Salut a vous les amis.
Avant toute chose, ca va etre un peu long a lire, je m en excuse... j arrangerai la mise en page et inserrerai du schema et de la photo autant que je pourrais afin de ne pas rendre le truc trop indigeste.
j ai mis ce fil dans la
rubrique autarcie, c est un peu borderline avec l ecologie, mais bon si de facon generale le fil pose probleme, n hesitez pas amis modo a deplacer, modifier, voir supprimer si vous estimez que c est du HS...
Ca fait un moment que je cogite afin de preparer ma future vie dans ma "cabane au fond des bois"...
ou que soit la cahute d ailleurs ...
Parmi toutes les choses a faire et les "tirages de plans sur la comete", il y a une chose importante a mes yeux, ca concerne la foruniture en energie de type electrique. et il est vrai que notre merveilleux 20 eme siecle et 21 eme maintenant
nous a ouvert un foultitude de perspectives technologiques accessibles au particulier, en ce qui concerne les energies alternatives, renouvelables, vertes... bref...
Dans mon chti projet, l idee est de s equiper d un panel de sources alternatives et de dire m*rde (mais attention, dans les formes, j ai pas ete eleve chez les porcs non plus...
) a toute compagnie nationale ou pas delivrant la precieuse "effluve electrique"...
parmi les possibilites retenues et qui seront developpees trankilou les unes apres les autres et installees "sur site", j ai pris:
- le solaire photovoltaique,
- le solaire calorique,
- l eolien,
- le thermoelectrique.
un des facteurs limitant du truc, c est que je veux fabriquer un max de chose compte tenu de ce que je sais faire et jouant sur un
mix achat pour les pieces vraiment speciales et recup au max pour le reste et/ ou du detournement d objet de leur usage premier.
Alors voila, je vous presente une premier facette su projet, un premier essai...
Je me suis penche sur la thermoelectricite.
dans mon cahier de charge, le projet "thermoelectrique" implique de pouvoir avoir:
- un matos transportable a dos d homme ou de mulet,
- facile de maintenance,
- amovible et independant de la structure de la future "cabane"
- poly carburant, c est a dire pouvant fonctionner avec une source de chaleur preferentiellement dans l ordre: solaire > poele a bois > gaz (bouteille propane/butane). j exclue l usage du petrole. et normalement les 2 premieres sources devraient suffire.
- le plus flexible possible dans son usage: chauffage eterne ou interne, usage d eau ou d huile comme matelas thermique...
Rapido, je vous decris les principes:
l idee c est d utiliser un ensemble de
modules Peltier utilise en mode "generateur" pour fabriquer un
thermo-pile capable de generer de l electricite a partir d une
difference de temperature presente entre une "
source chaude" a laquelle sera expose une partie de la pile, et une "
source froide" a laquelle sera exposee l autre partie de la pile.
Les mots clefs sont: effets Peltier, effet Seebeck (celui qui nous interesse...), thermocouples, thermopiles, calopiles, thermoelectricite...
l idee de base est la suivante:
effet Seebeck:
Lorsqu on relie entre eux 2 metaux (A et B) de natures differentes par 2 jonctions: A lie a B lie a A, ces 2 jonctions creent ce qu on appellent un thermocouple.
Lorsque chaque jonction est portee a une temperature differente (T1 et T2 ou delta T), une difference de potentiel ou tension proportionelle a cette difference de temperature apparait entre les 2 jonctions.
Lorsque delta T augmente, la tension augmente.
mais attention sur une certaine plage de temperature, passee une valeur "delta T" max, les performances du thermocouples s ecroulent et la tension n augmentera plus de facon si importante... l effet Peltier est l inverse: lorsque j impose une difference de potentiel entre les 2 jonctions, qui seront traversee
par un courant continu (le module est une charge), unne difference de temperature apparaitra entre les 2 jonctions. l une va se refroidir, l autre se rechauffer.
un peu de wiki bien fait la dessus...
http://fr.wikipedia.org/wiki/Thermocouplehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Thermoélectricité
pour le projet, c est l effet Seebeck qui nous interesse.
je travaille en fait avec des modules Peltiers qui sont en fait des matrices de plusiurs dizaines a centaines de thermocouples connecte electriquement en serie entre eux, mais thermiquement en parallele, ca se presente sous la forme d un assemblage de petits elements themocouples fixes en sandwich entre 2 lames de ceramiques. c est comme un patch carre ou rectangulaire generalement, de quelques cm2 et de 3 ou 4 mm d epaisseur avec deux fils d alimentation (un + et un - basiquement).
exemple de Google...
j ai donc essaye de bricoler en fait un generateur thermolelectrique en fixant 8 modules peltiers sur les faces externes d une especes de "
source chaude confinee", faites a partir de
radiateur dont les ailettes sont tournees vers l interieur (absorbeur) pour capter un max de calories et les transmettre aux modules qui tapissent tout l exterieur de la source. j ai ensuite rajoute des radiateurs de refroidissement, tourne vers l exterieur, sur l autre face des modules.
l idee etant de maintenir un gradient thermique optimal entre les 2 faces de chaque module, afin que
tous, une fois connecte en serie, se comportent comme un seul generateur.un schema d une des faces du dipositif:
a droite de la photo ci-dessus vous voyez le proto, a gauche, mon petit rechaud a bois qui pourrait servir de "source chaude" comme ca...
la boite noire est faite de 4 radiateurs (rappel: on va les appeler
absorbeurs pour pas se melanger les pinceaux
) tournees vers l interieur, assemble par vissage avec des cornieres alu...
vous voyez aussi les radiateurs de refroidissement externes. les modules sont coinces en sandwich entre la boite (absorbeurs) et les les radiateurs externes.
un details de chaque module monte sur les radiateurs externes...
Une fois tout ce petit monde assemble et connecte (8 modules peltier electriquement en serie), je suis en train de faire mes premers essais...
En mode Peltier, chaque module a une capacite d extraction calorique de l ordre de 50 watts, alimente sous 15 volts et en se debrouillant de maintenir un delta T optimal de l ordre de 65 a 70 degres entre la face chaude et la face froide...
Le premier hic, c est qu en mode inverse, mode Seebeck, le rendement est assez faible, entre quelques pourcent et 10 pourcents. donc si je pense en sortir entre 5 et 20n watts a la louche (40 watts serait un must mais plutot theorique qu autre chose... en industrie astronautique on arrive dans ces eaux la... alors, dans ma cuisine... ) mais bon, on va pouvoir grapiller...
autre point delicat, c est fragile un peltier, les soudures de jonctions fondent assez facilement, 150 degres dans ces eaux la, 200 parfois... j ai deja du en remplacer un par une faute de manip de ma part. Donc je m impose de ne pas depasser 100 degres pour ma sources chaude, ce qui me fait un 30 degre pour la face froide de chaque Peltier. ca va,
sous nos contrees, ca reste raisonnable.
idealement, ca serait plus adapte aux climats froids, et d un rendement meilleurs...
ex:
Si j utilise ce generateur dehors ou dans une piece auxc alentours de 10 degres, ca veut dire qu il faudrait que je fasse monter ma source chaude uniquement qu a 80 degres pas plus, pour obtenir le delta T obtimal.
si il fait 0, je dois monter a 70... etc...etc...
Donc on voit l interet global:
- un, d optiniser le refroidissemnt de la face externe du dispoditif,
- deux de ne pas trop grimper pour ne pas esquinter les peltiers...
Autrement vu, en Paus Scandinave, en hiver, si le local technique qui contient la thermopile fait entre -20 et -30, et bien il suffira qu un bruleur ou poele fasse chuffer mon eau entre 40 et 50 degres Celcius, ce qui impliquera une petite depense de combustible...
pour les tests, j ai fait ca d abord sur ma gaziniere...
desole pour le bordel, je suis trop pris par ce truc pour m occuper du menage...
donc, je mesure ma tension au fur et a mesure qu augmente le gradient de temperature, j essaie de caracteriser le systeme un peu...
voila 2 exemples de mesures (parmi d autres...):
tension en fonction du gradient donne par les 2 temperatures (source chaude (paroi du proto) thermometre du bas- source froide (radiateur externe) thermometre du haut)
au mieux, j ai obtenu environ 15 volts (a vide) pour un delta T de 70 degresje me suis amuse a brancher ca sur une charge resistive de 120 Ohms, et j ai une une chute de tension (previsible, y a pas de regulateur encore, ca viendra plus tard...) qui m amene entre 11 et 12 volts, ce qui m amener a evaluer la puissance debitee par le truc de l ordre du watts.
donc, sous charge de 120 ohms, sans regulateur:
12 volts, 1 watt... mais attention, ca veut pas dire que ca ne peut debiter qu un watt, pour ca, faudra que je fasse toute une serie de mesure avec plein de charges de valeur differente afin d obtenir la puissance max valable pour la charge la plus adaptee a ma bestiole (generalement, la valeur de cette charge optimale correpond a une resistance minimale au dela de laquelle, la tension du "s ecroule" et n est plus utilisable)... donc il me faut definir ca, en gros faire une courbe puissance en fonction de la charge, une courbe classiquement parabolique pour une charge resistive couplee a un generateur .l imprecision de mes mesures est du a ma facon de manipuler, car le systeme s emballe rapidement et chauffe globalement assez vite (radiateurs externes trop petits, faut que je bosse la dessus) et du coup,
je devais arrose d eau constament ces radiateurs pour bien maintenir le delta T optimal, donc pas assez de bras pour tout, faire en plus des photos... Donc beaucoup de choses a faire, mais, a la base,
ca marche...
Quand j aurai un peu optimise la taille des radiateurs (en fait, ce truc, c est tout en radiateurs!
) et defini au moins rudimentairement, electriquement le comportement des modules (abaques, tableau..., puissance max debitable...)
je fabriquerai un bruleur a gas amovile et surtout RADIAL, afin de chauffer de facon homogene et sur toute leur longueurs, les 4 absorbeurs de ma source chaude. l idee est aussi eventuellement de pouvoir transformer la source chaude en simple contenant d eau, car comme ca, je chauffe l eau directo sur un poele, y a une limitation securitaire a 100 degres qui va s etablir, une grosse inertie qui me permettra d utiliser mon generateur quelque temps, meme apres que le poele se soit eteint.
2 configs possibles:
schema a venir...
enfin une des choses a faire tout de suite c est ameliorer le transfert entre source chaude et face chaude du peltier et refroidissement de la face froide du dit Peltier, qu ce soit en mode bruleur ou bouilloire...
Voila ou j en suis, je pense que vous voyez un peu la philosophie du truc...
Bon apres, ca parait un peu impressionnant, mais je vous assure, c est des manips qui restent parfaitement accessibles a tous! tous les bricoleurs sur le forum peuvent s y lancer!
Je mettrais a jour ce fil de temos a autre suivant l avancee des travaux.
a+ et merci de votre patience
Lambda