Petit cours d'eau et production d'électricité

[invitee39c8544]

Bonjour,
Je suis sur le point de faire l'acquisition d'une grande parcelle bordée par un "bon" ruisseau. L'acte fait état d'un droit d'eau, compte tenu de la présence d'un moulin directement sur le cours d'eau. Il ne reste que les fondations (en bonne état) dans le lit du ruisseau.
La hauteur de chute est de 1,50 m sur 1,00 m de large (réhaussable de 0,50 cm sans travaux majeurs) et le débit, en cette période, est supérieur à 0,5 M3/sec.
J'ai cherché et trouvé une turbine hydroélectrique Turbiwatt qui correspond au caractéristique de la chute.
Je vous donne les caractéristiques de la turbine Leopard de chez Turbiwatt :

Turbine hydraulique basse vitesse Kaplan de type bulbe
Générateur ultra compact, synchrone, à aimants permanents
Puissance nominale : de 3 à 9 kW selon débit et hauteur de chute.
Monophasé 240 volts / 50 Hz
ou triphasé 400 volts / 50 hz (60 Hz en option)
Pales réglables à l’arrêt (préréglage en fonction du débit du site en usine)
Hydro-générateur à haut rendement > 80 %
Stator et rotor étanches, noyés dans la résine
Turbine inox, pales en polymère chargé de fibres

Hauteur de chute nette : jusqu’à 5,50 m
Débit : de 90 à 250 litres/seconde
Une plage de fonctionnement est fournie avec la turbine en fonction de ses préréglages pour un site donné.

Le budget est de l'ordre de 2000 € , hors connexions électriques.

A priori, ce type d'installation permettrait d'alimenter une maison, hors chauffage.

La solution semble toute trouvée, toutefois, je ne souhaite pas faire l'économie de la réflexion d'une roue à aube, pour les raisons suivantes.
Je pense "postérité" et il me semble plus simple d'entretenir, réparer une roue à aube, d'un coté, et un générateur électrique "hors d'eau" de l'autre.
Concernant la construction de la roue, j'ai un ami qui est un bon chaudronnier et qui serait capable de construire une roue en acier inoxydable de bonne facture.

La problématique est la suivante (après avoir consulté plusieurs posts sur ce forum) : trouver la dimension idéale de la roue, le choix idéal du déversement de l'eau (sur le coté, le dessus, ..?), son nombre d'aubes, démultiplier efficacement la vitesse de rotation pour "entrer" dans un générateur (basse vitesse ?) capable d'alimenter une maison en électricité.

Je souhaite avoir été assez précis.
D'avance merci de vos commentaires constructifs.
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[invitee05a3fcc]

Bonjour olivier2222 et bienvenue sur FUTURA
Avant d'investir, renseigne toi sur les taxes ..... l'eau n'est pas gratuite !
Si quelqu'un a eu la même idée que toi sur ce ruisseau, va le voir .
http://www.eau-adour-garonne.fr/fr/e...ectricite.html

[invitee39c8544]

Merci pour l’accueil Daudet78 et pour le lien.
D'après le site, ma redevance annuelle ne devra pas être supérieure à 700 €.
Concernant le site objet de mon projet, personne n' eu cette idée auparavant parce qu'éloigné de tout et la vente fait suite à une succession.

[trebor]

Bonsoir,

Il y a l'entretien, des plastiques, branches et autres saletés qui finirons pas bloquer la turbine

J'ai trouvé un débit d'eau d'environ 32 millions de m³ annuel pour un débit de 1 m³/sec à 1€ le Mm³ x 2 mètres x 1,5 = 3
donc 3*32 = 96 € sauf erreur

J'ai vu à la TV une vis sans fin pour produire de l'électricité, mais je ne sais plus ou elle est installée.

Voyons d'autres avis ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee39c8544]

@ trebor
Pour les déchets (ici que organiques parce que l'environnement est préservé) les meuniers pratiquaient quotidiennement un nettoyage des grilles en amont.

Au 96 €, il faut rajouter la taxe pour la production de KwH ... J'estime l'ensemble à 700 € max

Mon souci est d'obtenir un ensemble simple à réparer et à entretenir, quitte à faire le deuil d'un peu de rendement ; d'où l'idée de la roue à aubes.

[invitee05a3fcc]

Tu penses produire de l'électricité pour toi ou en connexion avec ERDF ?

[vincent66]

Bonsoir,
A l'heure actuelle il y a en gros deux écoles...:
Haute pression et faible débit : turbine tangeantielle pelton...
Faible pression et haut débit : turbine linéaire kaplan... qui semble indiquée dans ton cas...

Je n'ai à ce jour jamais eu connaissance de comparatifs entre kaplan et bonne vieille roue à aubes...? bien que celles-ci aient été préférées par ici pour des questions d'esthétique et conservation du patrimoine...

[invitee39c8544]

@Daudet78
Mon projet de base c'est "autonomie énergétique et alimentaire en milieu rural", je n'ai absolument pas prévu de revendre à ERDF. Je ne souhaite que faire fonctionner frigo/congélateur, chauffe eau, lave linge (pas à 90°^^), une pompinette pour monter l'eau potable du puit dans mon petit château d'eau de 1 m3 (à 5,00 m de hauteur) et quelques points lumineux.

@vincent66

Oui une turbine Kaplan semble + indiquée. Concernant les roues à aubes, je suis d'accord avec toi et apparemment on peut prétendre à des subventions ADEME.
Je viens de tomber sur ce site, porslanvers, bien documenté et qui répond de façon précise aux contraintes que j'expose. Il est, de plus, illustré par des lithographies d'époque. En gros, le rendement d'une roue à aube par le dessus (déversement de l'eau au dessus) peut approcher les 70% si bien réalisé. ça avance ...

[invitee39c8544]

@Daudet78

Je viens de trouver ce lien concernant la production au moyen d'une vis sans fin. Je ne connaissais pas ce principe.

[invitee05a3fcc]

@Daudet78
Je viens de trouver ce lien concernant la production au moyen d'une vis sans fin. Je ne connaissais pas ce principe.

C'était Trebor ...

J'ai vu à la TV une vis sans fin pour produire de l'électricité, mais je ne sais plus ou elle est installée.

J'espère qu'il ne sera pas vexé de la confondaison ....

[invitee0b658bd]

Bonsoir,
Je pense qu'il faut te poser un certain nombre de questions avant.
la principale est : quels sont tes besoins en energie ?
après avoir repondu a cette question, tu peux te poser la question de la complémentarité entre les energies.
il va bien falloir que tu chauffes , a priori cela ne sera pas un chauffage electrique, l'eau chaude ne peut elle pas provenir de cette source de chaleur l'hiver et du solaire thermique l'été ?
si tu retires le problème de l'ECS , avec une machine à laver alimentée par l'eau chaude, tu simplifie enormément ton problème
fred

[invitee39c8544]

@Daudet
Oui, désolé pour la confondature ^^

@Verdife
Oui, chauffage au bois, cuisine au gaz et bois l'hiver.
Mais bien sûr, en alimentant le lave linge en ECS, je réduis la dépense énergétique !!
Mes besoins sont : chauffe eau (100 L dont je briderais la température à 30° environ), lave linge à ECS donc ^^ (l'essentiel des lavages se fait à 30°, enfin pour un homme ^^), Frigo congé, éclairage le soir et petite pompe pour monter l'eau potable dans le château d'eau. Je vais faire le calcul, sachant que je peux moduler le fonctionnement des appareils (par exemple le chauffe eau tourne la journée, le lave linge utilisé en coupant le chauffe eau et la pompe de relevage, en nuitée je réserve la dépense en éclairage, quand je dors, la pompe relève l'eau potable). En gros fonctionnera en continu, le congélo/frigo.
Je ne veux pas recourir au solaire et ni à l'éolien : leur rendement/investissement étant moins intéressant que l'hydroélectricité. Sans parler du coût de la maintenance/remplacement.
Merci pour l'idée du lave linge !

[invitee05a3fcc]

Si tu disposes du réseau ERDF, je ne pense pas que ton installation soit rentable financièrement. Fait bien les calculs !

[invitee39c8544]

non je n'en dispose pas

[invitee05a3fcc]

non je n'en dispose pas

Donc c'est justifié.
Par contre, une installation autonome, c'est un peu plus compliqué.
- Tu ne disposes pas de référence de fréquence. Donc il faut réguler en vitesse ton alternateur ( vanne hydraulique commandée)
- Donc il faut réguler en tension ton alternateur

[invitee39c8544]

Merci d'entrer dans ce genre de détails, c'est exactement ce qu'il me faut.

Si, j'assure un débit constant de 200 L par exemple grâce à un bassin équipé d'un trop plein, je n'assure pas une tension constante ?

[invitee05a3fcc]

je n'assure pas une tension constante ?

Ben non ....
Quand tu mets en marche un consommateur (MAL par exemple ou frigo), la demande d'énergie augmente . Donc la tension diminue et la fréquence aussi :
- Donc il faut un asservissement de tension qui joue sur l'excitation de l'alternateur
- Donc il faut un asservissement de vitesse de rotation qui joue sur le débit d'eau

Et les deux asservissements sont donc imbriqués, ce qui ne facilite pas la mise au point.

Si, j'assure un débit constant de 200 L par exemple

C'est comme si tu disais :
Je bloque ma pédale d'accélérateur, ma voiture va aller à une vitesse constante.

[invitee39c8544]

Ok pigé. Merci pour l'explication. Cela me fait penser à autre chose, à savoir peut on prendre le problème à l'envers. Je m'explique
Supposons que mon calcul de pic de consommation soit de 2 KwH (après calcul). Je fais en sorte que la centrale produise cette puissance constamment.
N'existe-t-il pas une façon de faire "manger" de la consommation après le générateur, par exemple des résistances électriques ou autre chose, et d'asservir cette partie à la consommation ? Si j'ai besoin de 1KwH, je déconnecte ce qu'il faut. C'est peut être très naïf, mais j'ai vu ça, je crois, dans une micro centrale hydraulique en Inde.

[invitee05a3fcc]

soit de 2 KwH

Une puissance, c'est des kW.

Si j'ai besoin de 1KwH, je déconnecte ce qu'il faut.

Oui, en supposant que ton débit d'eau est constant ..... et que tu n'es pas trop rigoureux sur la stabilité de la tension et de la fréquence

Mais suppose que ton plan d'eau monte de 1cm suite à un orage ?

[invitee39c8544]

oui j'entends l'argument.
Je peux dimensionner une vanne (ou ouverture) constante sous le niveau minimum du bassin. En cas d'augmentation du débit du ruisseau (pluie), le trop plein s'évacue par ... le trop plein.
Donc, dans le principe, puis je mettre en application cette théorie ? Auquel cas, quel dispositif installé en aval de la génératrice ? Quel type d'asservissement ? Il faudrait un système de détection des besoins qui asservisse. Avez-vous une idée à ce sujet ?

[invitee05a3fcc]

le trop plein s'évacue par ... le trop plein.

Mais en fonction de l'ampleur de la "crue", pour que le déversoir débite plus d'eau, il faut que le niveau de la retenue monte ......
Bref, pour faire tourner une pompe à eau en Inde, c'est faisable. Pas pour alimenter une TV, un frigo etc

[invitee39c8544]

Je relance la discussion parce que j'ai de nouvelles données.
J'ai contacté Turbiwatt et j'ai pu discuté avec une technicien. Voilà le résumé
Il valide la théorie du maintien du débit soit environ 200 L/s, non pas avec un bassin, mais un avaloir avec trop plein en permanence alimenté (tenant compte que 200L/s est le débit minimum), mais bon, le principe est le même.
La turbine tourne donc au même rythme et compte tenu de la configuration de la chute, pourra fournir 3,3 Kw en 220v mono ou 400 V triphasé (selon ses calculs). Avec ces 3,3 Kw, je suis en dessous de mes besoins, il me conseille même de stocker le surplus en batterie (ben oui, faut bien vendre ^^) de 6000 cycles pour une plus-value de 3000 €.
J'ai posé la question pour le surplus de puissance fournie en cas de besoin en deçà de 3,3 Kw ; et bien ils utilisent ... une résistance pour "manger" le différentiel.
Bon, le hic, c'est qu'il demande 15 000 € pour l'armoire et le raccordement (hors génie civil)
Le principe évoqué ci-dessus est donc valable, il me serait agréable de pouvoir le concevoir "maison" et je pense être bien en deçà de leur devis.
D'avance merci

[invitee05a3fcc]

il me conseille même de stocker le surplus en batterie

Batteries qui ne sont pas éternelles ...
A mon avis, à éviter.

il me serait agréable de pouvoir le concevoir "maison"

Mais c'est un gros projet qui demande du matériel de mesure ainsi que de solides compétences en électronique, en asservissement, en électrotechnique entre autres !

Avec ces 3,3 Kw, je suis en dessous de mes besoins

Tu as besoin de plus ? en crête ?
Il faut délester les consommateurs non prioritaires. Un frigo peut être hors tension pendant les 2 heures de machine à laver

[invitee39c8544]

Pour les batteries, je citais ça pour l'anecdote n'en ayant pas de réel besoin.

Concernant la partie électronique, d'instinct je dirais qu'il faut un tensiomètre sur le réseau qui teste les besoins, un potentiomètre électronique qui règle "la voilure" sur la résistance. Enfin, un onduleur me semble incontournable.

Forcément j'oublie des choses, il faut rajouter une armoire de commande, un peu de Télémécanique et des disjoncteurs par exemple ... Mais globalement, en demandant à un électronicien professionnel, je dois être largement en dessous de 15 000 € non ?

Bon, après je veux pas trop déranger avec mes petits soucis ^^

[invitee05a3fcc]

Enfin, un onduleur me semble incontournable.

Je ne vois pas pourquoi ?

Mais globalement, en demandant à un électronicien professionnel, je dois être largement en dessous de 15 000 € non ?

Tu ne trouveras pas de professionnel pour faire le travail en partant de zéro.
- Soit tu trouves le système de contrôle tout fait sur étagère chez un fournisseur
- Soit tu trouves un copain électronicien/électrotechnicien qui s'amuse à te faire l'installation ( Y a du taff !)

PS : Y a peut être une piste en récupérant la partie électronique d'un groupe électrogène à inverter

[invitee39c8544]

Merci.
J'ai pris contact avec différents fabricants d'automatisme/électronique.
J'aurais une réponse pour ce week end. Je vous tiendrais aux courant, mais apparemment c'est jouable. Je vous ferais part des contraintes et difficultés en parfaite honnêteté évidement.

[invitee39c8544]

ça avance, pour ceux que ça intéresse.
Deux pistes en cours :
- un électricien a bien voulu (motivé) cogiter une solution. Je suis en attente du devis.
- Je suis en contact avec Télémécanique (Schneider) qui planche sur la solution. Il s'agit d'un travail sur la mesure et le contrôle de puissance.

Je reviens avec + de détails

[f6bes]

Enfin, un onduleur me semble incontournable.

Bjr à toi,
Confondrais tu..ONDULEUR et "REGULATEUR"
Un onduleur sert généralement pour transformer du CONTINU en alternatif. tel n'est pas ton cas.
Bonne soirée

[invitee39c8544]

Heu ... télémécanique ne fait pas d'onduleur, me semble.
Je parle bien de contrôler et de réguler la puissance générée par la turbine, pour diriger l’excès sur des résistances.