Atelier Scientifique Vilgénis
Micro éoliennes
En attendant d'avoir notre imprimante 3D nous réfléchissons aux pales et aux protocoles d'expériences à venir.
Matériel :
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pied de l'éolienne
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écrou
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éolienne(s)
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ventilateur
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caméra(s)
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marqueur rouge
Protocole :
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Installer la caméra face au pied de l'éolienne.
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Faire un point bien visible au marqueur rouge sur une des pales de l'éolienne qui sera face à la caméra.
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Insérer l'éolienne sur le pied et la fixer avec l'écrou.
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Placer le ventilateur face à l'éolienne (à côté de la caméra).
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Allumer le ventilateur et la caméra.
Notre imprimante 3D DAGOMA est arrivée, le travail commence
Nous commençons nos expériences avec des hélices en considérant, peut-être à tort, que plus l'hélice tourne vite, plus elle produira d'énergie.
Premier essai avec des hélices avec : 2, 4 et 6 pâles.
Nous utilisons un tachymètre pour mesurer la vitesse de rotation de nos hélices.
La deux pâles est au ralenti.
Les deux autres quand la vitesse du "vent" augmente, se bloquent. Il faut revoir le système de fixation.
Installation, changement d'hélice et mesures de vitesse de rotation de nos hélices.
Second essai le 20 avril : premières mesures.
Le vent créé par le ventilateur ne dépasse pas 4 m/s.
La 4 pales semblent plus efficace que la 6 pales. La forme des pales doit intervenir.
La réalisation de la 8 pales nous amène à faire de nouvelles mesures : 80 mesures à ce jour.
Les hélices 6 et 8 pales ne sont pas entrainées avec des vents inférieures à 2m/s
Un moteur électrique sur nos hélices. Seconde série de mesures Production de qq 250 mV 😃😂
Nous sommes pas satisfait de nos résultats, les mesures de vent ne nous semble pas cohérentes. Travail à refaire. Production maximale observée 400 mv.
Nous avons refait les expériences avec un sèche-cheveux et mesurons l’intensité en mA produite.
Observations sur plus de 90 mesures : Pas de mesure en dessous de 2m/s (nous comptons améliorer cela en améliorant la stabilité des hélices sur l’essieu).
Résultats
L’éolienne à 2 pales atteint rapidement un maximum de puissance, celle à 8 pales est lente à se mettre en route.
N.B : Nos travaux ne sont pas assez précis pour choisir entre les autres modèles d’éoliennes.
Nous poursuivrons nos travaux avec les éoliennes à 3, 4 et 6 pales.
Travail à venir avec nos micro-éoliennes
Le 8 juin essai avec 4 hélices à 3 pales et un engrenage. Les hélices sont deux fois plus profondes que les précédentes.
Premier essai : Alors il y a évidemment quelques erreurs❌, on peut remarquer un peu de jeu sur les roues, ce qui provoque un rotation assez irrégulière🤔. Aussi, les engrenages ne sont pas tous parallèles, ce qui fait que les dents se décrochent par moments, car nous les avons positionnés en carré.
L'engrenage est peut-être trop épais.
Nous allons augmenter la profondeur des hélices afin d’incliner davantage les pales. Nous relierons ces éoliennes avec un engrenage qui nous fera perdre de l’efficacité par frottement mais amènera de la stabilité. Cela permettra que toutes les éoliennes tournent même si elles ne sont pas toutes exposées de la même façon au vent.
Nous aborderons dans les semaines à venir les questions suivantes :
- Où mettre l’engrenage ? a l’extérieur, au milieu, à l’intérieur ?
- La position des micro-éoliennes les unes par rapport aux autres aura-t-elle une influence ?
- La présentation de gauche est-elle plus efficace que celle de droite ?
Novembre 2017
Nous avons repris le protocole et les expériences
-On place notre éolienne sur une table avec un nombre de pales que l’on notera (2,3,4,6 ou 8)
-ensuite on positionne parallelement à l’éolienne le ventilateurà une distance d que l’on notera
-Puis, on lance le ventilateur sur la vitesse 1 et on mesure grace à un tachymètre le nombre de rotation par minute des pales.
-Au meme moment, on mesure avec l’anémomètre placé en dessous des pales à la meme distance, la vitesse du vent produite par le ventilateur.
-On répète cette expérience en faisant varier la distance d, la vitesse (1,2 ou 3)ainsi que le nombre de pales .
-Pour finir on rentre ces données sur un tableur et on fait des graphiques.
Schéma du protocole de l’expérience sur le calcul des rotations d’une eolienne en fonction du vent et du nombre de pales.
Ce que l’on s’attend à trouver :
1.Que 3 pales est la meilleure solution car toutes les éoliennes qu’ont a l’habitude de voir ont 3 pales.
2.On pense que le nombre de pales nécessaire dépend des variables (+ ou – de vent…) ; que c’est une histoire de combinaison
Remarques :
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Du mal à se lancer au départ.
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Dès que la pale s’approche de 1500 rotations par minute, elle grésille. Il y a saturation
Critiques :
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Place de l’anémomètre : les données peuvent être fossés à cause de l’air renvoyé par l’éolienne.
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Il vaut mieux faire plusieurs fois les mesures pour avoir des statistiques plus précises.
Mesures du 25 janvier 2018 avec la soufflerie du Lycée
Nous reprenons le même protocole appliqué à la soufflerie dey Lycée
Nous avons tout d’abord procédé à mettre l’éolienne face à la soufflerie pour que le souffle du vent permet à entraîner les pâles de la micro-éolienne.
Nous avons branché un voltmètre sur l’éolienne pour connaitre la tension fourni pour chacune de nos mesures. Nous voulions aussi mesurer l'intensité, mais les mesures étaient en dehors de notre ampèremètre.
Avant de démarrer la soufflerie, nous nous sommes munie d’un tachi-mètre nous permettant de connaître le nombre de tours par minute fait par nos micro-éoliennes. Nous commençons donc l’expérience. Prenant des notes pour chaque variation du « vent » produit par la soufflerie (nous commandions la soufflerie par ordinateur ce qui nous a permis de modifier la vitesse du vent à notre guise), nous avons testé avec toutes les micro-éoliennes et nous avons obtenue des résultats.
Il nous faut analyser les résultats. Nous ferons cela jeudi 3 février
Discussion à l'AFMAE
Nous avons été reçu à l'AFMAE à Massy.
Nous avons demandé comment améliorer nos hélices.
Parmi les propositions retenues :
Mettre un roulement à bille de handpinner
Découper les bouts des pâles comme indiqué ci-dessous.
Nous ferons des essais à partir de la 3 ou 4 pâles.
Chaque impression correspond à 2h !
