Merci M Perret,
C'est bien ce que je m'étais imaginé, sans avoir réussi à l'exprimer clairement.
On peut donc affirmer que ceux qui par économie utilisent un transfo abaisseur au lieu d'un élévateur, puis un moteur à la place d'une génératrice, ne sont donc pas à 10% près question rendement. Si on ajoute les pertes de charges que l'on néglige par-ci par là on arrive à turbine équivalente à près de 20 % de pertes !!!
A méditer, et surtout confirme ce que je pense depuis longtemps, cela ne sert à rien de se polariser sur un ou deux de plus de rendement sur une turbine, que l'on paie fort cher, pour ensuite tout gâcher en négligeant la partie électrique, l' automatisme, le dégrilleur, les entrées ou les sorties d'eau.... détails forts importants, qui ne dépendent souvent que de nous.
A noter qu'il existe aussi des transformateurs à pertes réduites qui s'amortissent en quelques années grâce au gain ainsi réalisé.
Bonne soirée à tous
Ticapix
Moteurs et génératrices asynchrones
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PERRET
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Re: Moteurs et Génératrices à ECONOMIE d'ENERGIE
Un minimum de théorie et un exemple permettront probablement de mieux comprendre mes propos.
L’induction est la valeur du champ magnétique « induit » par une bobine recevant une tension alternative.
Elle s’exprime en Tesla ou en Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss).
Elle augmente avec la valeur de la tension alternative par spire et diminue avec sa fréquence.
La fréquence est fixée par le réseau EDF à 50 Hz.
Un noyau fer à la propriété de canaliser un champ magnétique ; cette propriété augmente avec l’induction jusqu’à ce que le fer soit saturé, elle s’écroule alors rapidement.
Selon les alliages utilisés, le noyau supporte une induction plus ou moins forte tout en conservant une perméabilité utilisable jusqu'à saturation.
Par exemple, les tôles standard, dites 1,6 watts (épaisseur de 0.5mm) peuvent être utilisées jusqu’à 12.000 Gauss alors que des alliages au silicium M6X dits 0,6 watts (épaisseur de 0,35mm) supportent 14.000 Gauss.
Les pertes dans le fer augmentent avec l’induction mais n’augmentent pas avec la charge. Elles provoquent un courant à vide plus important, un échauffement du fer ainsi qu’une augmentation du rayonnement magnétique.
Par contre, à section de fer égale, plus d’induction veut dire moins de spires et donc moindre résistance ohmique des enroulements, en conséquence moins de pertes cuivre par effet Joule.
Un moteur, une génératrice, un transformateur « bon marché » aura une forte induction pour économiser tant dans le fer que dans le cuivre.
Le rendement est maximum lorsque les pertes fer sont sensiblement égales aux pertes cuivre.
Prenons un moteur ‘VEM’ « standard » 11 KW - 1000 t/mn - rendement 85 %. On peut estimer les :
Pertes cuivre : 6,9 % ; pertes fer : 6,9 % ; pertes mécaniques et complémentaires. : 1,2 %.
La même machine, avec des tôles au silicium 0,6 watts, va réduire les pertes fer à : 6,9 % / 1,6 x 0,6 = 2,6 % et le rendement, toutes choses égales, sera maintenant de : 100 – 6,9 - 2,6 - 1,2 = 89,3 %. D’où un gain de rendement de plus de 4 %.
Mais il va falloir maintenant gagner sur les pertes cuivre . . .
L’induction est la valeur du champ magnétique « induit » par une bobine recevant une tension alternative.
Elle s’exprime en Tesla ou en Gauss (1 Tesla = 10.000 Gauss).
Elle augmente avec la valeur de la tension alternative par spire et diminue avec sa fréquence.
La fréquence est fixée par le réseau EDF à 50 Hz.
Un noyau fer à la propriété de canaliser un champ magnétique ; cette propriété augmente avec l’induction jusqu’à ce que le fer soit saturé, elle s’écroule alors rapidement.
Selon les alliages utilisés, le noyau supporte une induction plus ou moins forte tout en conservant une perméabilité utilisable jusqu'à saturation.
Par exemple, les tôles standard, dites 1,6 watts (épaisseur de 0.5mm) peuvent être utilisées jusqu’à 12.000 Gauss alors que des alliages au silicium M6X dits 0,6 watts (épaisseur de 0,35mm) supportent 14.000 Gauss.
Les pertes dans le fer augmentent avec l’induction mais n’augmentent pas avec la charge. Elles provoquent un courant à vide plus important, un échauffement du fer ainsi qu’une augmentation du rayonnement magnétique.
Par contre, à section de fer égale, plus d’induction veut dire moins de spires et donc moindre résistance ohmique des enroulements, en conséquence moins de pertes cuivre par effet Joule.
Un moteur, une génératrice, un transformateur « bon marché » aura une forte induction pour économiser tant dans le fer que dans le cuivre.
Le rendement est maximum lorsque les pertes fer sont sensiblement égales aux pertes cuivre.
Prenons un moteur ‘VEM’ « standard » 11 KW - 1000 t/mn - rendement 85 %. On peut estimer les :
Pertes cuivre : 6,9 % ; pertes fer : 6,9 % ; pertes mécaniques et complémentaires. : 1,2 %.
La même machine, avec des tôles au silicium 0,6 watts, va réduire les pertes fer à : 6,9 % / 1,6 x 0,6 = 2,6 % et le rendement, toutes choses égales, sera maintenant de : 100 – 6,9 - 2,6 - 1,2 = 89,3 %. D’où un gain de rendement de plus de 4 %.
Mais il va falloir maintenant gagner sur les pertes cuivre . . .
Claude PERRET
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Gilles21
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Re: Moteurs et Génératrices à ECONOMIE d'ENERGIE
Bonjour
Voilà qui est très intéressant, même si tout cela est un peu technique pour moi.
Pour ma transmission , comme me l'avait préconisé Didier Beaume, avec une géné 750 t/mn, je peux faire l'impasse sur un deuxième étage de multiplicateur.
Poulie de 1030 mm de diamètre sur l'arbre primaire, tournant à environ 165 t/mn et entrainant directement la géné à 775 t/mn à l'aide d' une poulie de 220 mm de diamètre ( compatible avec les courroies trap. XPC ) .
Merci pour tous ces renseignements.
Cordialement
Gilles 21
Voilà qui est très intéressant, même si tout cela est un peu technique pour moi.
Pour ma transmission , comme me l'avait préconisé Didier Beaume, avec une géné 750 t/mn, je peux faire l'impasse sur un deuxième étage de multiplicateur.
Poulie de 1030 mm de diamètre sur l'arbre primaire, tournant à environ 165 t/mn et entrainant directement la géné à 775 t/mn à l'aide d' une poulie de 220 mm de diamètre ( compatible avec les courroies trap. XPC ) .
Merci pour tous ces renseignements.
Cordialement
Gilles 21
Gilles 21
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PERRET
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- Localisation : Picardie - Thiérache
Re: Moteurs et Génératrices à ECONOMIE d'ENERGIE
Bonsoir Gilles21
Ci-dessous photos d'une installation en service depuis 10 ans - A peu près les mêmes vitesses de rotation que vous.
La courroie est une courroie plate sans fin FIXECO
Le diamètre des poulies : 990 et 180 mm
Génératrice 750 t/mn d'importation, de qualité médiocre : glissement 5 % à pleine puissance !
Fiche de calcul pour la transmission ci-dessus.
Si la puissance est supérieure, prendre une courroie plus large ou de type 30 TNB Dans votre cas, le diamètre des poulies semble correct.
Ci-dessous photos d'une installation en service depuis 10 ans - A peu près les mêmes vitesses de rotation que vous.
La courroie est une courroie plate sans fin FIXECO
Le diamètre des poulies : 990 et 180 mm
Génératrice 750 t/mn d'importation, de qualité médiocre : glissement 5 % à pleine puissance !
Fiche de calcul pour la transmission ci-dessus.
Si la puissance est supérieure, prendre une courroie plus large ou de type 30 TNB Dans votre cas, le diamètre des poulies semble correct.
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
Claude PERRET
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Gilles21
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- Localisation : Côte d'Or
Re: Moteurs et Génératrices à ECONOMIE d'ENERGIE
Bonjour Monsieur Perret
Une " machine "dans un tel décor, c'est surréaliste et magnifique. On croit rêver.
Merci pour ces photos et pour le tableau de calcul courroies.
Cordialement
Gilles
Une " machine "dans un tel décor, c'est surréaliste et magnifique. On croit rêver.
Merci pour ces photos et pour le tableau de calcul courroies.
Cordialement
Gilles
Gilles 21
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fabj
Génératrice couplé sur réseau EDF
Bonjour à tous,
Je suis nouveau sur ce forum et j'ai quelques petites questions !
Un ami dispose d'une source et a construit un bassin d'une capacité de 100 000L. Il souhaite naturellement installé de quoi produire un peu d'électricité (turbine Pelton). D'après mes premiers calculs, environ 4kW pendant 4h par jour l'été et pratiquement 24/24 l'hiver.
Pour simplifier au max l'installation et réduire aussi son coût, je souhaite installer un machine asynchrone triphasée directement couplé au réseau. Démarrage sur le réseau en moteur et ensuite ouverture des vannes pour produire. Cependant, nous souhaitons rester "clean" vis à vis d'EDF et de rien renvoyer sur le réseau. Ceci implique donc de tout consommer et mon idée est la suivante :
1- Installer plusieurs injecteurs sur la turbine Pelton chacun piloté par une vanne motorisée "Tout ou Rien" pour créer plusieurs modes de fonctionnement. Par exemple : 1, 2, 3 et 4kW.
2 - Mesurer la puissance consommé sur le réseau EDF et dés que celle-ci dépasse le premier mode de fonctionnement plus un delta de 200W, ouvrir un injecteur. Par exemple, dés que la puissance consommée sur le réseau EDF dépasse 1200W, on ouvre un injecteur pour produire 1000W. Ainsi on consomme toujours un peu sur le réseau EDF. Dés que le delta mesuré est inférieur à 200W, on referme l'injecteur et on arrête de produire.
Grâce à cette solution, je n'ai besoin d'aucune régulation. Juste un peu de relayage !
Mes questions :
1- Cette solution me paraît un peu trop simple ! Q'en pensez vous ?
2 - Du point de vue légal, doit-on faire des déclarations ou des demandes d'autorisation sachant que rien ne sera renvoyé sur le réseau ?
3 - Que doit-on prévoir en cas de coupure du réseau pour protéger la génératrice et les équipements alimentés au moment de la coupure ?
4 - Connaissez-vous de fournisseur de turbine Pelton ? Je recherche un turbine d'un diamètre de 200mm et je ne trouve pas de fournisseur.
Voila ! Merci d'avance pour vos lumières et à bientôt j'espère !
Fabien
Je suis nouveau sur ce forum et j'ai quelques petites questions !
Un ami dispose d'une source et a construit un bassin d'une capacité de 100 000L. Il souhaite naturellement installé de quoi produire un peu d'électricité (turbine Pelton). D'après mes premiers calculs, environ 4kW pendant 4h par jour l'été et pratiquement 24/24 l'hiver.
Pour simplifier au max l'installation et réduire aussi son coût, je souhaite installer un machine asynchrone triphasée directement couplé au réseau. Démarrage sur le réseau en moteur et ensuite ouverture des vannes pour produire. Cependant, nous souhaitons rester "clean" vis à vis d'EDF et de rien renvoyer sur le réseau. Ceci implique donc de tout consommer et mon idée est la suivante :
1- Installer plusieurs injecteurs sur la turbine Pelton chacun piloté par une vanne motorisée "Tout ou Rien" pour créer plusieurs modes de fonctionnement. Par exemple : 1, 2, 3 et 4kW.
2 - Mesurer la puissance consommé sur le réseau EDF et dés que celle-ci dépasse le premier mode de fonctionnement plus un delta de 200W, ouvrir un injecteur. Par exemple, dés que la puissance consommée sur le réseau EDF dépasse 1200W, on ouvre un injecteur pour produire 1000W. Ainsi on consomme toujours un peu sur le réseau EDF. Dés que le delta mesuré est inférieur à 200W, on referme l'injecteur et on arrête de produire.
Grâce à cette solution, je n'ai besoin d'aucune régulation. Juste un peu de relayage !
Mes questions :
1- Cette solution me paraît un peu trop simple ! Q'en pensez vous ?
2 - Du point de vue légal, doit-on faire des déclarations ou des demandes d'autorisation sachant que rien ne sera renvoyé sur le réseau ?
3 - Que doit-on prévoir en cas de coupure du réseau pour protéger la génératrice et les équipements alimentés au moment de la coupure ?
4 - Connaissez-vous de fournisseur de turbine Pelton ? Je recherche un turbine d'un diamètre de 200mm et je ne trouve pas de fournisseur.
Voila ! Merci d'avance pour vos lumières et à bientôt j'espère !
Fabien
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Ticapix
Re: Génératrice couplé sur réseau EDF
Bonsoir et Bienvenue,
Ne rien renvoyer sur le réseau c'est vite dit ( cf d'autres post sur ce sujet dans le forum)
Pour la turbine quel débit et quelle chute ?
Bonne soirée
Ne rien renvoyer sur le réseau c'est vite dit ( cf d'autres post sur ce sujet dans le forum)
Pour la turbine quel débit et quelle chute ?
Bonne soirée
-
Admin
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- Inscription : 01 avr. 2010, 20:54
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Re: Génératrice couplé sur réseau EDF
Bonjour,
si tout se déroule selon vos plans, et que vous n'injectez en aucun cas du courant sur le secteur, je pense qu'il n'y a pas de déclaration à effectuer, ni d'autorisation à demander : vous ne faites que brancher un moteur asynchrone sur votre installation.
J'ai vu tourner sur un chantier un ancien concasseur à démarrage manuel par coupleur étoile/triangle, avec un volant d'inertie sous lequel je n'aurais pas voulu me coincer un doigt : cette machine mettait bien 1/2 heure à s'arrêter complètement après coupure du courant (que ce soit sur une ouverture du commutateur manuel ou sur coupure réseau avec commutateur manuel fermé) ! elle était connectée sans aucune autorisation spéciale ...
Je ne sais même pas s'il existe un document officiel légal qui précise ce que l'on a le droit de brancher ou pas sur son installation domestique, hors la NFC 15-100.
L'idée de ne pas injecter sur le réseau a déjà été abordée à plusieurs endroits du forum : faites une recherche avec le mot clé inject* par exemple.
Votre solution n'est pas trop simple : il faudra quand même jongler avec quelques électrovannes et des injecteurs, mesurer la puissance active consommée après compteur (si possible sans mesurer en même temps la puissance réactive), prévoir des temporisations, etc..
Si vous n'ajoutez pas une ribambelle de condensateurs, votre moteur asynchrone n'aura comme apport de réactif que le réseau, et il s'arrêtera automatiquement de produire du courant en cas de coupure secteur : la maison sera sans courant, votre turbine ne sera plus chargée et s'emballera.
Pour ceux qui ne me croient pas, vous faites cette manipulation très simple : vous prenez une machine à forte inertie et moteur triphasé 400V, genre scie à ruban, et vous branchez directement entre deux phases du moteur 2 ampoules en série (pour faire à peu près 400 V avec 2 fois 220 V). Vous mettez la scie en marche, les ampoules s'allument, normal. Vous coupez le contacteur, les ampoules s'éteignent aussitôt, alors que la scie continue à tourner en ralentissant jusqu'à l'arrêt : un moteur asynchrone seul ne peut pas produire de courant quand il tourne (ou alors des bricoles, quelques Volt, suite à des miettes d'aimantation qui traînent à droite à gauche).
Prévoyez la turbine et le moteur pour qu'ils supportent l'emballement, et éventuellement une coupure des injecteurs ou d'une vanne papillon par un contrepoids avec manque de courant ou autre (attention au coup de bélier)
Vous n'avez pas besoin de trouver un équilibre parfait production / consommation, il suffit de toujours plus consommer que produire.
Si vous voulez une sécurité de plus, vous ajoutez entre votre moteur et le réseau un contacteur dont la bobine est alimentée par le réseau, via un contact de maintien et un contact par bouton poussoir : dès coupure du réseau (et comme le moteur ne peut pas produire seul), le contacteur s'ouvre, et votre installation est isolée.
Pour réenclencher l'ensemble au retour réseau, "ahh que il faut enfoncer le buton pussoir" ! C'est un coffret de démarrage qu'on peut d'ailleurs acheter tout fait, et qui apporte toute sécurité sur les machines outils notamment.
Vous trouverez des fournisseurs de petites turbines Kaplan sur Leboncoin et dans la rubrique "Fournisseurs, intervenants, associations, passionnés" ici :
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f=5&t=81
Si jamais vous dénichez d'autres fournisseurs, merci de bien vouloir l'indiquer, afin que je complète cette liste.
Encore un point : normalement, dans quelques années, tous les compteurs électriques ERDF auront été remplacés par des compteurs Linky : vous pourrez alors vérifier si votre système fonctionne ! En effet, ces nouveaux compteurs seront tout à fait capables de détecter une injection de courant illégale, de la signaler, et en retour le fournisseur d'énergie pourra à distance déclencher votre disjoncteur : c'est pas beau le progrès ?
Cordialement
dB-)
si tout se déroule selon vos plans, et que vous n'injectez en aucun cas du courant sur le secteur, je pense qu'il n'y a pas de déclaration à effectuer, ni d'autorisation à demander : vous ne faites que brancher un moteur asynchrone sur votre installation.
J'ai vu tourner sur un chantier un ancien concasseur à démarrage manuel par coupleur étoile/triangle, avec un volant d'inertie sous lequel je n'aurais pas voulu me coincer un doigt : cette machine mettait bien 1/2 heure à s'arrêter complètement après coupure du courant (que ce soit sur une ouverture du commutateur manuel ou sur coupure réseau avec commutateur manuel fermé) ! elle était connectée sans aucune autorisation spéciale ...
Je ne sais même pas s'il existe un document officiel légal qui précise ce que l'on a le droit de brancher ou pas sur son installation domestique, hors la NFC 15-100.
L'idée de ne pas injecter sur le réseau a déjà été abordée à plusieurs endroits du forum : faites une recherche avec le mot clé inject* par exemple.
Votre solution n'est pas trop simple : il faudra quand même jongler avec quelques électrovannes et des injecteurs, mesurer la puissance active consommée après compteur (si possible sans mesurer en même temps la puissance réactive), prévoir des temporisations, etc..
Si vous n'ajoutez pas une ribambelle de condensateurs, votre moteur asynchrone n'aura comme apport de réactif que le réseau, et il s'arrêtera automatiquement de produire du courant en cas de coupure secteur : la maison sera sans courant, votre turbine ne sera plus chargée et s'emballera.
Pour ceux qui ne me croient pas, vous faites cette manipulation très simple : vous prenez une machine à forte inertie et moteur triphasé 400V, genre scie à ruban, et vous branchez directement entre deux phases du moteur 2 ampoules en série (pour faire à peu près 400 V avec 2 fois 220 V). Vous mettez la scie en marche, les ampoules s'allument, normal. Vous coupez le contacteur, les ampoules s'éteignent aussitôt, alors que la scie continue à tourner en ralentissant jusqu'à l'arrêt : un moteur asynchrone seul ne peut pas produire de courant quand il tourne (ou alors des bricoles, quelques Volt, suite à des miettes d'aimantation qui traînent à droite à gauche).
Prévoyez la turbine et le moteur pour qu'ils supportent l'emballement, et éventuellement une coupure des injecteurs ou d'une vanne papillon par un contrepoids avec manque de courant ou autre (attention au coup de bélier)
Vous n'avez pas besoin de trouver un équilibre parfait production / consommation, il suffit de toujours plus consommer que produire.
Si vous voulez une sécurité de plus, vous ajoutez entre votre moteur et le réseau un contacteur dont la bobine est alimentée par le réseau, via un contact de maintien et un contact par bouton poussoir : dès coupure du réseau (et comme le moteur ne peut pas produire seul), le contacteur s'ouvre, et votre installation est isolée.
Pour réenclencher l'ensemble au retour réseau, "ahh que il faut enfoncer le buton pussoir" ! C'est un coffret de démarrage qu'on peut d'ailleurs acheter tout fait, et qui apporte toute sécurité sur les machines outils notamment.
Vous trouverez des fournisseurs de petites turbines Kaplan sur Leboncoin et dans la rubrique "Fournisseurs, intervenants, associations, passionnés" ici :
http://dbhsarl.eu/forum/viewtopic.php?f=5&t=81
Si jamais vous dénichez d'autres fournisseurs, merci de bien vouloir l'indiquer, afin que je complète cette liste.
Encore un point : normalement, dans quelques années, tous les compteurs électriques ERDF auront été remplacés par des compteurs Linky : vous pourrez alors vérifier si votre système fonctionne ! En effet, ces nouveaux compteurs seront tout à fait capables de détecter une injection de courant illégale, de la signaler, et en retour le fournisseur d'énergie pourra à distance déclencher votre disjoncteur : c'est pas beau le progrès ?
Cordialement
dB-)
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
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hydro-grouss
Re: Génératrice couplé sur réseau EDF
Bonjour,
De mon coté, je crois qu'il est interdit de vous couplé au réseau avec un moyen de protection quel qu'il soit sans autorisation car en cas de défaut sur votre machine qui peut injecter du courant sur le réseau, vous mettez le réseau en danger (cour circuit etc...) mais je suis pratiquement sur que vous ne pouvez malheureusement pas faire ca!
Car votre courant produit ne sera jamais parfaitement égal à votre consommation.
Le mieux d'en tout ça et de fonctionner en réseau autonome (coupé du réseau ERDF) mais garder l'abonnement EDF pour pouvoir en cas de non production avoir de l'électricité dans la maison.
Pour produire en réseau autonome, soit il vous faut consommer tout ce que vous produisez, soit vous devez réguler, avec de l'électronique de puissance ou autre. Car si ce n'est pas le cas vous aller faire varier votre fréquence et ce n'est pas très bon pour certains appareils électriques.
J'ai été confronté à un problème comme ca. Une personne disposée d'une turbine (14kW) , partie mécanique en bonne état, mais pas de machine électrique. Nous lui avons installé une alternateur à excitation auto régulé de chez leroy somer, puis une petite armoire. Il s'en servira surtout pour son chauffage, et lorsque on allume ou éteint un appareil, il faut venir à la turbine afin de réduire ou augmenter le débit pour rétablir la fréquence (50Hz), c'est l'inconvénient du réseau isolé.
De mon coté, je crois qu'il est interdit de vous couplé au réseau avec un moyen de protection quel qu'il soit sans autorisation car en cas de défaut sur votre machine qui peut injecter du courant sur le réseau, vous mettez le réseau en danger (cour circuit etc...) mais je suis pratiquement sur que vous ne pouvez malheureusement pas faire ca!
Car votre courant produit ne sera jamais parfaitement égal à votre consommation.
Le mieux d'en tout ça et de fonctionner en réseau autonome (coupé du réseau ERDF) mais garder l'abonnement EDF pour pouvoir en cas de non production avoir de l'électricité dans la maison.
Pour produire en réseau autonome, soit il vous faut consommer tout ce que vous produisez, soit vous devez réguler, avec de l'électronique de puissance ou autre. Car si ce n'est pas le cas vous aller faire varier votre fréquence et ce n'est pas très bon pour certains appareils électriques.
J'ai été confronté à un problème comme ca. Une personne disposée d'une turbine (14kW) , partie mécanique en bonne état, mais pas de machine électrique. Nous lui avons installé une alternateur à excitation auto régulé de chez leroy somer, puis une petite armoire. Il s'en servira surtout pour son chauffage, et lorsque on allume ou éteint un appareil, il faut venir à la turbine afin de réduire ou augmenter le débit pour rétablir la fréquence (50Hz), c'est l'inconvénient du réseau isolé.
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HGT
Re: Génératrice couplé sur réseau EDF
Je suis entièrement d'accord avec hydro-grouss il vous est interdit d'être accouple au réseau sans aucune protection homologuée par edf ou erdf, parfois en cherchant la simplicité on crée des usines à gaz encore plus compliquées.