Mini-eoles : Auto construction.

Des organisations sérieuses, des "spécialistes" affirment avec véhémence qu'il est risqué de se lancer dans l'auto construction d` une petite éolienne ou l'auto installation d'une petite éolienne commerciale. Ils ont peut-être raison pour ceux et celles qui ne savent pas par quel bout tenir un tournevis ou, qui ont les mains pleines de pouces !....
Pourtant, des milliers d'installations dans le monde sont le fruit de "bricoleurs du dimanche" qui arrivent contre vents et marées a produire leur énergie d'appoint, aussi faible soit 'elle. Pour mémoire :
Solaire air ou eau ou géothermie pour chauffer ou climatiser. Solaire photovoltaïque bien que plus dispendieux ! Mini éoliennes ou mini centrales hydrauliques pour produire de l'électricité. Dans le cas de l' éolienne d'amateur auto construite, celle-ci fait appel à divers corps de métiers que rares sont ceux et celles peuvent maîtriser totalement sans aide extérieure.
Cependant, l'ingéniosité et le fameux Système " D " est l'héritage des anciens, ceux qui ont tracé notre chemin.
Sans ces pionniers qui, souvent seuls, ont défié la science dite officielle, nous en serions encore à rêver de la Lune !
Il n'est pas question dans les lignes qui suivent de proposer des recettes miracles. Il est seulement question d'apporter un peu de lumière sur ce qui est techniquement réalisable en auto construction avec un minimum de moyens et de finances ou, auto installation .
Les quelques informations et exemples présentés dans nos pages vont peut-être vous convaincre. Cependant, rappelons que :

L'autonomie absolue en terme d'énergie est un mythe. Pourtant... l 'autonomie d'appoint est parfaitement réalisable. A vous de juger.

Le site de Moulinette est financé par les fonds personnels de l`auteur. Aucune affiliation a un ou des sites commerciaux.

Garantie. Il est distribué tel quel sans aucunes garanties de résultats de l`utilisateur auto constructeur ou auto installateur éventuel.

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MERCI de visiter les pages de Moulinette. Bonne lecture.

AUTO CONSTRUCTION ou ACHETER TOUT FAIT ???

A NOTRE Époque ou nous trouvons de plus en plus de petites éoliennes commerciales sur le marché, a prix, dimensions et performances très variables, est`il justifié de construire sa propre éolienne avec les moyens du bord ???.
Cela demande réflexions au vu de vos nombreux messages concernant notre opinion sur l`achat d`une de ces unités commerciales souvent [séduisantes sur le papier] (!!!...) ou fréquemment vous nous demandez si la marque X est supérieure a la marque Y.
Tel que dit et répété dans nos pages, notre but n`est pas de vous diriger vers une unité commerciale spécifique. Vos besoins en énergie, moyens locaux, législations et SURTOUT finances sont trop variables.
VOTRE choix, si vous vous dirigez vers une unité commerciale prête a être installée et servir, c`est VOUS qui le faites.
Par contre, si vous êtes bon bricoleur, que le temps n`est qu`un facteur négligeable, ou que vos finances sont un peu plus limitées que celles votre voisin mieux nanti en compte bancaire, LA solution est de tenter le coup en construisant vous même. C`est le but de nos pages. Voir : Ma premiere eolienne. Pour vos débuts.
Les exemples de dizaines de copains comme vous, qui ont su, souvent avec des moyens modestes, réaliser une installation éolienne vraiment productive suivant leurs besoins ou la viabilité de leur site respectif. Voir : Réalisations.

Avant d'envisager l'achat ou l`auto construction d'une éolienne à rotation rapide à axe horizontal bi-pales, ou tri-pales ou Darrieus à axe vertical, voire, un système Savonius axe vertical construit avec des demi sections de barils en métal ou en fibre, ou d'un moulin à vent pour pomper l'eau, eolienne de pompage il est bon au préalable de définir ses objectifs.
Si c'est simplement pour le plaisir de voire tourner quelque chose au bout d'un mât ou d' une tour, n'importe quoi fera l'affaire, depuis la girouette animée, à l'avion miniature ou le canard qui bouge ses ailes !

Si vos besoins réels sont nettement établis, un choix doit se faire dès le début. Il vous faut :
Connaître : Vos limites financières et les moyens pour y arriver
Situer : L 'emplacement de votre future installation
Envisager : Les nuisances possibles avec des voisins quelquefois peu coopératifs ou peu compréhensifs.
Vérifier : Les lois locales. Demander une autorisation au besoin. (généralement pas d`autorisation a demander si l`installation est inférieure a 12 mètres de haut)
S'assurer : D'un dégagement si possible de 50 mètres minimum sur 360 degrés autour de votre projet, et, de 3 mètres au minimum au dessus de tout obstacle majeur, maisons, arbres, collines .....
Un mât ou une tour de 6 à 12 mètres passe en général au dessus du toit des maisons et de la cime des arbres et résout aisément ce problème.
Vos buts : L'éclairage permanent ou de secours. Le chauffage de l'eau ? Charger des batteries ? Le pompage de l'eau ? Pourquoi pas la somme de tous ces besoins si nécessaire, bien entendu si vous avez la puissance installée disponible de bonnes finances et un vent coopératif. On peut être optimiste!
Estimer : Vos besoins en énergie ( Watts réserve ou kilowatts / jour/ semaine / mois / année ). Vos besoins en litres d'eau pompés quotidiennement, etc.
Évaluer : Le potentiel réservé pour les jours SANS vent. Une réserve batteries ou eau d`au moins trois jours est un pré requis si vous utilisez des batteries ou réservoirs.
Aides : Il n'est pas recommandé de travailler seul. Un ami, un voisin qui aurait la même passion. Pourquoi pas le beau-frère si haïssable en d'autres circonstances !
Mesurer : La vitesse moyenne annuelle des vents dans votre secteur. Ne pas espérer de miracles si cette moyenne annuelle est en dessous de 15 km/h (9,5 miles/h) par an. .
Vous pouvez vérifier la vélocité des vents, moyenne, optimum, en consultant la tour de contrôle de l'aéroport le plus près de votre région ou en consultant les organisations météo nationales ou de votre région.
Ne rêvez pas : D'une totale autonomie sauf si vous avez un gros compte en banque (d'ou possibilité d'une GROSSE éolienne) ainsi qu'un site exceptionnel avec beaucoup de vent.
Soyez : Raisonnable, voire pessimiste, c'est ainsi que l'on obtient les plus belles surprises.
S'informer : Lire beaucoup, expérimenter sur maquettes AVANT de vous lancer dans l'aventure et surtout une dose infinie d'observation du vent dans votre région.
Moyens : Possédez vous un minimum d'habileté manuelle. Un local adéquat si vous envisagez auto construire . Connaissez-vous des professionnels si requis.
Famille : Pas question de sacrifier la quiétude familiale ou sa vie privée si le goût de posséder une éolienne n'est qu'un caprice !
Attendez-vous : A des déboires, et c'est tant mieux car c'est ainsi que l'on apprend à corriger ses erreurs.
Rappelez-vous : Que le vent peut être votre meilleur ami si vous travaillez avec lui. Il peut cependant devenir votre pire ennemi si vous ne respectez pas certaines règles élémentaires.

Infos de base.

La vitesse du vent
Varie considérablement d'un endroit à un autre. Il est nécessaire de mesurer en différents points de votre secteur cette vitesse du vent pour une période donnée. Idéalement un an. En effet, il n'est pas rare de noter des variations importantes sur une distance aussi faible que 10 ou 20 mètres d'un point à un autre d'un endroit envisagé ou déterminé.
La situation géographique de votre futur mât ou tour porteuse peut faire toute la différence.
Vos contrôles peuvent se faire par la méthode de mesure à l'aide d'un anémomètre. Auto construction, inspirez vous d`un plan anémomètre ou Achat, ou location. Les prix varient, négociez !
Par la mesure empirique, il est possible d'estimer la viabilité du site envisagé. Observation de la végétation du site envisagé: Les arbres notamment peuvent vous indiquer la ou les directions principales des vents.
Voyez le dossier Nom d`un vent qui vous indique outre les noms de quelques vents ainsi que données utiles sur les vitesses des vents en fin du dossier.

Hauteur du site
L'axe de l'éolienne doit dépasser au minimum trois mètres tout obstacle, maisons, arbres, collines ...
Dès que le positionnement du site du mât ou de la tour est déterminé, l'on peut estimer une autre valeur qui est celle de la hauteur à laquelle se trouvera l'axe de notre éolienne.
Si par la mesure l'on trouve une vitesse de 5m/s à 10 mètres de haut, il ne sera pas rare de vérifier au même endroit et au même instant mais à une hauteur de 12 mètres une vitesse de 5,5m/s, peut-être plus. La hauteur de 12 mètres est celle généralement acceptée sans autorisation cependant... Il est bon de consulter votre Mairie avant toute installation.

Fréquence et vélocité des vents.
Selon l'exemple précédent : A 5 m/s soit 18km/h la puissance brut est de : 583. (18km/h au cube) A 5,5m/s soit 19,8km/h la puissance brut est de : 776. (19,8 km/h au cube) Voir : [Technique-2007.pdf] pour plus d`infos. Nous venons d'augmenter notre puissance collectée par un facteur de près de 20 % en augmentant la hauteur de notre tour de seulement quelques mètres !
La puissance du vent est une valeur qui fonctionne au cube de sa vitesse, on constate dès lors l'importance de déterminer la hauteur future de l'éolienne.
C'est à l'aide de courbes que l'on peut visualiser ces facteurs par des relevés quotidiens sur une période donnée, ou, en s'aidant de relevés de l'aéroport ou la station météo locale le plus proche, l'on peut ainsi envisager le potentiel du site choisi. Sur l'exemple de relevé du site de l'auteur nous voyons :
En ligne verticale la périodicité en heures (72) et sur la ligne horizontale la vélocité des vents (0 a 65km/h). Nous constatons :
Que les vents de 5 à 35 km/h sont les plus fréquents. Que les vents de vitesse élevée de courte durée sont en réalité des bourrasques de 5 à 28 minutes par occurrence.
Les amis qui sont versés en électronique ou qui connaissent un copain dans ce domaine pourrons fabriquer un système de capture de données qui pourra piloter par exemple le logiciel Excel ou tout logiciel d`acquisition de données.

Vitesse de rotation de l'hélice
Une hélice fine, soignée, bien profilée, avec une surface très lisse, aura un rendement bien meilleurs qu'une hélice grossièrement taillée, profilée plus ou moins régulièrement et dont la surface serait rugueuse..
Il est essentiel de soigner particulièrement les pales d'hélices.
Le rendement global de votre éolienne en dépend : La vitesse de rotation de l'hélice est déterminée par le facteur de rendement qui varie de 4 à 8, voire plus. Cette vitesse de rotation dépend de la vélocité du vent, la circonférence de l'hélice et le rendement de cette hélice ainsi que le type de profil utilisé. Voir le dossier [ Techniques.2007.pdf ] Page 3

Nous utilisons pour tous les exemples un rendement conservateur de 40 % soit un coefficient de calcul de 0,150 (40 % de 0,37 de la loi de Betz)

         Par exemple: Le Wattage (sa production optimale) d`une génératrice CC ou CA s'obtient en multipliant le
         courant fois la tension. 2 ampères sous 12 volts   = 24 Watts.
         Inversement l'on peut connaître le courant : Un appareil de 50 Watts sous 12 volts consommera 4,16 ampères.
         Exemple pratique:
         Un onduleur (convertisseur CC / CA) de 300 Watts de sortie a un rendement d'environ 80 % à sa pleine puissance
       Donc :
         300 Watts sous 80 % de rendement = 375 Watts de demande.. Sous une tension de 12,6 volts (batterie pleine
         charge) le courant sera de 375 Watts divisés par 12,5 volts = 30 ampères environ.
       Lorsque ce petit convertisseur (onduleur) est en état de veille il verra sa consommation passer à  environ 0,250
         ampères / heure. (soit 1 /4 d`ampère).
         Calculez toujours les puissances nécessaires en Watts avec une marge d'au moins 80 % de rendement et
         divisez   par 12 ou 24 volts.... pour obtenir la demande de courant de vos batteries.
         Vous évitez ainsi bien des surprises désagréables !

          Il faut rappeler que le Watt (W) est une puissance Un moteur de 1000 Watts, ,une génératrice de 500 Watts.
          Par contre le Watt / heure (W/h ou W-h) est une énergie. Un moteur de 1 KW consommera en une heure 1000
          Watts durant Une heure (au rendement près).
          Le même moteur fonctionnant que 10 minutes consommera une énergie de166 Watts / heure.  Une machine a laver le linge performante suivant ""Energy Guide" consomme 860 kw/h par an, cela veut dire que cette unité consommera chaque jour 2.356 Watts / heure chaque jour d`utilisation (860 / 365 ).

Voir également le dossier Excel Calcul des fils pour le transport de votre énergie

Nous venons de déterminer quelques paramètres de notre future éolienne. Nous devons déterminer sa dimension. Le tableau suivant va nous aider.

Le tracé en biais nous démontre comment utiliser ce tableau.
Combien produira une éolienne de 2 mètres de diamètre avec un vent de 45 km/h ?
Nous voyons l'indication au centre qui est environ 1 kW (1000 Watts).

Autre exemple :
Supposons que les vents optimums dans votre région sont de 35 km/h.
Vous avez besoin d'une puissance réserve quotidienne de 1 Kilowatt (1000 Watts) et que le vent souffle seulement 5 heures par jour avec cette vélocité mais seulement 1 jour sur trois.
Il nous faut donc combler 2 jours de déficit. Notre éolienne devra donc fournir 3000 watts au cours de ces 5 heures.
En plaçant notre curseur sur 35km/h et 1000 Watts, le tableau nous indique à droite une hélice
d 'environ 3 mètres de diamètre. En considérant un rendement productif de 60 % notre installation produira en réalité environ 3000 Watts au cours de ces 5 heures.
En effet, le vent souffle rarement a une vélocité constante d`ou nécessité d`envisager un coefficient de rendement variant de 40 à 80 % suivant la qualité.de votre installation
Cependant le vent est en général plus ou moins coopératif. Vous aurez bien entendu des vents de 30 km/h, peut être moins, peut être plus, mais en périodes creuses le vent soufflera moins vite.
Des vents variant de 0 à 25 km/h hors pointes. Des bourrasques possibles a 35 km/h et plus, Etc, etc

Souvenez-vous : En dessous de 10 ou 15 km/h votre éolienne selon l`exemple ci-dessus ne produira presque rien !
Par exemple: Vers 25 km/h environ 180 watts, 28 km/h environ 250 Watts ..Etc, etc.

Une hélice peut-être moins grande en diamètre pourrait rendre un service égal.
A vos calculettes !
Ceci nous démontre toute la nécessité de BIEN mesurer les vents sur son futur site AVANT l'achat ou la construction d'une éolienne ou un moulin à vent aptes a produire de l'électricité.

Tableau adapté de document d Environnement Canada

Vitesse du vent		Kw par m²de surface
Km/h	m/s	Kw par m²de surface
5	1,39	0,0004
10	2,78	0,0032
15	4,17	0,0107
20	5,56	0,0254
25	6,94	0,0495
30	8,33	0,0855
40	11,11	0,202
50	13,89	0,397
60	16,66	0,686

Une autre possibilité de calcul rapide :
Connaissant la surface de votre hélice (Pi * R2), le tableau ci-contre nous montre le potentiel
possible en KW par mètres carrés de surfaces suivant une vitesse connue.
Ce tableau est établi en fonction d'un rendement très conservateur de 40 % (coefficient de calcul
0,150). Voir [ Technique.2007.pdf ] et [ Palerotor.pdf ]. et les documents [ Excel ].
Des courbes saisonnières sont également disponibles sur le Web pour presque toutes les régions
du monde. Naviguez ! Ces courbes tiennent compte des variabilités locales. Ainsi, il est reconnu que pour
l'hémisphère nord, d'une manière générale les vents d'été sont nettement plus faibles que les vents d'hiver.
Ceci peut-être un avantage compte tenu que nous utilisons en général plus d'énergie en hiver qu'en été.
Une autre méthode est de calculer les probabilités du pouvoir éolien en utilisant les courbes dites
saisonnières de vents moyens de votre région. Pour rappel : Des courbes sont fréquemment
disponibles sur le Web. Voir aussi votre station ou site météo régional/national ou l`aéroport voisin.

Une autre possibilité est de s'inspirer des performances des éoliennes commerciales. Exemples :

Éolienne commerciale .
Un vent moyen annuel d'environ 20km/h (12 miles/heure) et une hélice de 2 mètres de diamètre devrait pouvoir fournir 80 KW/mois soit environ 2660 Watts / jour.
Avec un vent moyen annuel de seulement 16 km/h (10 miles/heure) la même unité commerciale devrait pouvoir fournir 30 à 40 KW/mois, soit approximativement 1000 à 1100 Watts / jour .

Une construction d'amateur comparable et très soignée, avec un vent moyen annuel de 20km/h (12 miles/heure) devrait voir cette production être de 40 à 60 KW/mois soit environ 1660 Watts / jour.
Dans des conditions d'un vent moyen annuel de seulement 16 km/h, (10 miles/heure) une éolienne d'amateur devrait pouvoir fournir une production vers 15 à 25 KW/mois environ. Donc: de 483 Watts à 806 Watts / jour approximativement suivant la qualité et soins de construction .

Souvenez-vous... Cette capacité dépend essentiellement du soin apporté à sa construction et la viabilité de votre site.
Ces différences sont essentiellement dues aux types de génératrices utilisés par les manufacturiers ainsi que des hélices à hautes performances des constructeurs commerciaux.
Cependant, bien des auto constructeurs arrivent a produire presque l' équivalent de certaines unités commerciales en soignant particulièrement leur "Bébé ! " ou, bénéficiant d'un site particulièrement favorable.

Modèles suggérés.

Nous voici presque au point de démarrage de construction de notre futur engin ou l'achat d'une unité commerciale. Il nous reste quelques point a considérer. Tout d'abord le type d'engin que nous souhaitons construire. Quelques modèles sont suggérés:

Le classique moulin à vent type "Américain". Origine, pompage de l'eau. eolienne de pompage
Il est possible de récupérer d'antiques unités de pompage à relativement peu de frais et de les convertir en aérogénérateurs. Une telle unité de 2 mètres à 2,50mètres de diamètre et un "vieux" générateur CC de 10 à 20 ampères fournira assez d'énergie pour garder vos batteries chargées tout au long de l`année si votre site est favorable. Une poulie de 25 à 40 cm de diamètre entraînera ce générateur CC, antiquité relativement facile a trouver chez les casseurs de voitures ( quelquefois ils s'en débarrassent ne sachant qu'en faire ). L'exemple à droite vous montre une installation de l' ami Menfred qui a converti un ancien moulin de pompage en unité de production électrique de 12 volts aux fins de de recharge de batteries pour un éclairage localisé.
Sur cette installation le générateur est de marque Bosch de 18 ampères NON modifié. Seul le régulateur a été adapté. Bien cette unité produise effectivement, le rendement n'est pas comparable avec une éolienne rapide. Cette unité est visible sur la route 225 a proximité d'Henryville, Québec. Image Gemifi,

Le système SAVONIUS axe vertical
Ce type de moulin à vent est construit en général avec des barils (40 gallons et +, de métal ou fibre coupés en deux ou trois.
Son rendement est modeste cependant   sa construction bien que demandant une structure solide du type portique. Dû à sa faible hauteur au sol, faible vitesse de rotation, une double multiplication s'avère fréquemment nécessaire pour actionner un générateur ou un alternateur. Plusieurs copains bricoleurs ont opté pour la prise de force en périphérie du disque porteur évitant ainsi un système coûteux de poulies.

              Avantage du Savonius:
              Il prend le vent quelque soit sa direction. Son démarrage est automatique.
              Son inconvénient:
              Rendement faible, (environ 15 a 30 % dans les meilleures conditions).
              Hauteur au sol non favorable d'ou prise au vent modeste.

              Ce type moulin à vent vertical fut expérimenté notamment par L' Université de Laval à Québec au cours des années 70.
              Des dizaines d'auto constructeurs dans le monde ont construit ce modèle avec des  moyens et outillage très
              rudimentaires.
              Le rendement d'une telle installation est modeste par rapport aux éoliennes dites a rotation rapides.         .
              Cependant il s'agit ici d'une bonne approche si vous envisagez débuter dans le domaine
              .

Document adapté de "Aérogénérateurs"

Le système DARRIEUS axe vertical
Ce type de moulin à vent bien que prometteur a posé bien des problèmes de structures et roulements pour la majorité des constructeurs industriels ou privés. La majorité des projets furent abandonnés. Pourtant il repose sur un principe aérodynamique simple et efficace. Sa vitesse de rotation relativement stable et son rendement pouvaient en faire un engin d'avenir. La majorité des engins reposant sur ce principe ont été abandonnés.
Des amateurs ont cherché a le perfectionner sans résultats marqués, l`auteur de ce site fut du groupe. Abandon vu la multitude de problèmes . . Image Gemifi, Centre d`expérimentation de Varennes. Hydro-Quebec

Quelques variantes ont été proposées tels le Gyromill.
Le système Gyromill. axe vertical

Ce système est une variante sur plusieurs notes du Darrieus. La photo de gauche nous montre la suite apportée au principe. Les pales peuvent êtres à courbure conventionnelles ou symétriques suivant le principe utilisé.
Une variante possible, les pales sont soit incurvées à l'instar du Darrieus, soit droites, soit en forme de triangle.
Le rendement est sensiblement égal au Darrieus classique. Les mêmes problèmes mécaniques sont reportés.
Lors de gros vents, le bruit de ces engins peut devenir très dérangeant. Peu de Gyromills ont survécus a ce jour.
L` auteur de ces pages avait essayé des pales (mises au rancard) d'hélicoptère Bell G-47 coupées en deux. .
Comme les grandes corporations, ai essuyé les mêmes problèmes de tenue mécanique et structure que le Savonius. Abandon !
Image Gemifi,

La turbine
Voici un procédé qui peut apporter autant de satisfactions que de désillusions. La turbine axiale ou radiale en mode axe vertical ou en mode horizontal est largement utilisée comme ventilateur. En fonction aérogénérateur les rendements sont excessivement variables. Ils dépendent essentiellement de la courbure des aubes et du système de prise au vent. Un manufacturier québécois utilisait sensiblement le même principe. Une turbine avec "cache" sur un tiers empêche les remous de vent arrière et autorise une prise au vent avant plus favorable. axe vertical
En auto construction les résultats généralement sont très modestes. Au même titre que le système Savonius la somme de matériaux et la structure ne justifient pas l'investissement versus le modeste rendement obtenu pour un amateur.
Il faut noter que régulièrement l`on voit apparaître des projets commerciaux ou privés basé sur ce principe. Une société française a récemment présenté son projet comme "innovation" voire, " Invention" (sic !) alors que ce principe remonte dans la nuit des temps. En effet, les première éoliennes a axe vertical (700 ans avant notre ère, en Perse), utilisaient ce principe. Rien de bien neuf avec le dieu Éole ! Il faut reconnaître par ailleurs que ce type d`aérogénérateur exige des vents infiniment plus élevés qu`une éolienne conventionnelle a axe horizontal pour une production énergétique équivalente.

L'éolienne à vitesse rapide.
Est née vers le début des années 1920. Cependant, vers la fin du 19ème siècle et au début du 20ème siècle des précurseurs avaient déjà établi les bases des éoliennes rapides et construit plusieurs unités productives. Voir [ Historique ]
Au début du 20ème siècle, particulièrement après la première guerre mondiale, des hélices d'avions furent utilisées avec un rendement très discutable.
Très vite les courbures des pales furent améliorées et adaptées des courbures des ailes d'avions rapides. La courbe classique CLARK-Y est encore de nos jours très populaire. Simple de fabrication pour l'amateur et efficace en rendement. Le rendement d'une éolienne conventionnelle à vitesse rapide a axe horizontal est de loin supérieur à tout autre système. connu actuellement. Des grandes éoliennes de plusieurs centaines de kilowatts jusqu' ' à la modeste éolienne de 50 watts reposent sur ce principe dont l'un des principaux initiateurs est selon toutes probabilités le Professeur Lacour au Danemark, vers 1890 !
Moulinette et ses Amis collaborateurs ont opté depuis des années pour ce principe, simple et efficace.

Sur l'image de gauche l 'une des réalisations de l`auteur en 2001/2002. Diam 1,86m. 3pales, 275 a 325 watts @ 35 km/h, 500 Watts et plus @ 45 km/h.
Tension commutable 12 ou 24 volts. Alternateur d`origine Leece-Neville modifié de mode triangle en mode étoile, auto-amorçage selon le principe élaboré par Moulinette. Fait remarquable : Cette unité en fin de 2006 n`a nécessité qu`une révision mineure des pales (rotor éolien) sur plus de 4ans de fonction. Voir notre dossier. alternateur auto camion.pdf

Dans les documents : [ Alternateur auto camion-2007.pdf ] et [ Palerotor.pdf ] etc. nous nous attardons à ce système. Cependant l'amateur se dirigera vers le modèle de son choix. Par exemple : Un ancien moulin de pompage peut répondre à certains de vos besoins au même titre qu'un autre choix ou type d`aérogénérateur. Choix QUE...VOUS FAITES.

Les modèles décrits ci-dessous ont tous été expérimentés par des précurseurs plus ou moins géniaux. Certains projets furent voués a l'échec dès le début. D'autres furent abandonnés, manque de financement ou de matériaux insuffisamment solides pour l'époque.

Nous avons survolé l'essentiel de ce que vous devez savoir sur les éoliennes, la situation, le site , le calcul de la puissance, la vitesse de rotation.... Il nous reste a définir le choix de notre fabrique d' électricité.

Il existe un vaste choix d'alternateurs et de générateurs disponibles pour l'auto construction d'une mini éolienne .Les alternateurs modernes d'auto, de camionnettes et de camions sont des éléments fiables. Voir [ alternat auto camion-2007.pdf ].pour adaptations. Ils sont aisément disponibles à relativement peu de frais soit en unité neuve, soit en unité reconditionnée. Dans les deux cas il est nécessaire d'augmenter la vitesse de rotation de l'hélice afin d'atteindre entre 1000 à 2000 tours/minute pour que votre fabrique d'électricité fonctionne avec un rendement acceptable. Cependant, il est techniquement possible de modifier électriquement ces alternateur ou générateurs automobiles / camions afin qu'ils fournissent de l'électricité à plus basse vitesse d'ou, possibilité de connecter l'hélice directement sur son axe et d'éviter ainsi une complication mécanique et pertes inévitables de puissance. Pour vos calculs un dossier [ Excel ] .
Les alternateurs modernes sont efficaces et en général très robustes. Prix accessible et modifications faciles. Contrairement aux générateurs CC, c'est sur le stator que nous pouvons agir, le même principe est utilisé, l 'on change le nombre de spires en doublant ou triplant les spires avec du fil d'un plus petit diamètre. L'on arrive ainsi avec certains générateurs CC ou alternateurs auto modernes a obtenir des unités suffisamment performantes qui produisent avec une vitesse de rotation réduite de deux à trois fois plus basse que l`original et un auto amorçage plus rapide qui est, sommes toutes, le but de notre démarche.. Cette modification il va sans dire se fait au prix d'une production inférieure à une unité NON modifiée.

Les "vieilles" génératrices à courant continu qui équipaient les voitures de nos grands parents avant 1960 sont également une source fiable et peu coûteuse. Ces générateurs sont en général très robustes. Une modification de générateur CC est également accessible pour tout bricoleur habile. L'on modifie en général le nombre de spires du rotor "induit" (partie en rotation). Les nouvelles bobines logées dans les encoches du rotor sont de deux à trois fois plus petites en section, donc, surface, d'ou un diamètre plus faible et plus de spires bobinées donc une vitesse de rotation d'environ deux ou trois fois plus faible que l'original. Voir [ Moteur en generatrices CA & CC.pdf ]

Génératrices a aimants permanents La tendance plus moderne pour les manufacturiers d'éoliennes de petite à moyenne puissance est d'utiliser des génératrices à aimants permanents. Ces engins sont de plus en plus performants au point d'éclipser les alternateurs conventionnels pour des éoliennes de puissance égale ou inférieure à 2000 watts.
Pour l'auto constructeur la dépense d'un alternateur à aimants permanents ne se justifie que pour une installation très performante et budget TRÈS confortable.
En effet ces alternateurs à aimants permanents sont encore beaucoup plus coûteux que les alternateurs conventionnels même au prix de modifications ou de tentatives d'auto construction a l`aide d'aimants plus ou moins performants . Il existe cependant sur le marché d'excellents petits moteurs et génératrices à aimants permanents a coûts accessibles.

Les moteurs a induction CA de 500 watts a plus de 2 kilowatts peuvent également êtres utilisés en alternateurs moyennant certaines modifications.
L`approche la plus simple est d`ajouter de 1 à trois condensateurs type papier ou huile sur les phases et de faire tourner ce moteur a au moins 5 % plus vite que sa fonction moteur.
Par exemple.
Un moteur trois phases 220 Volts 1800 tm d`environ 1,5 kilowatt de puissance en fonction moteur pourra produire en fonction alternateur une puissance d`environ 1000 à 1200 watts en fonction alternateur sous réserve d`une vitesse de rotation d`au moins 1890 a 1900 tm.
Dans un tel cas la valeur des condensateurs par phase sera approximativement de 60 Yf ( microfarads). [ Moteur en generatrices CA & CC.pdf ] en parle

Les régulateurs.
A moins d`installation rudimentaire vous aurez besoin de régulateur électronique pour régulariser les courant / tension provenant de votre machine a fabriquer de l`électricité a l`aide du vent. Ces régulateurs sont essentiels pour charger convenablement vos batteries ou pour régulariser votre alternateur ou génératrice CC. schematheque.pdf

Auto construire
Vous pouvez construire une petite éolienne de faible puissance à l'aide de petits moteurs à courant continu que vous modifierez électriquement ou non. On trouve ces moteurs CC, souvent à aimants permanents, sur quantité d'appareils ménagers ou de distraction ainsi que sur certains gadgets de nos enfants petits ou grands.
Les moteurs CC de nos vieux magnétoscopes, magnétophones, les moteurs pas a pas de nos antiquités d'ordinateurs sont d'excellentes sources pour expérimenter. Les dynamos ou génératrices de petites motos et scooters ainsi que bicyclettes sont une source parmi d'autres. Également les moteurs de ventilateurs de radiateur ou de conditionnement d'air d`un habitacle automobile, etc.. Vous modifierez ou non ces moteurs suivant le rendement obtenu ou, souhaité.

Solutions simples (adaptatives).
Un dossier peut vous aider a trouver une ou des solutions Trucs et astuces. Notre rubrique Questions - Réponses peut peut-être répondre également a vos questions.

AVANT d`embarquer sur un GROS modèle, une recommandation....
En expérimentant sur de petits modèles cela vous permettra de voir comment votre futur engin de GRANDE puissance se comportera.Rien ne vaut une maquette pour cela !

Les hélices.
Moulinette préconise non sans raisons la construction a vos débuts de pales en bois pour des raisons de simplification de mise en œuvre. Cependant vous pouvez
construire vos pales avec différents matériaux, métal, matériaux de synthèse, fibre de verre ou carbone (si vous pouvez vous procurer des fils ou de la toile de
carbone a bas prix ).... Les exemples ne manquent pas.
Il ne faut pas oublier que vos pales sont le moteur de votre future éolienne. Pour vos calculs deux dossiers [ Calculs ] [ Cordes ] . Nous ne pouvons qu`insister sur l`excellence de qualité de votre travail qui influera les futures performances de votre machine a fabriquer de l`électricité au fil du vent.. Voir [Palerotor.pdf ]

Les mâts ou tours porteuses.
NON ! n`installez pas votre éolienne sur le toit de votre chaumière, en effet, les vibrations mécaniques toujours possibles ou les vibration acoustiques générées peuvent êtres transmises à la structure de votre maison et peut-être faire bien des dégâts !. Votre tranquillité et la quiétude de votre maisonnée risquent d`en souffrir. Il est regrettable de noter que "certaines organisations " vous encouragent contre toute logique a installer votre éolienne sur le toit de votre maison !!!. Moulinette et ses Amis collaborateurs vous recommandent :
Installez votre future éolienne sur une structure éloignée le plus possible de votre demeure. Une distance d`environ 10 mètres (33 pieds) est un bon compromis.
Choisissez par exemple une tour treillis type Radio Amateur ou tour pour antenne de télévision. Une autre approche sont les vieux poteaux de lampadaires en acier ou aluminium épais. La section peut-être circulaire, carrée, hexagonale. La hauteur minimale sera d`au moins 6 mètres, idéalement 10 mètres et plus.
A noter :
Certaines législations, suivant les régions ou pays, limitent la hauteur Max d`une installation privée a 12 mètres. A ce propos, nous vous recommandons de vous renseigner auprès de votre municipalité Avant d`envisager toute installation.
Vos mâts ou tours seront dûment haubanés a l`aide de câbles acier idéalement type aviation d`un calibre minimal de 5mm. Vous pouvez envisager également un système de pivot a la base pour tout travail ou installation (image de droite) . En effet, il est préférable et plus sécuritaire de travailler au sol que de le faire en altitude !!! Un simple système de treuil type marine par exemple peut élever votre tour avec un minimum de travail.
Les câbles haubans primaires seront fixés le près possible du sommet de votre tour ou mât sans interférer avec les hélices, les câbles secondaires au tiers.de la hauteur.

Une éolienne petite ou grande ne fonctionnera, suivant les régions, que seulement de 20 a 40 % du temps , rarement plus. Cela veut dire que dans une période de 24 heures elle ne produira que 4 a 9 heures dans d`excellentes conditions de vents. Par ailleurs il arrive fréquemment que nous avons des périodes SANS vent pour un, deux jours... et plus

L`auto constructeur devra s`assurer d`une réserve batteries d`un minimum de trois jours . [ Batteries.pdf ].

Une éolienne petite ou grande a une particularité de puissance optimale qui lui est propre. Par exemple:
Une unité commerciale A de 500 watts verra sa production optimale avec un vent de 45 km/h. (12,5 m/s)
Une unité commerciale B de 500 watts plus performante verra sa production optimale vers seulement 40k/h. (11 m/s) Donc,...
L`intérêt dans le choix d`une unité commerciale (pour ceux et celles qui choisissent cette option) est de vérifier attentivement les spécifications annoncées par les manufacturiers.

Si le prix a une influence sur votre choix, les caractéristiques et garanties de produit sont bien plus importantes.

Quelques Euros, Francs ou Dollars de plus peuvent faire toute la différence entre un engin banal et un engin vraiment performant. Ne vous laissez pas séduire par les pubs tapageuses !

L`auto constructeur se dirigera si possible vers une optimisation de son futur engin avec une production optimale si possible vers 36 km/h, (10 m/s) qui est la vélocité "haute" que nous retrouvons sur la majorité des endroits venteux continentaux (sites) . En effet, les manufacturiers optent pour une production optimale de 45 km/h soit 12,5 m/s pour des raisons de mise en marché plus attrayants (!...) alors que ces vents sont infiniment plus rares sauf en hiver OU, en certaines régions particulièrement favorisées,
Des centaines de régions dans le monde sont favorables a l`implantation d`une éolienne, petite ou grande. Vérifiez avec la station météo ou l`aéroport de votre région.
La génératrice CC (courant continu) ou CA (courant alternatif) devra accepter une surcharge de production lors de vents particulièrement violents. En effet, plusieurs manufacturiers ne laissent que très peu de marges de manœuvres pour leurs génératrices, elles sont " trop " souvent limitées a quelques % près a la production optimale sans aucune possibilité de dépassement. Cela a pour effet soit que la génératrice surchauffe lors de vents violents ou entre en court circuit, soit que les systèmes de régulations, si installés, ne tiennent pas le coup et vous lâchent au moment même ou vous pouvez extraire un surplus d`énergie.
L`auto constructeur devra s`assurer que la génératrice CC ou CA qu`il installe est apte a subir sans dommages un surplus de production. Une marge de 25 % est un pré requis.
L`implantation devra être choisie avec soins. Votre tour sera dûment haubanée avec des câbles solides et des attaches au sol bien ancrées.
Matériaux. L`acier ou l`aluminium épais pour les structures. Du bois de qualité ou des résines résistantes et fibres de verre ou carbone pour le groupe rotor éolien.
Législations. Nous faisons face a certaines réticences au sujet de l`implantation de petites ou grandes unités éoliennes. Il existe, HÉLAS ( !...) des groupes de pression pour limiter Vos droits.
"" ces engins détériorent le paysage... j`ai lu que ces moulins a vent (!..) tuaient des centaines d`oiseaux (!!...). c`est laid et bruyant (!!!...) ILS (les fous du vent) n`ont PAS le droit de.... Etc, etc. """ Ne vous lassez pas impressionner si vous êtes certains de Vos Droits.

A moins de législation ANTÉRIEURE a votre demande, une municipalité ne peut en principe vous interdire l`installation de votre éolienne SI bien entendu vous respectez les lois et bien entendu si vous avez une surface de terrain suffisamment grande pour votre installation sécuritaire et surtout SANS NUIRE a vos voisins.
Assurez vous que vous respectez les lois et avez les autorisations requises AVANT de vous engager dans l`installation de votre future usine a fabriquer de l`électricité ou, pompage. Sachez que d`une manière générale votre installation ne devra pas dépasser 12 mètres de hauteur a moins de permis spécifique.

"Comment m'y prendre pour construire mon éolienne sans défoncer mon budget et sans nuire a ma famille ".

Votre budget, il peut être minime, ou confortable. C'est vous qui connaissez jusqu'ou vous pouvez aller en termes financiers. Tel que dit plus haut, ne brisez pas l'harmonie familiale si précieuse et assurez vous auprès de vos voisins de la compréhension, voire, une excellente collaboration.

"Par ou commencer ?" Voici une question encore une fois qui dépend de Vous. Si vous êtes habile dans le façonnage du bois, laissez tomber la fabrication de vos pales (hélices) pour plus tard. Cela s'applique également à la mécanique, si vous êtes plus habile dans le travail des métaux, laissez cet aspect pour plus tard.
En fait,... vous entamerez votre travail avec l'aspect qui vous semble le plus difficile de vos aptitudes manuelles ou outillage.

La nacelle. La nacelle est le bloc qui va supporter tous les mécanismes de votre éolienne. Le plateau principal sera constitué de support en tubes carrés ou cornières d'acier ou, de plaques d'aluminium épais. Vous pouvez également utiliser une plaque d'acier sur laquelle les éléments seront fixés. Voir quelques solutions simples [Ma premiere eolienne]
Si vous envisagez une éolienne de dimension modeste, vous opterez de préférence pour la prise directe du générateur CC ou de l'alternateur, unités modifiées électriquement.
Par contre si vous utilisez un alternateur ou génératrice NON modifié, vous devez envisager une multiplication mécanique. Un rapport de vitesse de 1 à 3 s'avère en général satisfaisant pour une unité modeste.

L'hélice. Au risque de nous répéter... L' hélice est la partie la plus critique de votre éolienne. De la qualité et du soins de sa construction dépendent les performances futures.
Le bois est certainement le matériau le plus facile a travailler. Vous choisirez de préférence un bois solide Et léger tel que le cèdre.
D'autres essences sont utilisables. Le pin de l'ouest pour l' Amérique du Nord et le Sitka. Le pin des Landes ou le sapin du Jura pour l'Europe. Le frêne, le hêtre bien que plus lourds sont utilisables . Pour les régions tropicales plusieurs essences locales sont utilisables.
En toutes circonstances évitez les bois lourds et massifs. Le bois doit être sec, max. 20 % d'humidité. Les fibres sont droites et SANS noeuds.
N'hésitez pas a dépenser quelques Francs, Euros ou Dollars de plus afin d'obtenir une ou plusieurs planches parfaites dressées sur les quatre faces.
Les pales aluminium ou en fibres de synthèse, fibres de verre, de carbone etc... sont aussi possibles si vous avez l`expertise dans le travail de ces matériaux

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