Impression 3D: créer un générateur électrique
Voici un projet vraiment digne d'intérêt !
Chris nous propose un projet (et vidéo) pour réaliser un générateur électrique.
Il faudra:
Et finalement tourner l'axe pour produire votre énergie.
Un magnifique projet à découvrir sur Thingiverse (et la vidéo de présentation ci-dessous).
D'autres vidéos sont également disponibles sur la page du projet.
Le projet inclus également un bobineur (à imprimer) pour réaliser les bobines du générateur
Bobines que l'on place sur le gabarit en suivant scrupuleusement le schéma de raccordement (il y a un sens bien précis!)
Une fois en place, il ne faut pas oublier de placer un noyaux ferro-magnétique au centre de la bobine... sans oublier de clairement identifier les bobines (ainsi que fils entrant et sortant).
Le rotor (partie tournant) est composé d'aimants disposés régulièrement avec une inversion de polarité !!!. Ces derniers sont collés dans leur logement.
Fin ensuite l'assemblage final où l'on positionne le rotor avec les aimants face au stator avec les bobines.
Eoliène à axe vertical
A coupler avec un projet d'éoliène à axe verticale facile à réaliser pour un prix modique de 30 à 50 EUR.
Une réalisation accessible aux makers :-)
Contraintes techniques d'une telle association
Hormis le phénomène d'usure, il y a des contraintes liées à la réalisation du circuit électrique.
Tension dépend de la vitesse de rotation de l'éoliène
La vitesse (donc la tension) dépendra de la vitesse de l'axe (qui varie donc avec la vitesse du vent). Comme les circuits résistif consomment un courant proportionnel a la tension (U = R * I), le courant sera dans les bobines (sur circuit de charge résistif) sera donc proportionnel à la vitesse de rotation de l'éoliène (donc du vent!).
Courant maximum du générateur
Par contre, ce courant passe aussi dans les bobines et produisent un échauffement.
En grossière approximation, nous pouvons calculer la puissance avec la formule P = R x I^2. Cette puissance P (en Watt) provoque l'échauffement des bobines et si la température monte de trop ==> le vernis de la bobine va littéralement brûler (deviendra noire et produira des gaz toxiques) pour finir par rentrer en court-circuit... et là... c'est cuit!
De son côté, la résistance dépend de la section du fil (résistance ohmique au mètre) et de la longueur de fils de la bobine.
Température maximale
L'élévation de la température ne peut pas dépasser la tolérance du vernis (celui sur les fils) mais plus important encore, cette température doit rester SOUS la température de fusion du matériel d'impression 3D (ABS et PLA)!
Il ne faut pas négliger les problèmes de frottement qui peuvent aussi être la cause, localement, de grand dégagement de chaleur.
Conclusion
Reste maintenant à calculer le courant maximum que l'on peut espérer d'un tel générateur.
C'est un super projet didactique sous bien des angles.
Ce serait un chouette complément énergétique pour le projet Hydro@school.
En tout cas, chapeau Chris, c'est un très beau projet!
Chris nous propose un projet (et vidéo) pour réaliser un générateur électrique.
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| Générateur électrique proposé par Chris source: ce projet Thingiverse |
Il faudra:
- Imprimer les pièces
- Réaliser les bobines du générateurs
- Placer les aimants
- Réaliser les raccordements
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| Les pièces à imprimer source: ce projet Thingiverse |
Et finalement tourner l'axe pour produire votre énergie.
Un magnifique projet à découvrir sur Thingiverse (et la vidéo de présentation ci-dessous).
D'autres vidéos sont également disponibles sur la page du projet.
Le projet inclus également un bobineur (à imprimer) pour réaliser les bobines du générateur
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| Réaliser les bobinages source: ce projet Thingiverse |
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| source: ce projet Thingiverse |
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| Schéma de raccordement des bobines source: ce projet Thingiverse |
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| Attention au fils entrant et sortant !!!! source: ce projet Thingiverse |
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| Finition du stator avec les bibines et raccordement sur les redresseurs. source: ce projet Thingiverse |
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| Préparation du rotor source: ce projet Thingiverse |
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| Placement du rotor (élément tournant avec les aimants) source: ce projet Thingiverse |
Eoliène à axe vertical
A coupler avec un projet d'éoliène à axe verticale facile à réaliser pour un prix modique de 30 à 50 EUR. Une réalisation accessible aux makers :-)
Hormis le phénomène d'usure, il y a des contraintes liées à la réalisation du circuit électrique.
Tension dépend de la vitesse de rotation de l'éoliène
La vitesse (donc la tension) dépendra de la vitesse de l'axe (qui varie donc avec la vitesse du vent). Comme les circuits résistif consomment un courant proportionnel a la tension (U = R * I), le courant sera dans les bobines (sur circuit de charge résistif) sera donc proportionnel à la vitesse de rotation de l'éoliène (donc du vent!).
Courant maximum du générateur
Par contre, ce courant passe aussi dans les bobines et produisent un échauffement.
En grossière approximation, nous pouvons calculer la puissance avec la formule P = R x I^2. Cette puissance P (en Watt) provoque l'échauffement des bobines et si la température monte de trop ==> le vernis de la bobine va littéralement brûler (deviendra noire et produira des gaz toxiques) pour finir par rentrer en court-circuit... et là... c'est cuit!
De son côté, la résistance dépend de la section du fil (résistance ohmique au mètre) et de la longueur de fils de la bobine.
Température maximale
L'élévation de la température ne peut pas dépasser la tolérance du vernis (celui sur les fils) mais plus important encore, cette température doit rester SOUS la température de fusion du matériel d'impression 3D (ABS et PLA)!
Il ne faut pas négliger les problèmes de frottement qui peuvent aussi être la cause, localement, de grand dégagement de chaleur.
Conclusion
Reste maintenant à calculer le courant maximum que l'on peut espérer d'un tel générateur.
C'est un super projet didactique sous bien des angles.
Ce serait un chouette complément énergétique pour le projet Hydro@school.
En tout cas, chapeau Chris, c'est un très beau projet!
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