Le pouvoir de l’écoulement de l’eau est une ressource naturelle renouvelable qui permet d’obtenir de l’électricité pratiquement gratuitement. L'énergie donnée par la nature offrira l'opportunité d'économiser sur utilitaires et résoudre le problème de recharge des équipements.

S’il y a un ruisseau ou une rivière qui coule à proximité de chez vous, cela vaut la peine d’en profiter. Ils pourront alimenter en électricité le terrain et la maison. Et si vous construisez une centrale hydroélectrique de vos propres mains, l'effet économique augmente considérablement.

L'article présenté décrit en détail les technologies de fabrication des ouvrages hydrauliques privés. Nous avons parlé de ce qui est nécessaire pour mettre en place le système et le connecter aux consommateurs. Ici, vous découvrirez toutes les options pour les fournisseurs d'énergie miniatures assemblés à partir de matériaux de récupération.

Les centrales hydroélectriques sont des structures capables de convertir l’énergie du mouvement de l’eau en électricité. jusqu'à présent, ils ne sont activement exploités qu'en Occident. Dans notre pays, cette industrie prometteuse ne fait que ses premiers pas timides.

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S'il y a une rivière ou même un petit ruisseau qui coule près de chez vous, alors avec l'aide d'une mini centrale hydroélectrique artisanale, vous pouvez obtenir de l'électricité gratuitement. Ce ne sera peut-être pas un ajout très important au budget, mais la prise de conscience que vous avez votre propre électricité coûte beaucoup plus cher. Eh bien, si, par exemple, dans une datcha, il n'y a pas d'alimentation électrique centrale, même de petites quantités d'électricité seront tout simplement nécessaires. Ainsi, pour créer une centrale hydroélectrique artisanale, au moins deux conditions sont nécessaires : la disponibilité d'une ressource en eau et le désir.

Si les deux sont présents, la première chose à faire est de mesurer la vitesse du débit de la rivière. C'est très simple à faire : jetez une brindille dans la rivière et mesurez le temps pendant lequel elle flotte sur 10 mètres. En divisant les mètres par secondes, vous obtenez la vitesse actuelle en m/s. Si la vitesse est inférieure à 1 m/s, une mini centrale hydroélectrique productive ne fonctionnera pas. Dans ce cas, vous pouvez essayer d'augmenter la vitesse d'écoulement en rétrécissant artificiellement le canal ou en créant un petit barrage si vous avez affaire à un petit ruisseau.

A titre indicatif, vous pouvez utiliser le rapport entre la vitesse d'écoulement en m/s et la puissance électrique extraite de l'arbre d'hélice en kW (diamètre de vis 1 mètre). Les données sont expérimentales ; en réalité, la puissance résultante dépend de nombreux facteurs, mais elle se prête à une évaluation. Donc:

• 0,5 m/s – 0,03 kW,
• 0,7 m/s – 0,07 kW,
• 1 m/s – 0,14 kW,
• 1,5 m/s – 0,31 kW,
• 2 m/s – 0,55 kW,
• 2,5 m/s – 0,86 kW,
• 3 m/s -1,24 kW,
• 4 m/s – 2,2 kW, etc.

La puissance d'une mini centrale hydroélectrique artisanale est proportionnelle au cube de la vitesse d'écoulement. Comme déjà indiqué, si la vitesse d'écoulement est insuffisante, essayez de l'augmenter artificiellement, si cela est bien entendu possible.

Types de mini-centrales hydroélectriques

Il existe plusieurs options principales pour les mini centrales hydroélectriques artisanales.


Il s'agit d'une roue à pales montées perpendiculairement à la surface de l'eau. La roue est à moins de la moitié immergée dans le flux. L'eau appuie sur les pales et fait tourner la roue. Il existe également des roues de turbine dotées d'aubes spéciales optimisées pour l'écoulement du liquide. Mais ça suffit conceptions complexes plus d'usine que fait maison.

Il s'agit d'un rotor avec axe vertical rotation utilisée pour générer énergie électrique. Un rotor vertical qui tourne en raison de la différence de pression sur ses pales. La différence de pression est créée en raison de l’écoulement du liquide autour de surfaces complexes. L’effet est similaire à la portance d’un hydroptère ou à la portance d’une aile d’avion. Cette conception a été brevetée par Georges Jean-Marie Darrieux, ingénieur aéronautique français en 1931. Également souvent utilisé dans la conception d'éoliennes.

Guirlande Une centrale hydroélectrique est constituée de turbines légères - des hélices hydrauliques, enfilées et fixées rigidement en forme de guirlande sur un câble lancé à travers la rivière. Une extrémité du câble est fixée dans le palier de support, l'autre fait tourner le rotor du générateur. Dans ce cas, le câble joue le rôle d'une sorte d'arbre dont le mouvement de rotation est transmis au générateur. Le flux d'eau fait tourner les rotors, les rotors font tourner le câble.

Egalement empruntée aux conceptions des centrales éoliennes, une sorte d'« éolienne sous-marine » avec rotor vertical. Contrairement à une hélice aérienne, une hélice sous-marine a des pales de largeur minimale. Pour l'eau, une largeur de lame de seulement 2 cm est suffisante. Avec une telle largeur, la résistance et la résistance seront minimes. vitesse maximale rotation. Cette largeur de pales a été choisie pour une vitesse d'écoulement de 0,8 à 2 mètres par seconde. À des vitesses plus élevées, d’autres tailles peuvent être optimales. L'hélice ne se déplace pas à cause de la pression de l'eau, mais à cause de la génération d'une force de levage. Tout comme une aile d'avion. Les pales de l'hélice se déplacent à travers le flux plutôt que d'être entraînées dans la direction du flux.

Avantages et inconvénients de divers systèmes de mini-centrales hydroélectriques faits maison

Les inconvénients d'une centrale hydroélectrique guirlande sont évidents : consommation de matière élevée, danger pour autrui (long câble sous-marin, rotors cachés dans l'eau, blocage de la rivière), faible rendement. La centrale hydroélectrique de Garland est une sorte de petit barrage. Il est conseillé de l'utiliser dans des zones inhabitées et isolées avec des panneaux d'avertissement appropriés. L’autorisation des autorités et des environnementalistes peut être requise. La deuxième option est un petit ruisseau dans votre jardin.

Le rotor Daria est difficile à calculer et à fabriquer. Au début du travail, vous devez le dérouler. Mais c'est intéressant car l'axe du rotor est situé verticalement et la puissance peut être prélevée au-dessus de l'eau, sans engrenages supplémentaires. Un tel rotor tournera avec tout changement de direction d'écoulement - c'est un plus.

Le plus courant pendant la construction centrales hydroélectriques artisanales reçu des schémas de l'hélice et de la roue hydraulique. Étant donné que ces options sont relativement simples à fabriquer, nécessitent des calculs minimes et sont mises en œuvre avec coûts minimaux, avoir haute efficacité, facile à installer et à utiliser.

Un exemple de mini-centrale hydroélectrique simple

La centrale hydroélectrique la plus simple peut être rapidement construite à partir d'un vélo ordinaire équipé d'un phare dynamique. Plusieurs lames (2-3) doivent être préparées en fer galvanisé ou en fine tôle d'aluminium. Les pales doivent avoir la longueur allant de la jante au moyeu et une largeur de 2 à 4 cm. Ces pales sont installées entre les rayons en utilisant n'importe quelle méthode disponible ou à l'aide de fixations pré-préparées.

Si vous utilisez deux lames, placez-les l'une en face de l'autre. Si vous souhaitez ajouter plus lames, puis divisez la circonférence de la roue par le nombre de lames et installez-les à intervalles égaux. Vous pouvez expérimenter la profondeur d'immersion de la roue à pales dans l'eau. Il est généralement immergé entre un tiers et la moitié.

L’option d’une centrale éolienne itinérante a été envisagée plus tôt.

Une telle microcentrale hydroélectrique ne prend pas beaucoup de place et conviendra parfaitement aux cyclistes - l'essentiel est la présence d'un ruisseau ou d'un ruisseau - qui est généralement l'endroit où est installé le camp. Une mini centrale hydroélectrique à partir d'un vélo peut éclairer une tente et recharger des téléphones portables ou d'autres gadgets.

Les centrales hydroélectriques utilisent l’énergie de l’eau pour produire de l’énergie électrique. Les stations fabriquées soi-même résolvent le problème de l’éloignement des réseaux électriques centralisés ou contribuent à économiser de l’électricité.

Avantages et inconvénients des centrales hydroélectriques

Les centrales hydroélectriques présentent les avantages suivants par rapport aux autres types de sources d'énergie alternatives :

• Ils ne dépendent pas de la météo et de l'heure de la journée (contrairement à). Cela permet de produire plus d’énergie à un rythme prévisible.
• La puissance de la source (rivière ou ruisseau) peut être ajustée. Pour ce faire, il suffit de rétrécir le canal avec un barrage ou de prévoir une différence de hauteur d'eau.
• Les installations hydrauliques ne font aucun bruit (contrairement à).
• De nombreux types de centrales de faible puissance ne nécessitent aucun permis d’installation.

Les inconvénients des centrales hydroélectriques artisanales incluent l'incapacité de travailler par temps froid. De plus, le milieu aquatique est agressif, les pièces de la station doivent donc être étanches et durables.

Lors de la conception de mini-centrales hydroélectriques destinées à être utilisées comme source d'énergie alternative pour propre maison Les facteurs suivants devraient être décisifs :

• Proximité de la rivière à la maison. Cela ne sert à rien d’installer une station maison loin de chez soi. Plus l'installation est éloignée, plus son efficacité est faible, car une partie de l'énergie sera perdue lors du transport. De plus, il est plus difficile de protéger sa centrale hydroélectrique contre le vol ou les dommages.
• Vitesse d'écoulement suffisante ou possibilité de l'augmenter. La puissance de la station augmente de progression géométrique avec une vitesse d'eau croissante.

Il est facile de connaître la vitesse. Jetez un morceau de mousse ou une balle de tennis dans l'eau et chronométrez le temps qu'il lui faut pour parcourir une certaine distance. Divisez ensuite les mètres par secondes et vous connaîtrez la vitesse. Vitesse d'eau minimale suffisante pour centrale hydroélectrique artisanale- 1 m/s.

Si le débit de votre rivière ou ruisseau est inférieur à cette valeur, il sera alors augmenté par un petit barrage ou un tuyau rétréci. Mais ces options peuvent entraîner des difficultés supplémentaires. La construction d'un barrage nécessite l'autorisation des autorités, ainsi que le consentement des voisins.

Mini centrale hydroélectrique à faire soi-même

La conception d'une centrale hydroélectrique est assez complexe, il ne sera donc possible de construire soi-même qu'une petite centrale, ce qui permettra d'économiser de l'électricité ou de fournir de l'énergie à un ménage modeste. Vous trouverez ci-dessous deux exemples de mise en œuvre d'une centrale hydroélectrique artisanale.

Comment fabriquer une mini centrale hydroélectrique à partir d'un vélo

Cette version de la centrale hydroélectrique est idéale pour les balades à vélo. Il est compact et léger, mais peut fournir de l'énergie à un petit camp installé au bord d'un ruisseau ou d'une rivière. L’électricité produite sera suffisante pour l’éclairage du soir et pour recharger les appareils mobiles.

Pour installer la station, vous aurez besoin de :

• Roue avant d'un vélo.
• Un générateur de vélo utilisé pour alimenter les éclairages de vélo.
• Lames faites maison. Ils sont préalablement découpés dans de la tôle d'aluminium. La largeur des pales doit être comprise entre deux et quatre centimètres et la longueur doit aller du moyeu de la roue à sa jante. Il peut y avoir n'importe quel nombre de lames ; elles doivent être placées à la même distance les unes des autres.

Pour lancer une telle station, il suffit de plonger la roue dans l'eau. La profondeur d'immersion est déterminée expérimentalement, d'environ un tiers à la moitié de la roue.

Pour construire une station plus puissante pour une utilisation permanente, plus matériaux durables. Les éléments métalliques et plastiques, plus faciles à protéger de l'exposition au milieu aquatique, sont les mieux adaptés. Mais ils conviennent aussi pièces en bois, si vous les trempez dans une solution spéciale et les peignez avec de la peinture imperméable.

La station nécessite les éléments suivants :

• Tambour de câble en acier (2,2 mètres de diamètre). La roue du rotor est fabriquée à partir de celui-ci. Pour ce faire, le tambour est découpé en morceaux et soudé à nouveau à une distance de 30 centimètres. Les lames (18 pièces) sont fabriquées à partir des restes du tambour. Ils sont soudés à un rayon selon un angle de 45 degrés. Pour soutenir l'ensemble de la structure, une charpente est réalisée à partir d'angles ou de tuyaux. La roue tourne sur des roulements.
• Installé sur la roue réducteur de chaîne(le rapport de démultiplication doit être de quatre). Pour faciliter le rapprochement des axes de l'entraînement et du générateur, ainsi que pour réduire les vibrations, la rotation est transmise par le cardan de l'ancienne voiture.
• Convient pour générateur moteur asynchrone. Il faut y ajouter un autre réducteur avec un coefficient d'environ 40. Puis pour générateur triphasé avec 3000 tr/min et un rapport de réduction total de 160, le nombre de tours descendra à 20 tr/min.
• Placez tous les appareils électriques dans un récipient étanche.

Les matières premières décrites peuvent facilement être trouvées dans une décharge ou chez des amis. Vous pouvez payer des spécialistes pour couper un fût en acier avec une meuleuse et pour le souder (ou tout faire vous-même). En conséquence, une centrale hydroélectrique d'une capacité allant jusqu'à 5 kW coûtera une petite somme.

Produire de l’électricité à partir de l’eau n’est pas si difficile. C'est plus difficile de faire la queue système autonome alimentation électrique basée sur une centrale hydroélectrique artisanale, maintenir la centrale en état de fonctionnement et assurer la sécurité des personnes et des animaux qui l'entourent.

Les centrales hydroélectriques utilisent l’énergie de l’eau pour produire de l’énergie électrique. Les stations fabriquées soi-même résolvent le problème de l’éloignement des réseaux électriques centralisés ou contribuent à économiser de l’électricité.

Avantages et inconvénients des centrales hydroélectriques

Les centrales hydroélectriques présentent les avantages suivants par rapport aux autres types de sources d'énergie alternatives :

• Ils ne dépendent pas de la météo et de l'heure de la journée (contrairement à). Cela permet de produire plus d’énergie à un rythme prévisible.
• La puissance de la source (rivière ou ruisseau) peut être ajustée. Pour ce faire, il suffit de rétrécir le canal avec un barrage ou de prévoir une différence de hauteur d'eau.
• Les installations hydrauliques ne font aucun bruit (contrairement à).
• De nombreux types de centrales de faible puissance ne nécessitent aucun permis d’installation.

Les inconvénients des centrales hydroélectriques artisanales incluent l'incapacité de travailler par temps froid. De plus, le milieu aquatique est agressif, les pièces de la station doivent donc être étanches et durables.

Lors de la conception d'une mini-centrale hydroélectrique destinée à être utilisée comme source d'énergie alternative pour votre propre maison, les facteurs suivants doivent être décisifs :

• Proximité de la rivière à la maison. Cela ne sert à rien d’installer une station maison loin de chez soi. Plus l'installation est éloignée, plus son efficacité est faible, car une partie de l'énergie sera perdue lors du transport. De plus, il est plus difficile de protéger sa centrale hydroélectrique contre le vol ou les dommages.
• Vitesse d'écoulement suffisante ou possibilité de l'augmenter. La puissance de la station augmente de façon exponentielle avec l’augmentation de la vitesse de l’eau.

Il est facile de connaître la vitesse. Jetez un morceau de mousse ou une balle de tennis dans l'eau et chronométrez le temps qu'il lui faut pour parcourir une certaine distance. Divisez ensuite les mètres par secondes et vous connaîtrez la vitesse. La vitesse minimale suffisante de l’eau pour une centrale hydroélectrique artisanale est de 1 m/s.

Si le débit de votre rivière ou ruisseau est inférieur à cette valeur, il sera alors augmenté par un petit barrage ou un tuyau rétréci. Mais ces options peuvent entraîner des difficultés supplémentaires. La construction d'un barrage nécessite l'autorisation des autorités, ainsi que le consentement des voisins.

Mini centrale hydroélectrique à faire soi-même

La conception d'une centrale hydroélectrique est assez complexe, il ne sera donc possible de construire soi-même qu'une petite centrale, ce qui permettra d'économiser de l'électricité ou de fournir de l'énergie à un ménage modeste. Vous trouverez ci-dessous deux exemples de mise en œuvre d'une centrale hydroélectrique artisanale.

Comment fabriquer une mini centrale hydroélectrique à partir d'un vélo

Cette version de la centrale hydroélectrique est idéale pour les balades à vélo. Il est compact et léger, mais peut fournir de l'énergie à un petit camp installé au bord d'un ruisseau ou d'une rivière. L’électricité produite sera suffisante pour l’éclairage du soir et pour recharger les appareils mobiles.

Pour installer la station, vous aurez besoin de :

• Roue avant d'un vélo.
• Un générateur de vélo utilisé pour alimenter les éclairages de vélo.
• Lames faites maison. Ils sont préalablement découpés dans de la tôle d'aluminium. La largeur des pales doit être comprise entre deux et quatre centimètres et la longueur doit aller du moyeu de la roue à sa jante. Il peut y avoir n'importe quel nombre de lames ; elles doivent être placées à la même distance les unes des autres.

Pour lancer une telle station, il suffit de plonger la roue dans l'eau. La profondeur d'immersion est déterminée expérimentalement, d'environ un tiers à la moitié de la roue.

Pour construire une station plus puissante destinée à une utilisation permanente, des matériaux plus durables seront nécessaires. Les éléments métalliques et plastiques, plus faciles à protéger de l'exposition au milieu aquatique, sont les mieux adaptés. Mais les pièces en bois conviennent également si vous les trempez dans une solution spéciale et les peignez avec une peinture imperméable.

La station nécessite les éléments suivants :

• Tambour de câble en acier (2,2 mètres de diamètre). La roue du rotor est fabriquée à partir de celui-ci. Pour ce faire, le tambour est découpé en morceaux et soudé à nouveau à une distance de 30 centimètres. Les lames (18 pièces) sont fabriquées à partir des restes du tambour. Ils sont soudés à un rayon selon un angle de 45 degrés. Pour soutenir l'ensemble de la structure, une charpente est réalisée à partir d'angles ou de tuyaux. La roue tourne sur des roulements.
• Un engrenage à chaîne est installé sur la roue (le rapport de démultiplication doit être de quatre). Pour faciliter le rapprochement des axes de l'entraînement et du générateur, ainsi que pour réduire les vibrations, la rotation est transmise par le cardan de l'ancienne voiture.
• Un moteur asynchrone convient au générateur. Il faut y ajouter un autre réducteur avec un coefficient d'environ 40. Ensuite pour un générateur triphasé de 3000 tours par seconde avec un coefficient de réduction total de 160, le nombre de tours diminuera jusqu'à 20 tours par minute.
• Placez tous les appareils électriques dans un récipient étanche.

Les matières premières décrites peuvent facilement être trouvées dans une décharge ou chez des amis. Vous pouvez payer des spécialistes pour couper un fût en acier avec une meuleuse et pour le souder (ou tout faire vous-même). En conséquence, une centrale hydroélectrique d'une capacité allant jusqu'à 5 kW coûtera une petite somme.

Produire de l’électricité à partir de l’eau n’est pas si difficile. Il est plus difficile de construire un système d'alimentation électrique autonome basé sur une centrale hydroélectrique artisanale, de maintenir la centrale en état de fonctionnement et d'assurer la sécurité des personnes et des animaux qui l'entourent.

J'ai toujours voulu obtenir de l'électricité à partir du ruisseau qui coule autour du périmètre de ma maison. Il y a environ trois ans, j'ai installé une turbine temporaire pour voir si une roue de turbine plus grande fonctionnerait.

La version de démonstration de cette roue a été réalisée à partir d'anciens supports de voiture. meules abrasives Et palettes en bois comme des lames.

J'ai utilisé une vieille cassette comme générateur CC du moteur d'entraînement Ametec. Pour tout préparer complètement, j'ai utilisé une mini chaîne de moto et des pignons de 70 et 9 dents (pour tourner le volant et sur le moteur). Le coût de tous les articles s'élevait à environ 30 £.

Elle produisait un maximum de 25 watts et fonctionnait pendant environ un an, principalement en raison des limitations du moteur Ametec et de la taille des roues, ce qui m'a amené à construire une turbine plus grande.

Tout d’abord, je devais endiguer l’eau du ruisseau pour que le niveau d’eau atteigne approximativement ma poitrine. Sans attendre la fin de l'été, j'ai vidé l'eau à l'aide d'une pompe de puisard et réalisé un barrage en ciment.

Les roues de turbine ont été fabriquées pour moi localement entreprises de construction fabriqué à partir d'un matériau multicouche durable utilisé pour créer des bardages et des platelages dans la construction navale, d'une épaisseur de 13 mm. J'ai fabriqué les lames dans le même matériau. Enfin, j'ai enduit les disques et les lames d'un composé hydrofuge spécial pour prolonger leur durée de vie.

J'ai construit la base de la turbine à partir de rondins de chêne. Le chêne s'est avéré très dur, j'ai dû le bricoler pendant que je boulonnais les rondins à la charpente en pierre. Il a fallu percer des trous, et pour cela il a fallu arrimer la turbine pour l'équilibrer et ajuster toutes les dimensions et serrer les boulons.

L'étape suivante après l'installation de la roue consistait à résoudre le problème du variateur et du générateur.

J'ai d'abord utilisé un entraînement fabriqué par Minimoto, mais ensuite la petite chaîne a commencé à glisser à cause de l'espacement des dents, j'ai donc décidé d'acheter des chaînes et des pignons à pas de 3/8 auprès d'un fournisseur de roulements. Le générateur a été fourni par Windblue Power Permanent Magnet Generator (PMG). Il est capable de produire du 12 V à 150 tr/min. Il est souvent utilisé comme alternateur de voiture converti. Un générateur conventionnel ne produit du 12 V qu'à 3 000 tr/min. J'ai commandé ce moteur aux États-Unis pour 135 £, frais de port compris.

La roue tournait trop lentement et j'ai dû fabriquer un plateau à gradins sous le barrage, sur lequel l'eau s'accumulait dans une bouche étroite et se déversait sur les pales avec plus de force.

En plus, j'ai foutu câble en acier avec une section transversale de 1 cm, les lattes du cadre principal et, si possible, ont renforcé la base avec des boulons d'ancrage de 1 pied de long pour protéger l'appareil contre les dommages en cas de rupture soudaine du barrage ou en cas de forte rafale de vent.

La turbine est équipée de batteries neuves de 4x55AH. Avec leur aide, je recharge constamment mon ordinateur portable. J'ai également acheté deux batteries au plomb de traction militaires Hawker de 2x110Ah pour l'éclairage du garage et de la maison. L'alimentation en tension de deux types différents de batteries provient de fils différents.

J'utilise ce système depuis environ un an. Puissance de sortie- 50 W, en puissance maximale jusqu'à 500 W. La turbine s'est arrêtée à plusieurs reprises en raison d'une baisse du niveau d'eau, ainsi qu'en raison du blocage du débit principal lors des crues. Et ainsi - toute l'année travaux.

Traduction : Yaroslav Nikolaïevitch