Forum de l'énergie éolienne
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Dimensionnement des pâles

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Message par HOMBERT le Jeu 1 Avr - 22:00

Bonsoir, je souhaite concevoir une éolienne qui soit capable de me produire une puissance électrique de 10kw et j'aimerai savoir comment faire pour dimensionner mes pales en particulier leur longeurs respective. Sachant que je ne connais que la vitesse du vent qui est d'environs 5m/s. Si par chance il existe une méthode particulière, des abaques ou autre, je suis preneur. Cependant j'ai eu une petite idée mais je ne suis pas certain de mon coup et je voudrais savoir se que vous en pensez.

Mon raisonnement a été de me dire que la puissance mécanique disponible sur l'arbre moteur était égal à

Pm= 0,5xROxAxV^3xCp

Mon premiers problème c'est que je ne connais pas le Cp vu que c'est une éolienne artisanale donc je ne peux déterminer cette puissance. Mon second c'est qu'il s'agite de la puissance mécanique or moi je souhaite avoir 10kw électrique se qui nous donne si je ne me trompe pas cette relation:

Pélec= 0,5xROxAxV^3xCpxrendement de la machine J'admet ici un rendement de 0,9

Alors je me suis dis que A= 3,1415xr²

Donc théoriquement je peux dire que mon rayon de pâles doit être égal à

Rayon= RACINE CARRÉ[Pélec/(0,5xROxPIxCpxV^3xrendement de la machine)]

En admette RO= 1,22kg/m² PI= 3,1415 V= 5m/s rendement machine= 90% et
en supposant que Cp= 0,3

Je trouve un rayon par le calcul égal à 12mètres se qui est énorme. Je pense que mes calculs sont correctes mais pourquoi allors les constructeur font des éoliennes de 10kW avec des pâles de 3,5 à 4 mètres de rayon? La puissance affiché dans leur documentation correspond elle réellement à la puissance électrique que l'on peut fournir?? J'avous être un peu perdus.

HOMBERT
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Message par dodjob le Jeu 1 Avr - 23:13

Bonsoir,
la puissance d'une eolienne est donnée en fonction d'une vitesse de vent definie. Cette vitesse de vent est souvent de 12.5m/s ou quelque fois de 10m/s.
Le rendement de la transformation electrique est souvent de 0.8 en fonction du systeme de mise en reseau ou de charge de batterie. Le rendement d'un rotor eolien est de au mieux Betz 0.59 (personne a ma connaissance y est encore arrivé) et en general tourne dans les 0.25 pour de l'auto-construit. Cela vous donne un rendement a partir de l'energie du vent theorique d'a peu pres 20%. Il y a le systeme de regulation de votre TSR qui va rentrer en jeux au meme titre que votre pitch control si vous optez pour ce genre de technologie.
Un petit conseil tout de meme... essayez de commencer par une plus petite eolienne pour les raisons suivantes:
- le prix: Il y a de grande chances que vous investissiez beaucoup et que le resultat de votre investissement parte en lambeaux/fumée a la premieres rafale digne de ce nom.
- La securité: 10Kw qui vous traversent ne sont pas plus agreable que 100W mais beaucoup moins dangereux.
- la maniabilité: vous pourrez faire des test plus facilement, plus rapidement et vous "
avancerez"
beaucoup plus vite dans votre apprentissage.
Pour faire une petite comparaison il ne vous viendrai pas a l'idée de construire un paquebot sans etre un armateur avertis. C'est pareil avec les eoliennes je pense que commencer a son niveau ne peu que vous apporter des avantages (et prestement alleger votre porte monnaie :;
-): )
Il y a des livres tres interessants sue le DIY eolien. Faites un tours sur les ouvrages de Hugh Piggot c'est la reference en la matiere. Pas de blabla, du bon concret pour passioné et des ordres de valeur tangibles et comprehensibles :-) et ca coute que dalle a telecharger (10euros je crois)
Eeeeh avec le nombre de fois ou je le cite il va falloir que je recupere des royalties!!!
Je ne veux en aucun cas vous couper l'envie de vous faire une eolienne, mais pour ce faire il y a un paquet d'aspects de l'energie eolienne a assimiler...et cela prends pas mal de temps :;
-):
Grüß,
Hadrien

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Message par Admin le Sam 3 Avr - 17:35

[url=Windpower Workshop: Building Your Own Wind Turbine][/url]

Celui-là ?

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Message par dodjob le Dim 4 Avr - 17:57

ouep :-)
pour voir un peu a quoi ca ressemble on peu avoir acces a un sample ici :
http://www.scoraigwind.com/axialplans/r ... ntents.htm
Il y a une grosse partie de vulgarisation de premiere qualité au debut du document. Cela permet d'avoir rapidement une idée du pourquoi du comment du petit eolien et surtout cela reponds a quasiment toutes les questions que se posent les debutants :;
-):
J'ai mis du temps a tomber dessus mais cela m'auraot vraiment fait gagner bcp de temps si j'avais pu le lire au debut de mon apprentissage :-)
+++

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Message par Admin le Dim 4 Avr - 20:33


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Message par dodjob le Dim 4 Avr - 21:13

Il y a des versions qui "
trainent"
sur internet. Mais honnetement.. ce bouquin vaux vraiment les quelques euros qu'il coute.
Et puis cet argent n'ira pas engraisser un rond de cuir libidineux :;
-): #
++

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Message par Admin le Dim 4 Avr - 21:27

dodjob a écrit:Il y a des versions qui "
trainent"
sur internet. Mais honnetement.. ce bouquin vaux vraiment les quelques euros qu'il coute.
Et puis cet argent n'ira pas engraisser un rond de cuir libidineux :;
-): #
++

Je ne comptais pas encourager la copie illicite ! :;
):

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Message par bidouille le Mer 7 Avr - 1:31

Bonjour a tous ,

je suis nouveau sur ce forum alors je me présente,
fred dis Bidouille (autoproclamé comme tel :mrgreen: ) , j'habite en Bretagne nord , je suis artisan du bâtiment et de la bidouille en tout genre ( de la mob trafiqué légalement mais qui roule illégalement vite , au camion 4.8T camping car avec rehausse de caisse frigo , mini scooter ,projecteur vidéo artisanal, sonorisation et accessoirement du travail professionnel 😉 ) et il y a 6 ans j'ai découvert les éolienne et la paf , me voilas encore dedans et plus que jamais .

Bien après bien des "
bidouilleries"
inefficace pour ne pas dire utopiques , j'en suis arriver a la conception d'un alternateur type FORBES ( si je dis Piggot ça parle plus c'est sur , mais bon c'est M FORBES qui en a pausé les principes toujours en vigueur si je ne me trompe, mais merci M PIGGOT pour cette mine d'info .)Donc 12 aimants 9 bobines un stator feuilleté , résultat :cut in 360rpm, 100 w a 700 rpm sur une batterie 12v 50Ah , jusque la je suis pas trop mécontent vue que ça m'as couté moins de 100 euros .

Mon but étant de faire une petite unité mobile genre pour le camping , donc pas trop volumineuse et qui produis avec assez peu de vent ,dur dur je m'en rend compte depuis quelques temps maintenant .

Mon problème qui n'est autre , et c'est la que je rejoint la question initiale , que le dimensionnement du rotor éolien.

Lors de mes bidouilleries j'ai tenter de fabriquer des pales pour faire produire un moteur de trottinette ( mauvaise idée mais la n'est pas le sujet ) , j'ai donc un peu débroussaillé le sujet, mais il me manque je croix un exemple concret .
J'ai récemment acheter wind blade designer de Ed windstuffnow ,qui est suffisent pour moi en tout cas pour le moment .
J'ai lu que Dodjob "
Hadrien"
(que je félicite pour son travail et sa réalisation "
pour moi superbe "
) en avais fais "
la pub"
(a juste titre je pense ).Donc m'es venus l'idée que peut par un heureux hasard :mrgreen: j'aurais peut être la possibilité d'obtenir quelques éléments de réponse :

pour tirer autour de 100w à 8ms de vent (avec les caractéristiques ma gene. soit Vvide=41.6v a 1000 t/min avec 1.68 Ohm entre phase le tout en triphasé alt. tension de charge 14.8v) je trouve un rotor de 1.69m de diam.lambda 8 (soit super rapide ayyee dégradation rapide ) avec la corde 1 de 17.06 cm et un angle de coupe (drop) de 9.47 cm , c'est un petit monstre de pale pas cool pour le camping .

sinon réduisant le diamètre 1.29 m j'aurais en théorie un peu avant 10ms mais une perte de 30 w sur chaque vitesse de vent
soit au final un éolienne moins efficace je pense .

Alors c'est quoi la magie des micro éolienne s'il vous plais il y à des bouts que j'ai pas du bien saisir c sur !!!!

merci d'avance et désolé pour le pavé qui j'espère ne tomberas pas dans la marre !!!arfarfarf Rolling Eyes

A très bientôt

Bidouille

"
Je sais que je ne sais rien "
Socrate
"
et c'est déjà mieux que rien"

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Message par dodjob le Mer 7 Avr - 12:12

Salut Bidouille :-) et bienvenue sur le forum!!!
Aaaaalors. Tout d'abord merci pour tes compliments :;
-): Attends un peu de la voir tourner en vrai et sortir ses watts tu n'en pourra plus :;
-): Je vais faire des tests ce week-end avec des videos et tt et tt. :-)
Bon alors.. on va mettre toutes tes infos a plats:
Ton generateur:
41.5V/Krpm
1.68 Ohm entre 2 phases
puis tu cherche un rotor qui fonctionne correctement avec ta gen.
Dans le soft de windstuff la valeur de cp par defaut est de 0.15.. l'as tu changée?? 0.15 c'est pour du vertical. en faisant un peu attention a tes pales tu vas sans probleme reussir a taper du 0.3 au rotor.
Cela va deja te donner des resultats plus interessant au niveau du rapport diam/puissance et surtout plus proche de la realité :;
-):
Bon si tu as commencé a tripoter ton soft tu vas vite t'apercevoir que les specs de la generatrice ne sont jamais parfaites sur toute une plage de vent. Il y a toujours des moments ou le rotor est plus puissant que la gen et inversement.
Dans le cadre d'un "
bidouillage"
tu dois faire attention que ta gen soit toujours moins puissante que ton rotor (du moins possible tout de meme). Si tu ne le fais pas, cela va "
bloquer"
le rotor a une vitesse de rotation definie et l'empecher de passer une certaine valeure de puissance.
Par contre, outre le fait que tu vas "
perdre"
de la puissance car la Pgen ne sera pas exactement la puissance necessaire a l'extraction de la puissance du rotor (Pr) cela va aussi te mettre dans une situation ou ton rotor a un moment ou a une autre va etre extremement plus puissant que ta generatrice et ca.. c'est comment dire.. un poil dangereux pour ton travail :;
-):
Essaye de me mesurer le Kt (N.m/A) de ta gen je vais regarder sur un autre soft ce que tu peux en retirer :;
-):
Et si tu le veux fait toi un beau petit sujet sur ton eolienne dans la section petit eolien (ouiiii un beau thread a toi tout seul :-) )
Salutations venteuses,
Hadrien

dodjob
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Message par bidouille le Mer 7 Avr - 14:38

Bonjour ,

J'aime quand on me parle comme ça!!! :mrgreen: EN quelques phrase bien tournées tu viens d'éclaircir les doutes que j'avais et confirmer les hypothèses du"
comment doit être un rotor par rapport au gen."


Concernant le Cp j'ai laissé 0.15 en me disant que je ne pourrais qu'avoir de bonne surprise mais grosse erreur pour la suite du dimensionnement effectivement , en mettant 0.25 , j'obtiens un rotor de de 1.40 m de diam. avec une petite surpuissante rotor / gen , jusqu'à 8.5ms app , et après j'ai 30 watts de plus au rotor à 10ms et 100w de plus rotor à 10.7ms , soit furling vers 8.5ms (a vérifier lors d'essais bien sur ) , et ce qui est pas mal c'est que ma gen. a du fil de 0.8 mm soit 11 A max qui correspond a peu pres au 8.7 ms soit c'est tout bon , secu de rotation rotor (pas de rotor qui deviens fou car plus assez retenus par la gene. et une gene qui travail pas loin du max mais en dessous quand même!! Smile ) )

Pour ce qui est du Kt (n*m/A) heu la c'est une bonne question j'y pense j'y pense mais vue la manière dont j'ai fait mon petit joujou ça vas pas être si simple que cela , j'ai déjà mesuré le couple de démarrage c'est un bon début , 0.13 n*m .

Je vais faire un poste sur mon eolienne avec photos et mesures et tout et tout , et puis pour les pales et leur fabrication en mousse avec fibre ( le travail du bois je connais bien mais la pour moi la resine s'impose , il est plus facil de tailler de maniere identhique des blocs de mousse que du bois même si le résultat n'a pas la même beauté !)

J'attends tes vidéos d'essais finaux , je trouvais déjà que c'était bien avant alors i c'est encore mieux la je te tirerais ma révérence , en plus j'adore les bout de pales travailler pour réduire le bruit ,et ça le fait super bien coté esthétique .

MErci merci encore c'est super cool j'ai plus de bouchon dans le cerveau ,ou plus autant 😉 , merci plombier de mes neurones Very Happy pour dispenser ton savoir .

a très très bientôt
et que ça tourne

Bidouille

Fred.P

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Message par dodjob le Mer 7 Avr - 18:43

:-)
Il y a trois petites choses que je voudrais ajouter:
- Ton cogging est trop important. Si tu optes pour un TSR de 6 et rotor tripale ca va etre chaud.. Mes generateurs ont un cogging de 0.03N.m max et demarrent avec 15Km/h de vent (rotor 76cm et TSR de 6). Essaye de reduire ton TSR de 1 et de compenser avec une "
solidity"
plus importante cela va sans doute passer.
-Si ton generateur est capable de sortir 11 Amperes tu peux allegrement sortir 500W. Il faudra que tu optes pour un controlleur buck (MPPT par exemple) et cela te permettra de couvrir une plus grande plage de puissance :;
-): ainsi que de conserver un TSR optimal sur toute cette plage. C'est ce dans quoi je me suis specialisé depuis 2 ans deja :-)
Si tu as besoins d'infos n'hesite pas, je peux aussi avoir des controlleurs a prix usine :;
-): mais c'est quand meme pas donné :-/
Selon mes calculs pour un rotor de 1.2m, TSR de 6, Cp de 0.25 tu peux taper du bon gros 250W a 12.5m.s
-Le Kt est egal au Kv (en V/rad/s) fais un pti tours par la:
www.callantechnology.com/callan_technol ... ter_08.pdf

Et fais nous un belle petite presentation de ta machine!!
Grüß,
Hadrien

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Message par bidouille le Mer 7 Avr - 22:19

bonsoir,

alors pour ce qui est de l'accroche au démarrage (pour moi le cogging c'est quand il y a des dents qui accroches magnetiquement parlant bien sur :mrgreen: ) , donc oui je suis d'accord avec toi il y a une demande de couple important pour avoir un démarrage par vent de 5 ms heu été bien mais j'ai bien a l'esprit que ça vas être chaux les marrons !!!

Merci beaucoup pour le calcul j'avais essayer cette solution pour voir la dif avec la derniere solution sur laquelle je m'etais arreter m'etais deporté vers plus gros 1.4 tsr 6 cp 0.25 lift 0.8 (je fesais un compromis sur la longueur des pales ), je vais pouvoir comparé et etudier ça de plus près , ainsi que cette histoire de Kt et Ke merci pour le lien j'ai jeté un oeil vite zef ça devrais le faire , mais je n'esiterais pas en cas de besoin :mrgreen: .

Pour ce qui est du controleur MPPT j'ai trouvé dans mes pérégrinations un auto-constructeur sur "
thebackshed "
j'avais déjas donné l'adresse sur yahoo group je peux la ressortir si ça tente quelqu'un . Bref j'ai déjà dans l'idée d'en faire un en suivant ces instruction et le conseils donnés et je n'esiterais pas a te demander de laide 😉 après avoir galéré un peu quand même sinon ce n'est pas drôle Laughing , 2 ans pour toi 5 pour moi.

Je vais rester dans la version diy pour le moment , je vais essayer de tenir mon budget merci bcp pour la proposition quand
même .

Pour la présentation je fini de galéré pour trouver comment éditer les photos ,et je poste ça direct après sans faute .

Merci encore et que ça tourne
ici le vent souffle, et la semaine dernière Zouuuuu 2 le vent 0 les eolienne chenzou et aeolius ( deux pale pour la shenzou et un tomber car mat casser pour la VAWT super pas equilibré ) lol

bidouille
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