Eolienne Domestique

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Une Prototype de avatarEol'home dans les catégories Énergie. Dernière modification le 10/05/2017 par Eol'home.

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Construire sa propre éolienne facilement !

Licence : Attribution - Partage dans les Mêmes Conditions (CC BY-SA)

Introduction

Ce dispositif a été créé dans le cadre de l'activité projet de l'Ecole Centrale de Lille. Il s'agit de l'élaboration d'un prototype d'éolienne domestique par une équipe de 7 élèves de l'école, sur une durée de 2 ans. Notre motivation était, au delà du challenge technique, d'améliorer le développement des énergies éoliennes, et d'apporter des solutions énergétiques durables à des populations qui n'y ont pas accès.

Le projet n'est pas encore terminé mais nous avons l'ambition de l'implanter au Togo, et plus généralement dans les pays défavorisés d'Afrique. Le principal blocage que l’on pourrait prévoir est la réticence à utiliser une technologie inconnue, à laquelle les habitants ne sont pas habitués, et pour laquelle les résultats ne sont pas forcément pour eux évidents. En effet, en raison du choc à la fois culturel et technologique, les habitants n’auront peut être pas la patience de prendre le temps d’essayer la solution que nous apportons, et pourraient ainsi s’en désintéresser, ce qui impliquerait l’échec du projet.

Un modèle économique autour de cette low-tech est envisageable dans la mesure où de plus en plus d'Africains utilisent des téléphones portables pour travailler, ou même comme moyen de paiement bancaire. Ainsi, des micro-business se créent dans les pays en voie de développement grâce à ce moyen de communication et de paiement. L’accès à l’électricité, au moins dans certains points d’un village, pourrait ainsi permettre l’apparition de nouveaux commerces, et d’artisanats participant au développement de l’économie du Togo. On peut aussi envisager que si ce projet connaît un succès et est suffisamment médiatisé, une entreprise togolaise pourrait s’y intéresser, ou se créer, pour récupérer des matériaux, les transporter, les travailler et construire les éoliennes dans le plus de villages possibles. Ainsi, des emplois seraient créés, d’où la stimulation de l’économie togolaise, au moins à l’échelle locale. Ce n’est pas l’objectif de ce projet, mais sa réussite pourrait y conduire.

Vous trouverez en annexe le manuel de construction complet en téléchargement comprenant aussi la liste du matériel et les outils nécessaires à chaque étape.

Liste des matériaux

Vélo récupéré, Bois, Moyeu de voiture, Offset d'imprimerie, Fil de cuivre, Disques en acier, Aimants néodyme, Boulonnerie.

Liste des outils

Scies à bois et à métaux, Caisse à outil complète (clés, marteaux, cutter, limes), Perceuse,

Etape n°1 - Le Fonctionnement

L'éolienne est une éolienne dit de type Savonius, c'est-à-dire une éolienne à axe vertical, qui utilise la force de trainée pour tourner. Ses pales sont des demis cylindres et sont au nombre de 2. L'axe permet de faire tourner un rotor qui crée ensuite de l'électricité grâce à une génératrice (l'inverse d'un moteur).

L'avantage de ce type d'éolienne est qu'elle fonctionne quelle que soit la direction du vent, démarre à de faibles vitesses de vent, et ne fait pas de bruit

Etape n°2 - Les pales

La structure de l’éolienne se compose du pied, sur lequel se fixent des barres, découpées dans des rails de penderie. L’axe de l’éolienne est fabriqué en assemblant les axes des moyeux des roues de vélo, puis en fixant une roue à chaque extrémité de l’axe. Les roues permettent, grâce à leur rayon, de fixer les barres qui tiennent les pâles. Ces barres sont ainsi directement soudées au rayon pour la partie intérieure, et vissées à la roue de vélo pour la partie extérieure. Les pales sont obtenues grâce à un assemblage de rectangles et disques découpés dans les plaques d’aluminium et les dimensions indiquées sont modifiables en fonction du matériel disponible.

Le but est d’obtenir deux demi cylindres, fermés en haut et en bas, et placés en opposition par rapport à l’axe.

Etape n°3 - La génératrice

Pour ceux qui veulent tout fabriquer, sinon, récupérer un moteur d'imprimante et le brancher aux pales.

Étapes par étapes :

Récupérer du matériel ( dont le moyeu) Dimensionner la génératrice par rapport au moyeu Dimensionner le stator pour obtenir la puissance désirée Fabriquer le bobineur Bobiner Réaliser le rotor (aimants, gabarit, moulage) Réaliser le stator (bobines, moulage) Réaliser la pièce de transmission Réaliser le montage de la génératrice

Etape n°4 - Le frein

Il convient d’avoir, pour des raisons de sécurité et de facilité de transport, un frein pouvant arrêter la rotation des pales.

La surface qui dissipe l’énergie par frottement est un patin de vélo (caoutchouc) va venir frotter lorsqu'on l'actionne contre la roue supérieure de l’éolienne. On peut actionner le frein en appuyant sur la plaque (au dessus des ressorts).

Le frein ainsi constitué permet de ralentir l’éolienne jusqu’à l’arrêt de la rotation, sans perturber le fonctionnement de l’éolienne s’il n’est pas actionné.

Etape n°5 - La transmission

La vitesse de rotation mécanique n’est pas adaptée au fonctionnement de la génératrice, et il faut réussir à adapter la vitesse du rotor électrique.

Pour cela, il faut réaliser un système chaîne-pignon.

Il fonctionne pour des vitesses de rotation peu élevées. Cet aspect est très important dans notre cas car nous voulons réaliser une éolienne qui fonctionne le plus souvent possible, donc pour des vitesses de vent faibles. Cela permettra d’obtenir plus d’énergie à terme. Ensuite, ce système présente des durées de vie importantes, et peut résister à de fortes contraintes.

Nous avons pris un nombre de dents de 52 pour la grande roue, et de 14 pour la petite. Ceci permet d’obtenir un rapport de réduction de 3.71.

Etape n°6 - Protection

Socle en deux parties. La partie supérieure accueille la génératrice, tandis que la partie inférieure héberge des batteries. L’idée globale est de protéger la partie électrique, tout en prenant de soin d’aligner les pignons de la génératrice et ceux de l’éolienne, afin d’éviter que la chaîne ne déraille.

Nous recommandons également de vernir le bois, afin de le rendre imperméable à l’humidité.

Pour plus de sécurité, le prototype peut être recouvert d’un grillage afin d’éviter que des objets ou des doigts ne se coincent dans la chaîne ou les pales en rotation.

Notes et références

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