Utiliser une pompe pour produire de l'électricité

[eulenspi]

Je dispose d'un ruisseau avec une chute d'eau de 5 à 25 mètres (selon endroit de la prise d'eau) et 5 à 20 litres seconde, donc une puissance potentielle de 300 W à 5 KW.
Ma maison, résidence principale est sur le même terrain à 200 m du haut de la chute, 20 m pour une hauteur de 5m
J'aimerais installer une pico-centrale avec des matériels peu onéreux.

Je voudrais donc savoir :
- si les pompes courantes à bas prix pourraient produire de l'électricité en les faisant tourner sous la pression de l'eau.
- Dans ce cas, l'eau doit-elle entrer par le même chemin qu'en pompage ? Ou la pompe doit-elle tourner à l'envers ?
- Je crois que des pompes à aimants permanents sont indispensables, et dans ce cas, qui en fabrique, où peut-on en trouver ? Pompes de piscine ? Pompes d'arrosage de jardin ?

Merci de votre aide,

Eulenspiegel
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[Did67]

Je crains que non ! Les pompes sont centrifuges : le liquide, qui est aspiré par le centre, est "projeté" vers le bord par les ailettes. Cela ne marchera pas dans l'autre sens.

Il faut concevoir une turbine à l'envers façon "turbo" - ou acheter une "pico-centrale" étudiée pour !

[eulenspi]

Merci Did67 de votre réponse, mais je me demandais si l'eau dans le même sens, poussée par la pression gravitaire ne ferait pas tourner la pompe centrifuge, qui en cas d'aimants permanents, produirait le courant électrique...
J'avais lu il y a bien longtemps que des associations caritatives américaines utilisaient ce systéme "pumps as turbins" pour apporter l'éclairage dans des hameaux dépourvus de réseau électrique en Afrique et Asie.

J'attends donc d'autres éclairages (!) sur cette question.

Eulenspi

[barda]

slt,

la façon la plus pertinente pour produire de l'électricité à partir d'une chute d'eau, c'est d'utiliser une turbine; une pompe, c'est exactement l'inverse: utiliser de l'électricité pour créer un dénivelé sur un flux d'eau; on peut toujours tenter de bricoler une pompe pour qu'elle serve de turbine, ça restera un bricolage, coûteux, avec un mauvais rendement; il est bien plus intéressant d'acheter une turbine, bien adaptée à cet usage; il y en a sur le marché, dans ces puissances, à pas cher (energiedouce.com, par exemple), et il restera suffisamment de travail d'adaptation pour ne pas se mettre à dos, en plus, un bricolage hasardeux et coûteux...

[A voir en vidéo sur Futura]

[herve78500]

Bonjour,
Je confirme ce qui a été dit précédemment: pour pomper de l'eau à une hauteur de 10 à 25 m, on utilise une pompe monocellulaire dont la roue est équipée de canaux presque perpendiculaires à l'axe (radiaux si tu préfères) alors que pour produire de l'énergie mécanique avec une pression de 10 à 25 m on utilisera une turbine semi-axiale, c'est à dire pas une hélice (ou turbine Kaplan utilisée pour qq m d'eau), mais pas non plus une turbine qui serait totalement centrifuge. Les canaux de la roue seront inclinés par rapport à l'axe, on appelle ces turbines des turbines Francis.
Si tu utilises une pompe centrifuge en connectant l'arrivée sous pression sur l'aspiration , la pompe va tourner mais le rendement sera très mauvais.
A+
Herve

[invite7d0463e2]

Bonjour,
Un point a ne pas négliger, la déclaration ou l'autorisation de production d'électricité pour une concession hydroélectrique.
http://www.developpement-durable.gou...ectriques.html
A+

[eulenspi]

Merci à tous de cet éclairage, mais le prix d'une pompe de 750 W est environ 8 fois inférieur au prix d'une turbine Pelton de 750 W.
C'est pour cela que je souhaiterais... trouver la meilleure pompe pour le moins mauvais rendement.
Si vous avez des idées là-dessus...

[Did67]

Le problème, c'est que l'hydraulique est têtue !

Une chute pas très élevée, donc une vitesse/pression pas énorme, envoyée dans des ailettes conçues "dans l'autre sens" pour expulser l'eau et non pas pour recevoir et en extraire le maximum d'énergie cinétique... A mon avis, cela suffira tout juste à vaincre les frottements et peut-être un peu plus... Tout ce qui est basé sur l'énegie cinétique est très sensibel aux vitesses, aux courbures, etc...

Deuxième élément : aucune pompe, en tout cas pas les "bon marché" que tu évoques n'est conçue pour tourner 24 h / 24 pendant 20 ans !!! Donc tu vas aussi tomber sur ce problème. Les turbines si !

Mais bonne chance quand même.

[invitec725db3a]

Bonjour vu la hauteur de déclivité une roue à aube ne serait pas le + rentable & économique? Cdt.

[eulenspi]

Merci Did 67 de votre réponse,

L'eau étant introduite par la "sortie" de pompe ne trouvera-t-elle pas les cuillers dans le bon sens ?

Je pensais aussi aux pompes de piscine qui sont faites en grande série, sont bon marché et faites pour tourner... 8 à 16 H sur 24 ; je pense que leurs roulements sont de qualité.

Entendons-nous bien : je ne recherche pas le meilleur rendement, mais à essayer une construction économique pouvant fournir quelques centaines de Watt, même si le rendement n'est que de 40 %.

Allez ! je me satisferai même de 30 % !

Ma question est donc : Une pompe "ordinaire" du commerce pourrait-elle fournir sous une hauteur d'eau comprise entre 5 et 25 mètres un rendement énergétique honorable ?
Quel type de pompe serait le mieux à même de le faire ?

Vous aurez compris que je ne suis ni électricien, ni physicien, mais un modeste bricoleur. J'espère donc votre mansuétude.

Eulenspiegel

[Did67]

Eulenspiegel

Serait-ce Till ????

Au-delà du "principe" général, je ne peux pas dire. Jamais essayé ! Jamais entendu parler...

Je ne sais même pas si ce type de moteur s'inverse ? Et comment le synchroniser en 50 Hz ????

[f6bes]

Bjr à toi,
Quel sera le prix de ta pompe et quel sera le prix d'une turbine alternateur pour la
MEME production d'énergie !
Autre chose: j'ai de grande crainte que la "qualité" de ton courant ne soit pas bien vue par tes appareillages.
Bien beau de produire de l'energie ... encore faut il qu'elle soit en adéquation ( 50 hertzs/230v ) avec l'appareillage utilisé.
A part pour etre dissiper dans des résistances...je doute que ce soit fonctionnel.

Si tout autant cela est possible ( sans trop de variations !!) il est bien entendu qu'il est HORS de QUESTION de se brancher en PARALLELE
sur l'alimentation (EDF) de ton habitation. Sinon c'est la catha...assurée!

Bonnes fétes

[Forhorse]

Merci à tous de cet éclairage, mais le prix d'une pompe de 750 W est environ 8 fois inférieur au prix d'une turbine Pelton de 750 W.
C'est pour cela que je souhaiterais... trouver la meilleure pompe pour le moins mauvais rendement.
Si vous avez des idées là-dessus...

Sauf que ta pompe de 750W te fournira peut être, avec beaucoup de chance, 7,5W.
Alors c'est quoi le mieux ? acheter une turbine ou 10 pompes ?

[eulenspi]

Merci F6bes pour ces mises en garde.

Il n'est pas dans mon intention de me relier au réseau, mais d'utiliser l'énergie pour un radiateur à bain d'huile et (ou) un ballon d'eau avant entrée dans LE ballon d'eau chaude.

C'est donc bien ses désistances que je veux faire fonctionner.

Dans ce cas, quel vous paraît être le meilleur type de pompe bon marché ?

Forhorse, pourquoi pensez-vous que le rendement serait de 1 % ??
Je rappelle que ce système (pump as turbin) est utilisé par des ONG pour l'éclairage de zones non électrifiées.

[eulenspi]

Extrait d'un manuel pour ONG :
1.2 Pump-as-Turbine (PAT) Systems
Typical hydropower systems convert the energy of falling water to mechanical energy with a turbine. In some cases, it may be more appropriate to replace the turbine with a centrifugal water pump, and run it in reverse. The words 'pump' and 'turbine' are used interchangeably in this manual, as are the words 'motor' and 'generator'. Using a pump as a turbine has numerous benefits for rural pico-hydro projects in the developing world. Since centrifugal water pumps can usually be found locally, one avoids paying expensive import taxes, and since the pump is a familiar technology to local pump and motor technicians, it can be serviced if problems arise. This is far easier than finding renewable energy technicians specializing in pico-hydro turbines. Furthermore, pumps are manufactured to operate under a wide range of conditions, are easy to install, and spare parts for these pumps are easy to find.

Plus loin :
Once you have found a site that fulfills the basic requirements mentioned above, use the data you have collected to calculate an estimation of how much power your system will produce A rule of thumb in estimating power is:

Power (watts) = 5 x height (meters) x flow (liters/sec)

This number is only an approximation of how much power your system will produce, as it makes several assumptions. The actual system power will be determined by the type of pump you choose, the material, shape and size of the penstock pipe, and how the system is wired, among other factors.

On aurait donc un rendement (5 au lieu de 9.81) d'environ 50 % avec une pompe centrifuge !!!
C'est donc pour cela que je recherche la pompe la plus adéquate... tout en restant bon marché.

[eulenspi]

Pumps as turbines have no variable guide vanes, so they are suitable for sites where it is reasonable to use a fixed flow rate. Pico hydro is a term for very small schemes (less than 5 kW power output) where standardised equipment is used in order to produce a low-cost power supply, primarily for rural communities in developing countries, but applicable elsewhere as explained below.

For medium head pico hydro sites (6 - 35 m) the best choice of turbine is not obvious. The usual alternatives would be either a crossflow turbine or a multi-jet Pelton turbine. Both of these options run at relatively low speed and would require either a 6-pole generator or a belt drive to produce electric power. Another option is to use a standard pump unit instead of a conventional turbine. Pumps are mass-produced, and have the following advantages for pico-hydro compared with purpose-made turbines:• Integral pump and motor can be used as a turbine and generator set
• Available for a range of heads and flows
• Available in a number of standard sizes
• Short delivery time
• Spare parts such as seals and bearings are easily available
• Easy installation - uses standard pipe fittings

Unless batch produced, multi-jet Pelton and crossflow (Banki) turbines tend to be expensive for pico hydro (5 kW or less). Very small crossflow turbines are not normally made due to the difficulty of fabricating the runner, so a crossflow installation would require a larger turbine running at slower speed than an equivalent pump as turbine (PAT). Multi-jet Pelton turbines have the disadvantage of additional complexity due to the branched manifold and extra valves. The main disadvantage of using a pump as turbine is the difficulty of finding the turbine head and flow, which are much greater than the rated pump head and flow, and are needed to select the correct pump for a particular site.

Using a pump as turbine (PAT) with an induction generator makes it possible to avoid a belt drive, with further advantages:

• Less losses in drive (saving up to 5% of output power).• Easier installation - PAT and generator come as one unit.
• Lower cost - no pulleys, smaller baseplate.
• Lower cost - in the case of a ‘monoblock’ design, because of simpler construction, fewer bearings, etc.
• Longer bearing life - no sideways forces on bearings.

Most pump units, even for powers of less than 1 kW, are supplied with three-phase induction motors. Fortunately, it is possible to use a three-phase induction motor as a single-phase generator and this is the preferred approach to providing a single-phase supply [1].

[SK69202]

Il faut citer la source

[eulenspi]

J'ai oublié de citer ma source pour ce qui précède :

http://homepage.ntlworld.com/regina....about/i5.htm#r

Je suis désolé d'avoir mis 2 messages en anglais, mais je ne trove pas l'équivalent en français...

Eulenspiegel

[invite0324077b]

une pompe centrifuge peu servir de turbine en faisant arriver l'eau sous pression par la sortie

helas la courbure des aubes de la turbine se trouve dans le mauvais sens : ça produit de la puissance mais avec un mauvais rendement

pour un bon rendement il faut faire un croisement entre 2 pompe centrifuge qui ont la volute dans des sens different

ou trouver certaine pompe qui on la volute symetrique : moteur sur une face et aspiration sur l'autre face , et dont on peut inverser le moteur et l'aspiration

[f6bes]

Merci F6bes pour ces mises en garde.

Il n'est pas dans mon intention de me relier au réseau, mais d'utiliser l'énergie pour un radiateur à bain d'huile et (ou) un ballon d'eau avant entrée dans LE ballon d'eau chaude.

C'est donc bien ses désistances que je veux faire fonctionner.

Bjr à toi,
Entre s'éclairer en AFRIQUE ( 2 centaines de watts ..MAXI) et..
."...d'utiliser l'énergie pour un radiateur à bain d'huile et (ou) un ballon d'eau avant entrée dans LE ballon d'eau chaude."
quelques KILOWATTS ça fait une SACREE différence.
Je vais etre gentil je vais prendre un rendement de 33 %.
Soit à produire SEULEMENt ..1 kW te faut que ta pompe en fournisse...3 kw.
Et avec1 kW on est loin du compte pour ton radiateur et ton ballon d'eau chaude.
Donc....conclusion !!

Bonnes fétes

[eulenspi]

F6bes, ne confondez-vous pas puissance et travail ?

Partons sur 33% de rendement (les expériences menées - voir plus haut - sont toutes à + de 50 %).

Si mon ruisseau produit 1000 W et qu'il m'en reste 330 W, cela me produit près de 8KWH, ce qui suffit pour un ballon de 200 l pour une famille de 4 personnes !

[f6bes]

Bjr à toi,
Il est vrai que ton ruisseau est "fonctionnel" 24/24 donc tu récupéreras toujours de l'énergie en continu.
Reste néammoins un détail " administratif " vis à vis du cours d'eau en question: avoir l'aval (autorisation ) pour pose de
ton sytéme et SECURITE ( électricité ) vis à vis du quidam.
Bien sur si en privatif, j'ai rien dit.
De meme va pas falloir exciter les convoitises ( plus de matos ).

Bonne journée

[f6bes]

Remoi,
Maintenant si tu veux réliser ta turbine, voir là:

http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...55534169,d.d2k
A+

[eulenspi]

Merci F6bes du lien pour ce site que je connais depuis le débute de la réalisation de la turbine.

Mais je rappelle que je recherche une pompe pouvant faire office de turbine.

Quant aux détails administratifs et de sécurité, ils sont réglés.

Je veux donc juste trouver un modéle de pompe centrifuge bon marché, y compris d'occasion, donnant un rendement acceptable.

Bonne fin d'année.

Eulenspiegel

[invitec725db3a]

Bjr eulenspi, je ne comprends pas ton obstination après tous les conseils pour certains très éclairés ( sans euphemisme ).
C'est un peu comme vouloir faire tourner un moteur auto en soufflant de l'air par le carburateur ou l'échappement avec tout le vent dont on dispose.
Pour des pompes à turbines tu n'as qu'à te baisser pour en cueillir ; pompe de lave vaisselle , soufflante de forge, vieux turbo moteur ! (double puique Admiss /échapp), etc... Cdt

[invite0324077b]

suivant la puissance que tu veux ça serait du genre pompe de lave vaisselle ou pompe de filtre de piscine

le probleme des pompes les plus courante , c'est que les diametre de tuyaux sont trop petite

quand une pompe gaspille la moitié de la puissance a bourrer dans un tuyaux trop petit , personne ne se plaint : ça fait un rendement de 50% et on s'en contente ... mais monté en turbine ce diametre de passage trop petit fait perdre toute la puissance utile de l'eau

il faut donc chercher des vieilles pompe en fonte qui avaient des volute plus grosse ... et il faut aussi en trouver une qui puisse se monter a l'envers

autre solution : faire la volute sois même en polyester ou en beton , pour y monter un moteur et une turbine de pompe centrifuge courante genre pompe de piscine

[invite0324077b]

les conseil eclairé du genre c'est pas fait pour donc ça ne marche pas ne font pas beaucoup avancer ...

le turbo compresseur est le bon exemple de pompe centrifuge dont l'une marche en compresseur et l'autre en turbine

les different turbocompresseur montrent aussi une autre difference ... les vieux turbo compresseur on la turbine sur l'echappement simple comme une pompe centrifuge ... les turbo plus moderne on des ailette fixe orientable permettant de modifier la puissance de la turbine , pour mieux s'adapter aux different regime du moteur

pour les turbine a eau c'est pareil : une simple pompe centrifuge fait la puissance qu'elle veut ... avec des aube directrice ça devient une turbine francis , qui permet d'economiser l'eau quand on veut reduire la puissance

[f6bes]

Bjr eulenspi, je ne comprends pas ton obstination après tous les conseils pour certains très éclairés ( sans euphemisme ).
t

Bjr à toi,
Ben "l'obtination" est facile à comprendre en consultant les...tarifs.
Ca demande ...réflexion..avant de se jeter à l'eau !
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...55534169,d.ZG4
Y a probablement un peu moins couteux , mais ça doit rester dans la fourchette de prix !!

Bonne soirée

[invite0324077b]

je crois que je vais me mettre a vendre des turbine !

une pompe a eau de se genre
http://www.google.fr/products/catalo...ed=0CFkQ8wIwAQ
a un carter inadapté a une turbine , avec un venturi pour augmenter la pression et etre autoamorcante ... mais il suffirait de faire un autre carter avec la volute dans le bon sens pour faire quelque chose

[eulenspi]

Merci Chatelot de me comprendre...
Je voudrais bien sortir 300 à 500 W ; il me faudrait donc une pompe d'1cv, voire 1.25 cv.
Les entrées et sorties sont en 50 mm de diamètre, ce qui devrait éviter des pertes decharge trop importantes.
Je vois des pompes bon marché de ce type : http://www.distripool.fr/produit-184...y-1-25-CV.html
Est-il préférable pour produire de l'électricité que la pompe soit triphasée ou monophasée ?
J'ai lu des choses à ce sujet mais sans bien comprendre.
En cas de pompe triphasée, comment récupérer l'électricité sur par exemple un radiateur à bain d'huile ?

L'électricité produite sera uniquement utilisée pour une ou plusieurs résistances.

Quen pensez-vous ?