mise au point et des essais .....
bref, du classique mais en plus celle- ci comprime de l air pour produire du courant alternatif ou courant continu, quand le vent a disparu ....
pas de production de courant alternatif ,de continu, et d air comprimé,mais soit l un, soit l autre,
explication
une hélice entraîne ,via un multiplicateur , une pompe hydraulique 2 qui doit tourner au minimum a 350 tr/mn et un compresseur haute pression (60 bars)
LE 1 .(si en dessous de 350 tr/mn le système annule le débit de la pompe 2)

production d air et de courant alternatif
si l hélice tourne rapidement ,la pompe 2 et le compresseur 1 sont entraînés.
la pompe 2 débite vers un régulateur de débit proportionnel 6 qui régule un débit continu et stable quelle que soit la charge donc une vitesse du moteur 5 et de l alternateur qu il entraîne .(alternateur alternatif 50 hz)
et le compresseur "gonfle" les cuves du mat support de l éolienne .

production de courant alternatif,continu, et d air comprimé.
si le vent est de la partie a l excès ,en plus du courant alternatif, l excèdent du régulateur 6 va vers le moteur 17 et donc celui-ci entraîne un alternateur courant continu en 24 volt pour une recharge de batteries placés sur l embase de l eolienne.et le compresseur fonctionne.

production d air comprimé seulement.
si le vent "tombe" le capteur de vitesse d entrée décèle la basse vitesse l electro 14 s ouvre et le débit résiduel de la pompe va vers le réservoir mais passe par le limiteur 8 qui sert a créer une contre pression qui est dirigé vers tout les points de graissage.(point rouge)dans ce cas seul le compresseur tourne et produit de l air comprimé.

pas de vent du tout,
le frein s enclenche et l hélice est bloqué.
l air mis en réserve entraîne le moteur 4 et la pompe 3 et le débit va vers le régulateur proportionnel et entraîne le moteur 5 et l alternateur alternatif a la bonne vitesse. si il y a excès de débit l excèdent va vers le moteur 17 et l alternateur continu en 24 volts.

9 =soupape de sécurité, 5= moteur avec capteur de vitesse ,7= carte électronique qui fonction de la vitesse du moteur 5 régule le débit pour une vitesse constante du moteur 5 quelque soit la charge.
on appelle cela régulation en boucle fermé.15 = prise d huile pour le graissage des roulements.10= air dirigé vers un système venturi qui sert de refroidissement de l échangeur 13 ,12 = filtre de retour.16= detendeur d air.

[siera]

Salut,

T'on idée est intérraissante mais je ne comprend pas quelle est l'intéret puisque on ne peut pas produire à la foie de l'électricitée et de l'air comprimé.

explique moi sil te plais.

Cordialement siera.

[papykiwi]

Bonjour Michel
Belle "usine à gaz"
Je n'arrive pas bien à me faire une idée des dimensions de la machine.
Quelle est sa puissance (hélice)?
Quelle est la puissance de l'alternateur?
Quelle est la puissance du moteur à air?
Et quelles sont les dimensions des réservoirs d'air (costauds pour 60 bars service)
En partant du rendement du moteur à air (composant du commerce) et de la quantité d'air disponible à la pression de service nécessaire pour alimenter le dit moteur, de quelle durée serait l'autonomie?
Merci pour tes renseignements.
A+

[michel dhieux]

bonsoir a tous :
bonsoir siera:
je comprend que cela semble complexe , (notamment le schéma) alors que cela ne l ai pas....
mon but c est de faire en sorte que quand il n y a pas beaucoup de vent, et a l inverse quand il y en , a l excès, de produire, ou alternatif, ou continu, ou de l air comprimé.
je m explique, pour produire de la façon la plus simple du courant alternatif, c est d avoir une vitesse constante de l alternateur. dans le système complexe actuel, si il y a fort vent, il faut soit surexciter la génératrice , soit de faire varier les pales de l hélice, pour garder la même vitesse.
je propose , rien de si dessus, je propose de réguler un débit pour l entraînement de l alternatif, et l excèdent vers d autres utilisation.
il peut y avoir donc:
alternatif et compresseur ( si batteries chargées )vent fort.
alternatif et continue (batteries déchargées)vent fort.
continue et compresseur vent moyen.
compresseur seul (vent moyen)
compresseur vent faible et batteries chargées.

bien évidemment la réserve d air peut servir quand le vent est a zéro et produire via les moteurs hydrauliques, du continu et/ ou l alternatif si la réserve est suffisante .
d autres part, les éléments hydrauliques sont modulable sans changer de fixations , de brides etc, si l on prend le groupe 2 des pompes et moteurs , ils démarrent a 4 cm3 et finissent a 22 cm3 de cylindrée
cela garantie l entraînement des alternateurs de quelques chevaux a 40 chevaux par alternateur , cela laisse une grande marge de choix de la grandeur de l hélice ou de la puissance installé des alternateurs
cordialement
ps: une école canadienne a fait une étude sur le sujet "éolienne hydraulique " mais je n en sait pas plus....

[michel dhieux]

Envoyé par papykiwi

Bonjour Michel
Belle "usine à gaz"
Je n'arrive pas bien à me faire une idée des dimensions de la machine.
Quelle est sa puissance (hélice)?
Quelle est la puissance de l'alternateur?
Quelle est la puissance du moteur à air?
Et quelles sont les dimensions des réservoirs d'air (costauds pour 60 bars service)
En partant du rendement du moteur à air (composant du commerce) et de la quantité d'air disponible à la pression de service nécessaire pour alimenter le dit moteur, de quelle durée serait l'autonomie?
Merci pour tes renseignements.
A+

bonsoir papykiwi:
je suppose que tu as compris que le choix de l hélice est fonction du choix de l hydraulique et je peut dire vice-versa.( donc tout suit, alternateurs etc.
le maxi raisonnable (prix) on va dire pour le moteur pneumatique est de 23 kw
2000 tr min par exemple le 5 cylindres en étoile pistons radiaux de chez globe (je ne sais pas pourquoi, mais j aime ce type de moteur ) bien entendu pour le couple de 135 continu a 235 en intermittent Nm
il fonctionne a 8 / 10 BARS alors que le compresseur 2 étages a 60 bars
si l on prend une éolienne de 12 mètres de haut et plusieurs cuves de même hauteur d un diamètre de 2 mètres maxi, le moteur peut fonctionner 70 min a la puissance en continu ci dessus ,(cette puissance est trop importante pour une consommation personnelle individuelle .) donc le temps est forcement plus long en fonctionnement.
cordialement

[papykiwi]

Bonjour Michel
Merci pour ces renseignements. Bien pensé, homogène. (note: le B.E.P du moteur Globe n'est pas à 2000rpm mais à 1300rpm.....économie d'énergie oblige........)
Cependant

cette puissance est trop importante pour une consommation personnelle individuelle .)

Autrement dit un bipède intéressé devrait planter ce "truc" dans son jardin pour devenir autonome en énergie électrique et s'offrir en prime dans le même jardin une réserve d'air comprimé d'environ 36 m³ de capacité en eau (un ou plusieurs bidons qu'importe, seul le prix change) laquelle réserve est poinçonnée 60 bars par la DRIRE (Ex Mines), visite obligatoire DRIRE tous les 10 ans, visite annuelle par un contrôleur agréé, autorisation d'implantation sur le territoire de la commune...... Cela fait beaucoup pour un particulier.
Une telle réserve aurait, à première approximation un volume d'acier de ~15 m³, soit un poids de ~115 tonnes, sans compter la structure de supportage.
Si l'on ajoute les travaux de génie civil nécessaires à l'implantation (et qui dépendent de la nature du terrain), je vois un investissement qu'à priori personne ne peut rentabiliser pendant la durée de vie de la machine (estimation 25 ans).
Compte tenu des différents étages de conversion (moteur éolien, pompe hydraulique, moteur hydraulique, moteur pneumatique, stockage et transformation d'électricité) en chaine totale ou partielle suivant les cas de figure, je pressens un rendement général débile. Heureusement que le vent est gratuit! ..... Par contre la maintenance de la machine ne l'est pas.....
C'est joli sur le papier mais....avis personnel: pas réaliste. .........Je ne serai pas client.
Sans aucune méchanceté.
Cordialement

[michel dhieux]

bonsoir a tous:
115 tonnes, c est de l air qu il y a dedans pas du plomb ou de l eau !!!!!
une cuve de 12 mètres de haut et de diamètre de 2 a pour moi un volume d acier de 5 M3 soit environ 47 tonnes , mais ici l on parle de cuves pour un moteur pneumatique qui développe plus de 15 kw , hors que je sache il y a peu de gens qui consomme autant en tant que particulier.
en admettant que j ai eu tord sur la réserve pneumatique (bien que américain et allemand font exactement comme cela, mais avec une réserve souterraine , naturelle)
j ai un principe :il n y a pas de problème il n y a que des solutions

et je persiste donc sur l hydraulique parce que ,une étude a été faite récemment sur une éolienne hydraulique au canada est le résultat est plus que bon d après l étude. pour les raisons suivantes ,la régulation de la vitesse des alternateurs est plus précise et sans attente, (instantanée) alors que la variation des pales d une éolienne est plus longue, ensuite ,si il y a un excèdent (dans le cas que je présente il peut être utilisé, pneumatique ou continu.)
et en dernier il est très facile d utiliser des pompe basse , et très basse vitesse (100 tr / mn) pour alimenter des moteurs hydrauliques et se dispenser de multiplicateurs de vitesse a engrenages ,des freins,et de la variation complexe des pales, comme le font les eoliennes actuelle,

[chatelot16]

passer par l'hydraulique ou le pneumatique peut economiser le multilicateur a engrenage mais dans ton schema tu met des courroie ce qui est encore pire ...

[papykiwi]

Bonsoir Michel

une cuve de 12 mètres de haut et de diamètre de 2 a pour moi un volume d acier de 5 M3 soit environ 47 tonnes

Comme j'étais parti sur une estimation "pifométrique" de l'épaisseur de la cuve de ~150mm, ta masse de 47 tonnes revient à dire que l'épaisseur serait de l'ordre de 6mm (1/4" pour faire plaisir à nos amis Canadiens).
Cela me semble faible au vu des règles de construction de l'ASME ou du CODAP (généralement plus sévère que ASME) concernant les appareils sous pression. Sans oublier les 3mm règlementaires de "surépaisseur de corrosion".
N'ayant malheureusement pas ces textes sous la main, je ne peux pas refaire le calcul mais je pense que tu peux documenter ton évaluation.
Un rectification à mon précédent message: Depuis 1999, pour être en harmonie avec les directives CE, en sus de la "DRIRE", "Bureau Veritas" et "GAPAVE" sont habilités en France à donner la certification des appareils sous pression.

j ai un principe :il n y a pas de problème il n y a que des solutions

Sans commentaires!........... Bravo!.

pour un moteur pneumatique qui développe plus de 15 kw ......

Et avec un rendement final de 50% (je ne pense pas qu'il soit actuellement possible de faire mieux) il resterait en fin de chaîne ~7.5 kW.
A titre d'exemple, avec l'équipement électro-ménager de ma maison, y compris la pompe à chaleur, edF a installé 9kVA

et je persiste donc sur l hydraulique parce que ,une étude a été faite récemment sur une éolienne hydraulique au canada.....

Tu as très certainement raison; du point de vue souplesse de régulation ce doit être "bon", voire "très bon". Mais du point de vue économique pour un particulier je persiste à croire qu'il lui sera impossible de rentabiliser la machine et/ou de l'amortir.
Ceci dit, je répète, comme dans mon dernir message que ton projet est

Bien pensé, homogène.

Ce qui ne veut pas dire qu'il soit économiquement viable.
Cordialement

[Zozo_MP]

Envoyé par papykiwi

Bonsoir Michel

estimation "pifométrique" de l'épaisseur de la cuve de ~150mm, ta masse de 47 tonnes revient à dire que l'épaisseur serait de l'ordre de 6mm (1/4" pour faire plaisir à nos amis Canadiens).

Bonsoir papykiwi

Je suis très étonné du poids des réservoirs, ondoit pouvoir faire mieux car dans cette vidéo les réservoirs semblent bien légers pour une autonomie (sans jeu de mot) apparemment conséquente.
Egalement les réservoirs que met au point de CEA (vu au salon de l'innovation 2007) pour l'hydrogène sous haute pression sont aussi très légers.

http://www.youtube.com/watch?v=gFbKI...elated&search=

Cordialement

[papykiwi]

Bonjour Zozo
J'ai peut être eu la main lourde (ou le pifomètre à la "Cyrano") avec une estimation d'épaisseur à 15mm.
Cependant, et "à la louche"avec des unités "anciennes":
Un réservoir de 2m de Ǿ (soit 200cm), une pression de 60 bars (soit 60kg/cm²)
Le réservoir est en acier, taux de travail 12kg/cm²
On considère une "tranche" de 1mm (soit 0.1cm) de hauteur.
La poussée est: 200 x 0.1 x 60 = 1200kg.
Il faut un épaisseur de: 1200/12 = 100 mm
+ 3mm de surépaisseur de corrosion ==> 13mm.
On peut certainement utiliser un acier plus résistant, plus cher mais il y en aurait moins. Prix de revient à calculer.
On peut aussi (peut être si la règlementation le permet, ce qui n'est pas sur) utiliser des matériaux "modernes" genre fibre de carbone ou "Kevlar™ " pour réduire le poids. Compte tenu du prix de ces matériaux, à l'estime, il va falloir une montagne de "€".
Le seul inconvénient que j'ai trouvé à l'idée de Michel c'est le prix de revient de la réalisation, prix tel qu'un particulier ne pourra pas durant sa vie rentabiliser ou même amortir.
Mais je ne suis pas infaillible. Seul Dieu ne se trompe jamais (et encore, ..... Il paraît qu'il a créé l'homme )
Cordialement

[michel dhieux]

Envoyé par chatelot16

passer par l'hydraulique ou le pneumatique peut economiser le multilicateur a engrenage mais dans ton schema tu met des courroie ce qui est encore pire ...

bonjour a tous ;
tout va bien chatelot ,je compte passer de l hélice a l hydraulique directement,
grâce a une pompe a cylindrée variable ,et piston radiaux, (que tu connais d ailleurs) et régulation du débit en fonction de la demande des moteurs sans tenir compte de l entrée ( l hélice) a condition que celle -ci soit au moins égale ou supérieure a la demande......

[DB2TE]

Bonjour, je découvre avec émerveillement les possibilités qu'offrent l'air comprimé et je pose cette question naïve : peut-on imaginer une sorte de centrale au bord des fleuves, la force du courant entrainant le systeme de compression... je me doute que l'idée n'est pas neuve, alors quelles les raisons pour lesquelles cela n'a pas été exploité...

[michel dhieux]

Envoyé par DB2TE

Bonjour, je découvre avec émerveillement les possibilités qu'offrent l'air comprimé et je pose cette question naïve : peut-on imaginer une sorte de centrale au bord des fleuves, la force du courant entrainant le systeme de compression... je me doute que l'idée n'est pas neuve, alors quelles les raisons pour lesquelles cela n'a pas été exploité...

bonjour a tous
DB2TE, oui il y a des possibilités de stockage de l air comprimé voici une éolienne
au states et il y en a également une en Allemagne:

http://www.enerzine.com/3/2288+L-ene...-realite+.html

comme tu peut voir ; seul l air ou l eau permet de restituer de l énergie sur une durée beaucoup plus longue, seul problème de l eau et de l air le stockage, au USA c est dans un ancien gisement de gaz.....
pour en venir a ta question " centrale au bord des fleuves" pourquoi pas , restera le problème du stockage de l eau que tu va pomper ou de l air que tu va produire ,
pour l eau tu va avoir seulement une pression de 1 bars tout les 10 mètres de haut stocké,
regarde ceci ;

http://www.sabaudia.org/v2/dossiers/...es/public2.php

ici l on parle de 1400 mètres de différence entre la centrale et les barrages soit 140 bars
cordialement

[siera]

Bonjour,

Merci michel dhieux et désoler pour le retard.
Maintenant je comprend mieux ce que tu veut faire et c'est vrai que c'est une bonne idée.

cordialement siera.

PS: Ce n'éttait pas les schamat qui m'enbêtaient car j'ai l'abitude de ce genre de schémat mais le but réel que je ne comprennais pas

[DB2TE]

merci pour ces infos

[LJoly]

Bonjour,

Ton invention a l'air très intéressante, ceci dit j'ai du mal à imaginer un particulier acheter sa cuve en acier, son compresseur et sa turbine ...

Par contre, je pense que ce type de dispositif est sans doute plus rentable sur des installations de plus forte puissance (effet d'échelle) dédiées à la production massive d'énergie.

Imaginons qu'une éolienne générant 1MW (une grosse éolienne, mais ca existe) consacre pendant 1h la moitié de sa puissance (500 kW) à la compression de l'air. Globalement, la puissance est donnée, en tenant compte du rendement isotherme de compression, par

P (en kW) = 0.105*Débit*log(Tx compression).
Pour nous Tx de compression = 60.
Donc Débit (en Nm3/h) = 500 /(0.105*log(60)) = 2700 Nm3/h soit si on considère que la température de stockage est la température ambiante :

Débit (en m3/h à 60 bars) = 45 m3. Soit un cylindre de 2m de haut et de 3m environ de diamètre, ce qui n'est pas si couteux.

Si on parvient à conserver l'énergie thermique de l'air après compression avec un accumulateur de chaleur, on peut fournir grâce à ce stockage 400kw pendant une heure (en tenant compte de pertes de rendement). La puissance pour de fonctionnement d'une maison étant de l'ordre de 5kW (corrigez moi si je me trompe ) ca permet de faire fonctionner 80 maisons (soit un petit village) pendant une heure ! ce qui n'est pas négligeable et peut justifier un certain investissement initial.

Au vus de ces résultats, as tu déjà pensé à voir si ce dispositif est brevetable en France, pour éventuellement le développer en projet pilote sur des éoliennes à puissance importante déjà construites et destinées à la production de masse d'énergie ?

a+

[Tropique]

Hello

Il y a encore mieux pour le stockage: voir ce que j'avais proposé ici:
http://forums.futura-sciences.com/post1011010-10.html