Sommaire
Démarche et expérimentation
Comme il n’existe aucune génératrice électrique spécifique à l’utilisation de pico turbine hydroélectrique, il s’agit de trouver le meilleur compromis entre ce qui existe sur le marché et d’en détourner l’utilisation.
caractéristique de la génératrice électrique
Le choix de la génératrice électrique sera déterminé en fonction des caractéristiques suivantes :
- La puissance électrique de la génératrice.
- La tension générée par la génératrice.
- Le type de courant : un courant continu demandera des sections de câbles plus importantes, induisant potentiellement de fortes pertes de charges si la turbine est éloignée du parc de batteries. L’utilisation d’un courant triphasé permettra d’éloigner la turbine des batteries en minimisant les pertes mais nécessitera l’installation d’un pont de diodes afin de redresser le courant avant l’étape de régulation de la charge.
- Les plages de vitesse de rotation : la génératrice doit accepter une large fourchette de vitesse de rotation d’un ratio de 2. (entre vitesse de rotation nominale et vitesse de rotation à vide) à moins d’utiliser un régulateur de charge ayant pour fonctionnalité un mode de dérivation de la charge.
- Le couple demandé.
Pourquoi j’ai choisi un moteur de machine à laver ?
Moteur électrique de marque Polymotor
Après différents essais (voir les tests d’alternateur ci-dessous), mon choix s’est arrêté sur un moteur électrique (de marque POLYMOTOR), qui équipait les machines à laver de marque Whirlpool (Philips ou Radiola). Ce moteur est équipé de 2 aimants en lieu et place du stator. Le rotor, d’un diamètre de 62 mm possèdent 22 pôles. Le diamètre du collecteur est de 38 mm.
Voici ce qu’on peut lire sur la plaque constructeur :
- 22 V – 5 Amp – 75 W – 800 t/mn – 85%
- 200 V – 1.8 Amp – 200 W – 10 500 t/mn -15%
Lors de l’utilisation de ce moteur en tant que génératrice, la tension mesurée augmente proportionnellement à la vitesse de rotation jusqu’à ce qu’elle rencontre la tension de service du régulateur. A ce stade, la tension se stabilise et le régulateur absorbe l’ excès de tension comme une charge.
Robuste. Plage de vitesse de rotation variée. Pas cher (récupération). Pas d’alimentation (excitation) à prévoir.
Balais donc usure. Courant continu donc section de câble plus importante à prévoir si la turbine est éloignée des batteries.
Puissance mesurée avec la turbine : 125 Watts.
Mes tests d’alternateurs
Aternateur de voiture modifiée (aimant permanent)
Ces alternateurs sont des alternateurs de voiture mais ils ne possèdent plus de balais, le rotor est équipé d’aimants permanents qui assurent l’induction au stator. A la différence des alternateurs classiques aux rotors bobinés (electro-aimants), la tension ne peut pas être régulée car elle est uniquement proportionnelle à la vitesse de rotation. A vide (sans charge connectée), ces alternateurs n’offre aucune restriction, peu importe la vitesse de rotation (hormis celle des roulements). Concernant le couple de démarrage, Il faut noter que les génératrices à aimants permanents sont plus difficiles à démarrer car elles ont la caractéristique de toujours produire la même densité de flux magnétique, indépendamment de leur vitesse de rotation. Au démarrage, la résistance au mouvement est donc importante, même avec une petite charge connectée.
J’ai essayé un alternateur à aimants permanents de la marque WindbluePower provenant d’une petite éolienne, le DC-540. Cet alternateur n’a jamais voulu démarrer. A posteriori, et avec sa courbe de puissance en main, on comprends mieux pourquoi : cet alternateur est conçu pour exploiter les basses vitesses de rotation (12 V à 130 tr/min.). La turbine donnant le meilleur de son potentiel au environ de 2300 tr/min et mon parc de batteries étant sous 24 V, on comprends que cela ne pouvait pas fonctionner, à moins d’utiliser un système réducteur (1/8) entre la poulie menante (roue Pelton) et la poulie menée (génératrice).
La courbe de puissance présentée ci-contre est celle de l’alternateur DC-540. La tension à été mesurée circuit ouvert, l’intensité circuit fermé.
Site web constructeur : Windbluepower
Robuste. Aimant permanent (pas d’usure des « balais »). Sortie triphasé rendant possible le transport de l’électricité sur de plus grande distance tout en utilisant des sections fils électriques restreintes.
Le démarrage du DC-540 nécessite un couple important.
Impossible à entraîner, clairement surdimensionné (modèle DC
Alternateur de voiture classique (balais + induction)
Caractéristiques
C’est le type d’alternateur qui équipe nos automobiles. Son rôle est de recharger la batterie du véhicule et de fournir l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement du moteur et des autres équipements électriques (éclairages, chauffage, climatisation, etc).
Si de prime abord ce type d’alternateur semble être adapté à notre usage, il s’avère difficile à mettre en oeuvre dans la réalité.
Dans un alternateur de voiture, le rotor est un électroaimant qui doit être alimenté en courant continu pour induire au stator du courant alternatif. Pour simplifié, on dira que ce type d’alternateur a besoin d’être alimenté électriquement pour produire de l’électricité.
Un alternateur de voiture classique produit un courant alternatif triphasé. Le redressement en courant continu est assuré par des ponts de diodes et un régulateur permet de gérer la production électrique suivant la demande à l’aide d’une diode Zener et de transistors.
Robuste. Bon marché. Tension ajustable
Besoin d’un courant induit pour produire (une source d’électricité). Complexité du à la tension ajustable (électronique). Doit être modifié pour fonctionner en tant que génératrice. Balais donc usure.
Alternateur Evolué (type « marine »)
L’alternateur de facture « Leece-neville » (USA), modèle 51 A, aurait pu correspondre à mes besoins. La puissance, et surtout le couple semblait adapté : 30 A – 2,04 N/m – 2000 tr/min. (voir la courbe de puissance de l’alternateur Leece-neville)
J’ai commandé cet alternateur par le biais de la société productrice mais après 2 mois d’attente, j’ai reçu un alternateur qui n’était pas conforme à celui que j’avais commandé, ou la documentation sur le site internet du revendeur était erronée. L’alternateur n’était en rien auto-excité et sa tension aucunement ajustable. J’ai renvoyé le matériel à l’expéditeur qui m’a péniblement remboursé. L’auto-excitation est désigné par le mot « SELF » sur les doc Leece-Neville. A contrario, la désignation « IGN » exprime une excitation à l’allumage (ignition).
Robuste.
Cher. Besoin d’un courant induit pour produire. Balais donc usure.
C’est au tout début de l’aventure que j’ai fais le choix de cet alternateur. Avec l’expérience, il s’avère que lui aussi était totalement surdimensionné. A l’époque, je n’avais pas pris en compte les pertes de charge et, fort des 60 mètres de hauteur de chute (brute …), je misais sur 400 Watts en appliquant un rendement global de 0,7. Sous 12 V, cela faisait 34 A. C’était jouable sur le papier mais complètement improbable dans la réalité.
Autres choix possibles
Windstream
Cela pourrait être une marque de générateur intéressante à tester. Les couples de démarrage sont très bas et les puissances annoncées pourraient correspondre à ce que la turbine est en théorie capable de produire.Modèle # 443902 :
bjr. vous semblez être spécialiste dans le domaine des turbines. et un conseil serai le bienvenu. . j’envisage d’installer des panneaux photovoltaïques sur mon toit. j’ai demandé que l’onduleur dispose d’une deuxième entrée.pour recevoir le courant produit par ‘une turbine hydraulique que ‘envisage d’installer sur le ruisseau qui longe ma résidence. je dois pouvoir installer une puissance variable de 500a2000w. en fonction du débit et ce pendant les 4 mois d’hiver Mon questionnement porte sur la génératrice de courant . je dois entrer du courant continu sur l’onduleur. qui accepte jusqu’ a 400V . quel type de matériel puis installer qui répondrai à mon PB
merci de votre retour d’info
Bonjour,
J’aurais besoin d’aide ou d’info pour un petit projet hydrolien
J’ai récupéré un alternateur à aimant permanent d’une puissance de 500W.
Je l’ai testé sur une turbine qui pour l’instant tourne entre environ 50 et 250 rpm à l’arbre de l’alternateur.
Ma première question est comment mesurer ma puissance en sortie d’alternateur sur cette plage de vitesse ?
Et deuxièmement j’ai fait des relevés de tension aux bornes de l’alternateur à 250 rpm et la tension dépasse les 36V indiqués par le constructeur, est-ce normal ou l’alternateur est défectueux ?
Cela fait plusieurs jour que je recherche des info en vain c’est pour cela que je me permet de faire cette demande ici.
En vous remerciant de vos réponses à l’avance.
Bonjour,
Pour réaliser une mesure de puissance il faut placer une charge sur le circuit, le plus simple étant d’utiliser une ampoule à filament proche de la tension batterie à charger (3 ampoule H4 pour automobile en série pour 36 V par exemple).
A vide il n’est pas étonnant que la mesure dépasse 36 V.
Pour exploiter ce générateur il faut utiliser un point de diode double alternanance (exemple)
Attention cependant car la tension redressés en sortie de pont sera de l’ordre de 60 Volts – √3*V (si Cristof peut confirmer)
J’ai proposé au revendeur de tester son PMA et d’écrire un article exposant les résultats, qui sait …
Laurent
Merci pour votre réponse !
Je ferai des essais avec pont de diode double alternance et 3 ampoules h4.
J’ai déjà essayé de contacter le revendeur pour avoir un tableau de puissance en fonction de la vitesse de rotation mais je n’ai eu aucune réponse… Mais bon sait-on jamais.
Merci encore
Bonjour,
J’ai fait le test avec 3 ampoule H4 en série après un pont de diode double alternance en simulant une rotation à 250tr/min. Résultat rien ne s’allume, ma tension aux bornes des ampoules chute à moins de 2 V… même avec des ampoules led à faible consommation rien ne se passe. J’ai des doutes sur l’état de l’alternateur, mais le bobinage semble bon (37 Ohms entre phases). Nous sommes d’accord que pour faire mon calcul de puissance je prend la tension en sortie de pont de diode et l’intensité et avec la relation P=UxI je trouve ma puissance?
Bonjour,
Quelle est la tension à la sortie du pont redresseur à vide ?
Les charges (ampoules) sont bien placées en série ?
Vous avez éssaysé avec 2 ampoules, puis 1 ?
Pour investiguer plus précisément il faut démonter le PMG (Permanent Magnet Generator).
Ce comportement « pourrait » provenir de la démagnétisation des aimants par surchauffe.
Envoyez nous des photos.
Cordialement,
Laurent
Bonjour,
Je voulais savoir quelles sont les dispositions à prendre pour éviter l’effondrement de la turbine une fois branchée. J’ai fais des essais avec un multiplus 2 mais la turbine s’effondre dès que le multiplus est connecté. J’ai limité la puissance d’entrée pour ne pas tirer « trop fort » sur la turbine, mais la connexion n’est toujours pas stable. avez vous des solutions pour ce type de problème ? Merci
Bonjour. J’ai également une turbine de chez Motonergy avec un Victron SmartSolar MPPT RS 450/200. Normalement , c’est le rôle du MPPT c’est de ne pas effondrer la turbine pour en tirer le meilleur parti. je ne sais pas comment est composé votre installation. En ce qui me concerne le Victron est incapable de rechercher le point MPPT correct en provenance de la turbine. En gros la puissance maximale est obtenue chez moi à environ 190 V ( en continu après redressage du courant) Pourtant très rapidement le Victron va chercher jusqu’à 320 V et y reste.
Puissance à 195 V : 1150 Watts, à 320 V, péniblement 650 Watts !! Contacté le SAV victron m’a simplement dit que leur matériel n’était pas fais pour cela !!!
Désespérant quand on sait que la plupart des modèles chinois 3 fois moins chers le font très bien
Bonjour Samuel,
La société MorningStar propose une option permettant de définir une courbe de puissance personnalisable sur un de ses régulateurs MPPT TriStar MPPT 600V.
Cette option est accessible dans le mode « éolien » et est en version de test mais cela semble idéal pour définir une courbe de puissance qui corresponde aux caractéristiques précises d’une génératrice.
Fenêtre de paramètrage de la courbe du puissance :
L’opération s’effectue via le logiciel MSView.
Cordialement,
Laurent
Bonjour à vous mon cher Laurent. Je suis désolé je n’avais pas vu que vous m’aviez répondu. je vais étudier cet appareil, et merci de l’info. Comme vous je ne trouve pas sur le marché de génératrice adaptée à mon installation. J’y passé pourtant des heures de recherches. Mon idéal : une génératrice triphasée qui produirait entre 1500 et 2 000 watts à 2500 -3000 tr/mn avec une tension entre phase à ce régime entre 150 et 200 V AC.
Il y a bien ce produit, https://www.amazon.fr/gp/product/B09YQ4V1JL/ref=ox_sc_act_image_3?smid=A1U77STPQZHHQK&psc=1
mais impossible de trouver la moindre caractéristique. Si vous avez une chose approchante je suis preneur. Pour le moment je travaille avec la motenergy M1112, mais j’ai besoin de plus de fiabilité. Bien cordialement, Samuel
bonjour , j’ai testé le régulateur de charge MPPT SJ20. c’est juste une carte electronique , il faut lui faire une boite et y adjoindre un petit ventilateur. il prend 20A , la tension est réglable en sortie avec un petit potentiometre(chez moi 28.5 v pour les batteries en 24.) arrivé a la tension de consigne qu’on a soit meme réglé , il passe en mode « charge a tension constante » et l’intensité diminue toute seule au fur et a mesure que les batteries finissent leur charge. le gros avantage de cette carte , c’est qu’elle fait MPPT , et qu’on regle sois meme cette valeur de tension (toujours pareil , avec un petit potentiometre) . c’est génial pour une pelton , car la tension a la puissance maxi ne bouge pas , du coup une fois la tension MPP trouvée , elle n’en bouge plus jusqu’a arriver a la tension maxi réglée. en gros ça fait le travail d’un régulateur solaire MPPT , mais sans recherche du point de puissance maxi toutes les 20 secondes puisqu’on le regle sur une valeur une bonne fois pour toute , et surtout le prix! ça vaut 30 euro…
Bonjour Eric,
Très très intéressant votre blog, une petite mine d’information magnifiquement bien expliqué. Bravo a vous, et merci du partage.
J’ai une petite question concernant l’acquisition d’une génératrice de courant. J’ai un projet au Portugal sur un terrain que je sui en cours d’acquisition, et sur le lieu, il y a une rivière avec un bon débit et flux d’eau, tout comme un ancien moulin (a restaurer) chose fréquente au Portugal.
La bâtisse possède une roue a aube, d’un diamètre d’environ 2m pour une largeur de 40cm. Je n’ai pas encore fait de calcul de débit, vitesse de l’eau.
Mon idée était de reconvertir ce vieux moulin en une petite central électrique de 5kW env. pour mes besoins personnel.
Malheureusement, je ne trouve pas d’entreprise sur le Net, qui construit ou qui vends des génératrices avec une option d’entraînement, style un simple axe sur lequel je pourrais venir fixer une poulie, pignon afin d’entraîner la génératrice en me servant de la roue a aube. (Après, bien sur, une petite reflexion sur ne nombre de tour minute etc …)
Je trouve ce que je cherche sur des sites Chinois, sans aucun problème, mais je désire pas acheter quoique ce soit aux Chinois, je suis plus dans une économie Européenne, question d’éthique personnel.
Sauriez vous ou je pourrais trouver mon bonheur sur l’Europe, des adresse, référence etc ….
Je vous remercie de votre aide, et je pense très certainement sollicité vos connaissances technique et professionnelle le jour ou je démarrerais ce projet. Il va de soit, que je contribuerais financièrement a l’acquisition de votre aide.
Je vous remercie d’avance et vous souhaite une bonne continuation, avec mes meilleures salutations.
Robert
Bonjour,
Côté Italien une société vends des moteurs asynchrones triphasés tranformés en génératrices synchrones à aimants permanents.
La plage des vitesses de rotation proposée est particulièrement intéressante pour une prise directe sur la roue.
En 5 kW par exemple:
A noter que le prix et le poid des bêbêtes sont inversement proportionel à la vitesse de rotation.
Pour information je ne connais pas la société.
Cordialement,
Laurent
Bonjour,
Une solution économique pour une petite génératrice (jusqu’à 1 kW) , c’est l’utilisation de moteurs de vélos électriques.
J’ai testé un moteur de vélo cargo de marque OZO voir ici : https://apresdemain28.wixsite.com/website/g%C3%A9n%C3%A9ratrice-%C3%A0-aimants-permanents
Le rendement dépasse 80% !
Prix 2022 = 200€ ttc
bonjour j ai une turbine equvalente a votre modele pelton environ 2500watts a 850euros je l ai branchee a mon onduleur photovoltaique hybride evo 5kw en esperant pouvoir remplacer edf en cas d insuffisance photovoltaique l onduleur mesure 230volts que faut il faire et quel materiel faut il installer pour remedier
Bonjour
Bravo pour le site qui est une mine d’information
Malgré ces informations je me pose quelques questions :
Je suis en train de construire une petite hydroturbine ( type roue à aube ) car je n’ai pas de chute d’eau possible. Cette installatiobn est destinée à produire entre 100 et 200w pour l’éclairage, la recharge USB et de la prise allume cigare ( petite glaciere 12v). enfin ca c’est ce que j’espere !!!
Le site est un terrain isolé pour le loisir. la roue serait installée que lorsque nous serions sur le terrain.
J’ai deja fait acquisition de la generatrice ( type aimant permanent ) censé produire 200w 12v à 600t/min en triphasé.
J’ai égalmemt fait l’aquisition d’un controleur de charge ou rentre le triphasé pour resortir en 12v continu.
Je me pose les questions suivante :
Puis je utiliser le courant produit par la génératrice sans passé par un parc de batterie ?
Si oui que ce passe-til si rien n’est branché mais que la génératrice tourne quand meme ?
Je pense qu’il n’y a pas besoin de systeme de frein pour la roue à aube ( comme l’éolien ) car le debit de la rivière est constant. Confirmez vous ?
Le controleur de charge ( qui possede une entrée triphasé ) a-t-il le meme role qu’un pont redresseur ? est-ce la meme chose ? ou est-ce plus performant ?
En vous remerciant pour le temps donné à me répondre
Cordialement
TIm
Bonjour,
j’ai eu un problème avec ma génératrice ISTA Breeze 2000w 48v installée en hydraulique ,des aimants ce sont décollés,heureusement pas de dégats (certainement un problème de colle)mon soucis c’est que nous avons enlevez tout les aimants sans les repérer et que nous voudrions bien connaitre le sens des polarités et aussi avec qu’elle colle puis je les refixer.
(pas possible d’avoir d’info directement chez ISTA Breeze, et génératrice plus en garantie)
Merci par avance
Bonjour,
Pour la colle il faut vous orienter vers une colle bicomposant type « Aradilte »
Pour ce qui est de la disposition des aimants il faut nous aider un peu en fournissant à minima des photos du rotor et du stator.
Cordialement,
Laurent
Cordialement,
avec une bousole
Ou un aimant dont les pôles sont identifiés.
Bonjour , Je suis en train de rénover une turbine francis de 12 kw , sous 2 métres de chute et 3m3 seconde au canal d’amenée , je n’ai pas encore calculé le débit admissible par la chambre d’eau et la turbine .
À ce jour l hélice fait tourner l arbre à 150 t/min qui passe par un multiplicateur et qui lui fait tourner la génératrice à 1500 t/min pour sortir 12 kw
Ma question est : ne serait il pas judicieux de supprimer le multiplicateur et de passer sur une génératrice à aimant permanent basse vitesse ou garder le multiplicateur mais augmenter la capacité de la génératrice ?
Comment faire ce calcul ?
Merci beaucoup pour vos réponses
Si intéressé j’ai des photos des travaux en cours
Cordialement
Bonjour, je cherche à réaliser un montage electrique autour d’une turbine kaplan, afin de mesurer la puissance élctrique fournie par la turbine en fonction de différents paramètres. Je compte donc dimensionner ma turbine, et la brancher à une génératrice en sortie qui convertirait la puissance mécanique de rotation en puissance électrique. J’aimerais donc savoir comment brancher une génératrice à ma turbine. Merci d’avance.
bonjour, J’aimerai savoir que penser vous comme choix de generatrice d’un moteur synchrone triphasé a aimant permanent industrielle siemens 3kw.
A quoi sert la dérivation de charge ne peut-on pas ouvrir leurs circuit lors d’une non utilisation de l’énergie ?
Remettant en fonctionnement une microcentrale hydroélectrique j’ai un doute sur le choix et le branchement des condensateurs à utiliser.
La generatrice est un moteur triphasé Leroy Somer de 4.5kw déclassé en génératrice de 3kw montée en étoile. Tout est en place et tourne…
Je désire limiter le débit de la turbine pour que la génératrice produise 1.4 à1.5kw. Cette puissance allant directement et en permanence dans un radiateur composé par nos soins et qui servait de délestage dans mon ancienne installation ( 21 résistances de 66watts regroupées par 3, donc une par phase et cela 7 fois; donc 7 fois 200watts pour totaliser 1400watts. La deuxième borne des résistances recevant le Neutre). Ainsi quel(s) condensateur(s) permanent(s) est ce que je dois placer et suivant quel schéma?
Merci par avance.
Bonjour,
Je n’arrive pas à trouver des informations sur la réalisation d’une génératrice quant à la taille des aimants, le nombre de spires des bobines, leur diamètre, nombre, la section du fil utilisé.
Quelqu’un a des infos?
Pierre
Va voir Jak Nrejaj
sur youtube
tu va voir , il a fait un travail magnifique !!!!!
bonjour LAURENT
je vous l avez deja ecrit une fois mais j aurai besoin d une assistance.
j imagine une turbine pelton ou francis avec une generatrice 220 volt .
que faut il aprés la turbine pour controler ,reguler et stabiliser la poduction electrique.
un petit schéma me rendrait service ainsi que le type de materiel .
quel type de generatrice est le plus robuste (rapport qualité/prix )
je vous remercie par avance