[Tuto] Vélo générateur d'électricité

[kikou92]

Bonjour à tous,

Pour les besoins d'animation d'un stand d'une association humanitaire, on m'a demandé de réaliser un générateur électrique dans la philosophie de la pub contrex, celle où les filles pédalent pour voir un homme se trémousser sur un écran géant. Le concept était de faire pédaler une personne et de lui mixer un smoothie avec l'énergie générée.
Amusé par l'idée, j'ai construit deux systèmes tels que celui en photo. Il fonctionne parfaitement et a "mixé" pendant une journée complète.
Je vous livre cette expérience, ça pourrait vous servir, ne serait-ce que pour recharger une petite batterie 12V et surtout vous donner les ordres de grandeur énergétiques associés.

Matériels :
- 1 home trainer : 40€
- Votre vélo
- 1 batterie récupérée à la casse : 20€
- 1 petit alternateur de citadine à la casse : 30€
- 1 chaine de vélo : 4€
- 1 cassette de pignons premier prix : 6€
- quelques fils électriques, une ampoule 12V/21W

Accessoirement, j'ai récupéré un convertisseur 12Vdc/230Vac de 600W (~80€) et un mixer de 600W (~30€)

Etapes de fabrication:
1 - Dévisser la poulie d'alternateur,
2 - Adapter et fixer un petit pignon de la cassette sur l'arbre de rotation,
3 - Fixer l'alternateur sur une planche, en butée sur le home-trainer avec son vélo dessus,
4 - Poser la batterie sur la planche pour l'alourdir,
5 - Positionner la chaine sur le grand pignon vélo et le nouveau pignon alternateur, (et surle vélo : grand plateau/petit pignon pour favoriser les démultiplications)
3 - Connecter la carcasse de l'alternateur à la borne (-) de la batterie
4 - Connecter les bornes (+) et excitation de l'alternateur à la borne (+) de la batterie
5 - Pédaler

L'insertion d'un petite ampoule 12V/20W sur le fil d'excitation permet d'apprécier votre performance : lorsque l'alternateur commence à débiter, il s'auto-excite et ne consomme plus d'énergie sur le fil d'excitation, et la lampe s'éteint. Elle se rallume dès que vous ralentissez ! 

En pédalant à rythme soutenu, j'ai mesuré à l'ampèremètre 4A qui rentraient dans la batterie sous 12V, soit environ 50W.
En pédalant comme un malade  , je suis monté à 7A...
Le rendement d'un tel système n'est vraiment pas optimisé et on atteint guère plus de 50%. Je pense que je devais fournir environ 100W mécanique aux pédales... (à comparer aux cyclistes pros qui dépassent les 400W).
Le "frein" apporté par le prélèvement énergétique de l'alternateur donne l'impression de pédaler sur une légère pente.

A moins de mettre plusieurs vélos en parallèle (et encore sous conditions), cette puissance est insuffisante pour alimenter directement mon mixer.
C'est pourquoi j'ai choisi un concept stockage/déstockage (ou dépense/remboursement) avec un tampon électrique réalisé par la batterie.
J'ai connecté le convertisseur 12/230 à la batterie et le mixer derrière.

En prenant un peu de marge sur le rendement et la vitesse de pédalage, les gens avaient pour consigne pédaler 1 minute pour "engranger" 15 secondes de mixer.
A la fin de la journée, la batterie s'était même un peu rechargée.

Donc le concept fonctionne, retenez que ça peut le faire.

A dispo si questions !

A+ 
Alexis

[camoléon]

salut,

merci pour le partage !
J'avais engrangé pas mal de doc internet pour la possible réalisation future de ce genre de projet, et là, tu me mâche le travail .

Bon, ben maintenant, y'à plus qu'a dégager de la place dans le garage et mettre mamie à l'entrainement

[jeanjacques]

Un article "Bike powered electricity generators are not sustainable"
http://www.lowtechmagazine.com/2011/05/bike-powered-electricity-generators.html

Mais cela n'enlève en rien l'intérêt de ce projet

[François]

Pour autant que "sustainable" ai une signification pratique applicable à un objet en particulier

Quand à la démarche de recycler un alternateur et une batterie pour faire pédaler des gens, cela ne me semble pas moins "vertueux" que de les inciter à s'équiper pour randonner en montagne.

[raphael]

 

J'aime bien aussi le fait de montrer ce qu'est l'energie et l'effort associé. Cela fait toucher du doigt le paradis energetique dans lequel on vit.

Un champion cycliste monte en plein effort a 500/600 watt : meme pas une perceuse...

[Tengu]

Un petit peu de math / physique :

Du site de Jancovici (http://www.manicore.com) :

Si notre homme (c'est rarement une femme, pour le coup) remonte une pelletée de terre de 3 kg toutes les 5 secondes, il aura remonté environ 17 tonnes en 8 heures de travail (c'est en fait un total considérable ; essayez et vous verrez !).

Si cette remontée se fait sur 1 mètre de hauteur, la belle formule de physique que tous ceux (et celles) qui n'ont pas trop dormi près du radiateur ont gardé en mémoire (E = mgh) permet de dire que l'énergie mécanique correspondant à ce travail vaut.... un peu moins de 180.000 joules, c'est-à-dire un ridicule 0,05 kWh !

Si notre homme a absorbé 5 kWh dans la journée pour soutenir ce régime de travail de force, nous voyons que le rendement purement mécanique de la machine humaine est de l'ordre de 1%. Abracadabrantesque !

Mais ce rendement peut être encore plus faible : si les bras sont utilisés pour boucher des bouteilles, par exemple, l'énergie mécanique obtenue à la fin de la journée sera probablement inférieure d'un facteur 10 à 50 à celle mise en mouvement par un ouvrier qui creuse un trou (et ca sera encore moins si les bras servent... à taper sur un clavier).

Le rendement des jambes, toutefois, est meilleur que celui des bras : si le même manœuvre, pesant 70 kg "tout nu", a grimpé 2000 mètres de dénivelée dans la montagne, avec 30 kg sur le dos (les connaisseurs apprécieront), il aura fourni un travail de (70+30)*2000*9,81 = 2 megajoules, soit 0,5 kWh en chiffres ronds. Dans ce cas, le rendement fait un bond astronomique, puisqu'il passe à quasiment 10%.

Dans le même temps, un moteur à explosion a un rendement de l'ordre de 20% à 40%, c'est-à-dire que je récupère sous forme d'énergie mécanique 20% à 40% de l'énergie thermique contenu dans le carburant de départ. 1 litre d'essence, consommé dans un tel moteur, produira donc 2 à 4 kWh d'énergie mécanique. Si c'est uniquement le côté mécanique de l'esclave au travail qui nous intéresse, alors nous voyons qu'avec le litre d'essence précédemment mentionné, et ses 2 à 4 kWh de travail mécanique une fois passé dans un moteur, nous avons l'équivalent de 100 (grosses) paires de bras pendant 24 heures à 0,05 kWh pièce, ou de 10 (grosses) paires de jambes sur la même durée. Et le pétrole serait cher (bis) ?

[kikou92]

Un article "Bike powered electricity generators are not sustainable"
http://www.lowtechmagazine.com/2011/05/bike-powered-electricity-generators.html

Mais cela n'enlève en rien l'intérêt de ce projet

Bonjour à tous,
Quand je vois ces gens sans électricité pendant de nombreux jours voire semaines à cause du gel ou de la neige, par forcément en France d'ailleurs, je me dis que pouvoir générer un tant soit peu d'énergie électrique pour y voir clair le soir, recharger un téléphone, alimenter une radio ou autre chose, c'est déjà pas mal, non ?
Je parle bien d'un contexte dégradé là. 
A+ 
Alexis

[musher]

Perso,

j'avais regardé ceci

http://www.survivre.com/generateur-de-batterie-a-pedales-powerplus-c2x10069897

Mais les rares avisq ue j'ai trouvé sont pas top

Sinon ce principe a déjà été commercialisé.

http://www.jeuneafrique.com/Article/DEPAFP20120328155626/

[Campeur]

génial ! merci du partage !

j'avais vu un système similaire pour une machine à laver :



maintenant, l'idéal serait de bricoler une machine à laver alimentée électriquement pour qu'elle génère à son tour de l'électricité...

comme j'ai deux mains gauche, je vous laisse plancher sur le sujet ! 

[Djeep]

BJR Pas vraiment le même système. Il s'agit simplement d'un entrainement mécanique du tambour en remplaçant le moteur électrique HN

[Phil67]

Chouette bricolage éducatif !

Quand je vois ces gens sans électricité pendant de nombreux jours voire semaines à cause du gel ou de la neige, par forcément en France d'ailleurs, je me dis que pouvoir générer un tant soit peu d'énergie électrique pour y voir clair le soir, recharger un téléphone, alimenter une radio ou autre chose, c'est déjà pas mal, non ?
Je parle bien d'un contexte dégradé là. 

L'idée est intéressante en cas de panne générale dans une habitation isolée, surtout en dépannage à l'improviste... mais il faudrait également la comparer avec d'autres approches possibles en préventif.

Le rendement humain est vraiment très faible comparé aux besoins de n'importe quel appareil électrique ou à l'énergie contenue dans n'importe quel carburant.

Pédaler pendant des heures pour recharger un téléphone ou une lampe ne semble pas vraiment rentable :
   - grosse dépense d'énergie, donc gros besoins caloriques et risque de coup de chaud en transpirant (on sue BEAUCOUP plus vite sur home-trainer que sur vélo, mais ça peut faire chauffage central )
   - téléphone probablement inutile si les antennes relais sont également HS
   - lampe pouvant être remplacée par des bougies
   - une petite radio (de préférence genre MP3) et des petits appareils sur piles peuvent tenir plusieurs jours sur 1 jeu en les utilisant avec parcimonie et on peut avoir plusieurs jeux d'avance

En anticipant ce genre de situation ne serait-il pas plus sûr d'avoir p.ex. une collection de batteries 12V maintenues régulièrement en charge ? Le plus petit des groupes électrogènes avec 1l de carburant sera plus efficace que n'importe quel humain. Également quid de générateurs Peltier utilisant l'énergie d'un feu (qui sera probablement la seule source de chaleur fiable en zone boisée) ?

On peut également imaginer de gagner en rendement sur ce système en remplaçant les batteries par de l'hydraulique qui est le moyen de stockage d'énergie avec actuellement le meilleur rendement. EDF utilise ce principe pour stocker ses surplus temporaires de production en remontant de l'eau dans des barrages : excellent rendement et pas d'auto-décharge ou de vieillissement... mais au détriment du volume et de la facilité de mise en œuvre.

j'avais vu un système similaire pour une machine à laver :

La solution 100% mécanique et 0% électrique reste la plus rentable pour un lave-linge : beaucoup moins de pertes qu'une solution vélo -> alternateur -> batteries -> convertisseur -> lave-linge.

On pourrait imaginer un système d'entraînement similaire pour pas mal d'outils fixes pouvant se contenter de moins de ~200W de puissance musculaire continue ou ~300W en pointe (un peu plus pour les habitués du vélo).

maintenant, l'idéal serait de bricoler une machine à laver alimentée électriquement pour qu'elle génère à son tour de l'électricité...

Soit le rendement sera catastrophique avec autant de mouvements mécaniques intermédiaires pour générer de l'électricité, soit tu viens d'inventer le mouvement perpétuel et même l'énergie spontanée infinie.

[Campeur]

Soit le rendement sera catastrophique avec autant de mouvements mécaniques intermédiaires pour générer de l'électricité, soit tu viens d'inventer le mouvement perpétuel et même l'énergie spontanée infinie.

je me disais bien que je tenais une idée de génie