Hydrolienne = Énergie !!!

[cephei2033]

Bonjours, je vous écris pour savoir comment calculer la puissance d’une Hydrolienne, du moins, d’une surface plane d’une pale. J’ai fait quelques recherches sur internet mais je n’ai pas trouvé de réponse adéquate.
J’aimerais s’avoir combien de puissance (énergie / MW) que peux produire une pale rectangulaire d’hydrolienne de 20 mètres sur 100 mètres (donc 2000 mètre carré de surface d’interception). Qui se trouve a 1000 mètres de profondeurs dans l’eau et qui reçois un débit d’eau a 2,5 m/s.

Pour info, imaginer cette pale comme celle d’un moulin et pas comme les hydroliennes traditionnelles qui ressemble à des éoliennes. Aussi, considérer qu’il n’a pas de pale qui vont a contre sens, que les pales qui ont été pousser par l’eau ne tourne pas et ne vont pas vers le courent d’eau. En d’autres mots, qu’il n’existe aucune contrainte du a la rotation du moulin sou marin.

La chose que je n’ai pas trouvé est que la puissance change dépendant la profondeur de ou se trouve l’Hydrolienne du a la pression de l’eau. Si je ne me trompe pas, plus ses profonds et plus il va se créé d’énergie….
Alors, si vous pouvez m’expliquer la formule pour trouver le résultat et se pour que je puisse la trouver seulement avec les trois information (profondeur / vitesse m/s / surface de la pale).

Merci énormément…..

Ps : svp, si vous pouvez expliquer la formule, je ne suis pas trop connaisseur des formules mathématique de haut niveau, donc si vous ne faite que l’écrire…… il a de forte chance que pour moi ça va être du charabia.
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[XK150]

Salut ,

Oui , la réponse est sur Internet et notamment ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Calcul...ou_hydrolienne

On peut y retrouver la relation basique : La puissance totale de la turbine est égale à 1/2 Cp ρ S V^3 . Prendre Cp moyen de 0.45 .

La profondeur influe seulement sur ρ . Il vient un rapport d'environ 2.6 entre le diamètre d'une éolienne et celui d'une hydrolienne pour une même puissance .

La puissance ne dépend pas du nombre de pales , mais de la surface balayée S .

[harmoniciste]

Bonjour
Je ne comprend pas comment est constitué votre dispositif. Merci de le préciser
La puissance dépend entre autre de la masse volumique de l'eau, et celle-ci ne dépend PAS de la profondeur:
~1020 kg/m3 , à 10 m comme à 1000 m.

[phys4]

La chose que je n’ai pas trouvé est que la puissance change dépendant la profondeur de ou se trouve l’Hydrolienne du a la pression de l’eau. Si je ne me trompe pas, plus ses profonds et plus il va se créé d’énergie….

Pour une hydrolienne, la puissance ne dépend pas de la pression : voir la référence wiki donnée. Pour une certaine vitesse de courant, vous aurez une puissance disponible constante, quelle que soit la profondeur.
Dans l'air, la masse est proportionnelle à la pression, donc en altitude vous aurez moins de puissance pour une même vitesse du vent.

[A voir en vidéo sur Futura]

[harmoniciste]

Dans le cas particulier où la puissance serait délivrée par la traînée d'une plaque en recul à vitesse V, dans un courant de vitesse Vc, la vitesse de la plaque par rapport au fluide serait alors (Vc - V), la trainée T vaudrait donc ½ ρ S Cx (Vc - V)², et la puissance délivrée serait
P = ½ ρ S Cx (Vc - V)².V ou encore P = ½ ρ S Cx (Vc².V + V³ - 2Vc.V²)

Cette valeur passera par un maximum quand la dérivée du terme entre parenthèse sera nulle.
Or cette dérivée vaut 3V² - 4 Vc.V + Vc², équation du second degré qui a pour racines V = ⅓ Vc et V = Vc
La racine V = ⅓ Vc correspondant au maximum de puissance.

En remplaçant V par sa valeur dans l'équation de P (en gras) on obtient alors P = 2 ρ.S.Cx.Vc³/27

En prenant un coefficient Cx ~ 1.7 pour votre surface rectangulaire d'allongement 5 et ρ ~ 1000 kg/m³ vous aurez alors
P = ρ.S.Cx.Vc³.2/27[/B] ~ 125 S.Vc³ ou 3.9 Mw (Sauf erreur de calcul)

[cephei2033]

Merci pour vos réponses, vous m’avez énormément aidé à comprendre comment cela fonctionne.

Pour tout dire, j’essaie de trouver une nouvelle solution énergétique pour l’un de mes livre de fictions qui dois être suffisant logique pour sembler réalisable.
Maintenant que je sais que cette invention a plaque rotative qui tourne parallèlement au sol quand ils font face au courant ne pourra pas produire suffisamment d’énergie pour l’humanité du au peux qu’elles puissent permettre en énergie par rapport au nombre élevé de plaque qu’il faut, j’ai réfléchi à une autre solution et j’aimerais que vous me disiez combien d’énergie cette idée peux permettre.

Voici l’idée et oublier la difficulté à sa réalisation.

Premier point
Le but est de creuser un trou verticale proche d’un océan (surement grâce à un tunnelier modifier ou conçu dans l’objectif de creusé vers le bas). Dison qu’il a un diamètre de 5 mètres du au tunnelier.
Le troue va devoir avoir être suffisamment creux pour que quand de l’eau va si engouffrer elle s’évapore une fois rendu au fond, donc une température d’au moins 100 degrés. Et si je me fis a ce site internet.
http://sigessn.brgm.fr/spip.php?article98
La température monte d’environ 3 degré par 100 mètres de profondeur. Donc pour être sûr, qu’elle s’évapore et vite, donc une température d’au moins 120 degrés, il faut que le trou soit une profondeur d’environ 4 kilomètres de profondeur.
Donc un trou de 4 kilomètre de profond et 5 mètre de diamètres qui grâce au tunnelier a son mur intérieur protéger par des plaque de béton comme pour les tunnel et ainsi solidifier le trou pour qu’ils ne s’effondre pas.

Deuxième point
Il faut creuser un deuxième trou en pante qui va de l’océan (on va dire a 10 mètres en dessous du niveau de l’eau) et qui rejoint a l’autre extrémité le deuxième troue verticale et se à 2 kilomètres de profond.
Ce deuxième trou mesure 2 mètres de diamètre, donc fait tomber en continuité un jet d’eau de 2 mètres de diamètres et il a une pente de 80 degrés.

Troisième point
En bas de se deuxième trou en pante se trouve se qu’il faut pour convertir la puissance de l’eau en électricité. Donc, une turbine suffisamment puissance.

Quatrième point
Quand l’eau de l’océan va tomber pour alimenter cette turbine elle va ensuite tomber dans le trou et va s’évaporer grâce à la chaleur de la terre et ainsi se transformer en humidité qui va ensuite monter dans les air et sortir d’elle-même du trou.
Cinquième point
Comme c’est de l’eau de l’océan, il va avoir au font le sel qui se trouvais dans l’eau, donc il faut un système qui sorte en continuité ce sel. Mais si le système est construit avec un réservoir artificiel ou un las, il aura plus se problème.
Aussi, pour que l’humidité retourne dans le réservoir il suffit de créer un système fermer qui obliger a l’humidité de revenir au point de départ.
Ceci était que pour vous faire comprendre que je connais le problème du sel avec l’eau de l’océan.

Conclusion.
J’ai choisi certain chiffre au hasard et d’autre non, c’est juste pour me donner une idée de combien d’énergie je pourrais créé avec ce système précis.
Se que j’ai comprit avec mes recherches est plus la cascade d’eau est haute et son débit important, plus un barrage électrique créé de l’énergie.
En gros mon idée permet de créé un barrage hydroélectrique de 2 kilomètres avec une pente de 80 degrés et avec un débit de 2 mètres de diamètres d’eau.
Donc, deux questions.
1 : combien d’énergie est théoriquement possible d’avoir avec cela.
2 : es que la terre va suffisamment toujours être chaude pour continuellement faire évaporer l’eau.

Voila… j’ai hâte de vos réponses et encore merci pour m’aider.

[cephei2033]

Et Aussi, il faut qu’il ait au moins la même quantité d’eau qui s’évapore que l’eau qui tombe dans le trou, sinon, le trou va finir par se remplie d’eau. Donc, le fond du trou doit être suffisamment grand ou large pour faire évaporer suffisamment d’eau pour pas qu’il est le temps de se remplir.
Alors, d’après vous, quelle largeur devra avoir le fond pour permettre de faire évaporer suffisamment d’eau pour empêcher le remplissage ou la monter de l’eau dans le tunnel.

[cephei2033]

Voila, un croquis de mon idée pour une meilleure compréhension

[gts2]

Bonjour,

Trouvé sur planet-terre.ens-lyon.fr

"On peut comparer ces 46 TW dégagés par la Terre aux 15 TW produits et consommés par l'humanité."
"Le gradient thermique y est de l'ordre de de 100 K.m-1, ce qui correspond à un flux de 300 W.m-2." (cela est un extrême : "Les mesures ... montrent que (le gradient) varie entre 10 et 30 K.km-1")
Pour finir l'évaporation d'un kg d'eau nécessite en gros 2500 kJ.

[Morteen]

Pour tout dire, j’essaie de trouver une nouvelle solution énergétique pour l’un de mes livre de fictions

Bonjour. Vous écrivez des livres, vraiment ? En quelle langue ?

Bonne journée.

[Pascualo]

Bonjour,

Idée surprenante et assez intéressante dans son objectif.

Pour te donner une idée de la puissance générée, il y a les équations suivantes :

L’équation de la vitesse linéaire :
v = √(2gh)

v : vitesse linéaire en mètres par seconde (m/s)

g ≈ 9,81 m/s2

h : hauteur de la chute d'eau en mètres (m)

La vitesse à l'entrée de la turbine située à -2000 m :
v = √(2gh)
v = √ (2*9,81*2000)
v = 198 m/s

Surface du flux de projection :

Sf = (π x d²)/4 = ((π x 4)/4 = 12,57 m²

Masse de la colonne d'eau :

Masse volumique de l'eau : ρ = 999.82 kg/m3 à 20 °

M = V * ρ (masse = volume * masse volumique)
V = s * h (surface * hauteur)
Mce = S x h x ρ
Mce = 12,57 * 2000 * 999.82
Mce = 25 135 475 kg

L’équation de l’énergie potentielle de pesanteur :

L’approximation de l'énergie potentielle de pesanteur appliqué à une chute d’eau est :
Epp = m.g.h

Epp : énergie potentielle de pesanteur en Joules (J)

1J = 1Ω.A2.s = 1Ws = 1 Kg·m2/s2 = 1 Pa.m3

m : masse de l'eau en Kilogrammes (Kg)

g ≈ 9,81 m/s2 Accélération de la pesanteur en mètres par secondes au carrés (m/s²) ou Newton par Kilogrammes (N/Kg)

h : hauteur de la chute d'eau en mètres (m)

Energie produite :

Epp = Mce * g * h
Epp = 25 135 475 * 9.81 * 2000
Epp = 4.9. 10¹¹ Joules ou ws (watts.secondes)
Epp = 136988 Kwh

Pour un seul tuyau de 2 mètre de diamètre : Epp = 136988 Kwh
Pour 40 tuyaux : Epp = 5,2 Gwh

A comparer à la consommation d'une commune :

D'une puissance de 2 MW, le démonstrateur de Paimpol-Bréhat produira à partir de 2012 environ 4 GWh par an, soit la consommation d'une ville de 1 700 habitants.

La température de l'eau influe sur sa masse volumique et il est nécessaire que l'écoulement soit à la pression de 1 bar pour que la pressions de la colonne d'eau ait la même énergie.

Percer une cavité à 4 km de profondeur, n'est pas une mince affaire, c'est la difficulté rencontrée par les compagnies pétrolières. Exploiter une mine ou une cavité naturelle serait intéressant.

Tu peux regarder sur le site :
https://www.evolo.us/category/2021/ d'où sont sorties quelques idées intéressantes.

[Pascualo]

Re,

Pour clarifier ou corriger , la production de 5,2 Gwh est la production instantanée, alors il faut la multiplier par 8760 (365 jours * 24 H) pour obtenir la production annuelle :
La production est alors de 5,2 Gwh * 8760 = 45552 Gwh annuels.

La comparaison n'était pas judicieuse. Si on fait le parallèle avec l'exemple, en supposant qu'il y a un évolution par rapport à 2012 et que la consommation de 5,2 Gwh est celle d'une population de 1700 habitants d'aujourd'hui, alors 40 tuyaux de 2 mètres de diamètre peuvent alimenter une population de :
Population alimentée = 1700 * 8760 = 14,9 millions d'habitants. Cela devient intéressant, si les calculs sont justes !

[Mailou75]

Bonjour. Vous écrivez des livres, vraiment ? En quelle langue ?

Pas très gentil mais pas faux...

Et à quel rythme les nuages produits devront retourner dans l'océan pour que la boucle fonctionne ? Si il doit pleuvoir h24 je propose te chercher une autre solution