Article Fabrication d’une mini-éolienne

Je vais vous présenter dans cet article, une façon simple de construire une petite éolienne.

Il existe de nombreux sites internet sur le sujet, dans les bonnes références on peut nommer les éoliennes piggott qui sont devenues une référence dans la construction d’éolienne domestique.

L’éolienne que je vous propose de construire ici, n’est pas une éolienne qui vous apportera l’autonomie énergétique .  Elle pourra par contre, être utilisée pour éclairer un abri de jardin, une serre ou une petite yourte …

• Outils

Les indispensables :

perceuse

disqueuse

décapeur thermique

pince à riveter

fer à souder

scie sauteuse

multimètre (V)

• Réalisation

Schéma détaillé, les numéros se retrouvent dans l’article. Pour apprécier l’article, je vous conseille d’imprimer le schéma et de lire l’article en vous appuyant du schéma.

• Les pales (1)

Au nombre de 6, elles sont réalisées en PVC. Pour leurs réalisation, il faut récupérer environ 50cm de gouttière en PVC. Après avoir réalisé un patron de pale en papier, on trace le contour de chaque pales sur la gouttière puis on les découpes à l’aide d’une disqueuse.

Les 6 pales ainsi découpées puis ébavurées, on peut réaliser le moyeux de maintien central (6). Il sera découpé dans une plaque en aluminium de 5mm ou tout autre métal inoxydable. On trace un hexagone dont les cotés auront la largeur des pales.

On tracera également 6 pattes de 3cm par 1cm sur chaque coté de l’hexagone, pour riveter les pales sur le moyeux en alu.

Pour découper, on utilisera une scie sauteuse avec une lame spéciale métaux.

Une fois terminé, on peut riveter les pales sur le moyeu à l’aide de 2 rivets pop par pales.

•  Équilibrage :

Équilibrage des pales

L’équilibrage des pales est une étape très importante. Un mauvais équilibrage peut provoquer la destruction de l’éolienne par vibration.

On place l’ensemble pales-moyeux sur l’axe du moteur et on regarde si les pales tournent toutes seules. Si c’est le cas, on laisse les pales finir de tourner puis on perse un trou en haut du moyeu en aluminium. On visse ensuite un boulon dans ce trou puis on regarde le changement. Si les pales tournent toujours, on recommence l’opération.

• Le générateur (2)

Exemples de moteurs pas à pas

L’inconvénient de la génératrice alternative est que le courant doit être redressé en courant continu avant d’être utilisé.

Le moteur pas à pas est un moteur que l’on retrouve dans les imprimantes ou dans les scanners. Il se trouve être une génératrice très efficace pour une éolienne.

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Pour en trouver on démontera une imprimante usagée, trouvable chez Emmaüs ou dans le grenier des voisins !

les moteurs pas à pas sont reconnaissables par leur centre en plastique.

Pour relier les pales au générateur, il faut utiliser un moyeu porte hélice (7), utilisé en aéromodélisme . On les trouves dans les magasins spécialisés (conrad, topmodel, éol …) . Il faut bien faire attention de choisir le bon diamètre, par exemple si l’arbre du générateur est de 3mm, il faudra choisir un moyeu porte hélice D3 mm.

• le bâti (3)

Il est composé de 2 parties, le coffre (3) qui renferme le générateur et le pivot (8) qui permet à l’éolienne de tourner pour s’orienter face au vent.

Pivot avec la roue de roller

 

– Le coffre en plastique est issu d’un ventilateur d’intérieur sur pied.

Le couple est la pièce en bois citée derrière le générateur

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• la queue (4)

La queue est constituée de 2 parties, la dérive et la tige (4). La dérive est découpée dans une planche en contre-plaqué de 5mm à l’aide d’une scie sauteuse pour une forme arrondie ou d’une scie égoïne pour les formes rectilignes. La forme n’a pas beaucoup d’importance, il suffit simplement qu’elle soit suffisamment grande pour orienter l’éolienne dans le sens du vent (env. 20cm x20cm)

La tige qui relie la dérive au bâti doit être rigide résistante et légère. j’ai utilisé un arceau de tente en carbone. Pour fixer la dérive à la tige, on maintient les 2 éléments en place (avec des colliers plastiques par exemple) puis on les colle avec de la résine epoxi (vendu en grande surfaces).

Pour relier la tige au bati, on perse un trou légèrement plus petit que la tige dans la roue de roller (bien dans l’axe du générateur) puis on enfonce en force la tige dans la roue.

• Mat (5)

Le mat présent sur les photos, est constitué d’un pied de tente canadienne.

Si on ne dispose pas de cette pièce :

Il faut trouver une tige (10) qui rentre dans les roulements à billes de la roue de roller avec un petit jeu.

Ce jeux sera comblé par de la gaine thermos-rétractable (vendue en mag. de bricolage) pour isoler la tige des roulements à billes (gaine représentée en vert fluo sur le schéma).

Cette tige étant très fine, il convient de la fixer dans un tube de diamètre plus important qui maintiendra fermement l’éolienne au sol. La liaison entre ces deux éléments devra être isolée pour permettre à la partie électronique de fonctionner correctement.

On pourra alors utiliser un manchon en plastique (11), du caoutchouc ou encore un bouchon en liège taillé sur mesure.

La connexion entre l’éolienne et le mat constitue la partie la plus délicate à traiter. On peut relier l’éolienne directement au mat avec un câble mais celui-ci risque de s’enrouler autour du mat et bloquer l’éolienne lorsque le vent tourne.

La solution adoptée ici consiste à faire passer le courant dans le mat comme illustré sur le schéma ci dessous.

Pour réaliser le premier pôle, on va utiliser la tige centrale (10).

Afin de faire passer le courant du générateur à la tige, on utilise une lamelle métallique souple (12) vissée dans le couple (9).

La languette, issue d’une pile plate 4,5V, est mise en forme par pliage pour créer un effet ressort. Celle ci devra être en contact permanent avec la tige (10) pour assurer le passage du courant. Pour récupérer l’électricité en fin de tige, on perse un trou dans le bas de la tige puis on y enfonce en force un câble électrique (ou on le soude si le fer à souder est assez puissant). Si la tige (10) est facilement démontable, on la retire pour percer le trou afin d’y insérer le câble. Si la tige ne peut pas s’enlever facilement, il faut percer un premier trou dans le tube (5) de 8mm environ, puis on perce un trou de 2mm dans la tige (10).

On procède alors à un étamage du fils électrique à enfoncer dans le trou de 2mm. Pour assurer son maintien, on veillera à ce qu’il rentre en force (à l’aide d’un tournevis) pour s’assurer qu’il restera durablement en position.

Pour réaliser le second pôle, on va utiliser le roulement inférieur (13). On perse un trou dans la roue de roller pour y introduire un fil électrique. Le perçage doit arriver à fleur du roulement à bille. Le fil doit toucher le roulement pour assurer la bonne circulation électrique. Pour récupérer le courant, on colle une rondelle (14) avec de la résine epoxi au sommet de la tige. Avant le collage, on soude un fil électrique sur cette même rondelle. Le roulement repose toujours sur la rondelle et permet une bonne conduction qu’elle que soit l’orientation de l’éolienne.

Le mat est un pied de barnum en acier galva. Haubans en corde à linge, et accrochés à des piquets de trente pour les fixer au sol.

Idéal pour poser près de la tente en festival 🙂

Hauteur : 3m

Fixation des haubans, avec des crochets muraux soudés dans le mat. La câble est du fil à linge fixé au crochet par un domino

• Cône

Le cône, situé au centre des pâles, en plus d’un rôle esthétique, a pour but d’améliorer l’aérodynamisme de l’éolienne. Pour le réaliser, il faut trouver un morceau de plastique relativement souple de 30cm². Il faut également trouver un petit bol en verre ou en terre.

On chauffe le plastique avec un décapeur thermique jusqu’à le rendre mou, puis on appuie le plastique mou sur le verre (avec des gants en cuir pour ne pas se brûler) pour épouser parfaitement la forme du bol. On pourra éventuellement réchauffer les endroits mal formés pour obtenir une forme presque identique au bol original.

Pour découper la forme en plastique on utilise une disqueuse ou une scie à métaux puis on ponce les bords avec une lime ou du papier de verre.

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Pour fixer le cône sur le moyeu central des pales, on peut

utiliser un pistolet à colle. L’avantage et qu’il sera possible de décoller facilement le cône en réchauffant la colle, au décapeur thermique par exemple, ou utiliser une vis, elle-même vissée dans le moyeux porte hélice (trou et taraudage).

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• Électronique

Il vous faut disposez d’une vieille lampe à manivelle qui ne tient plus la charge, pour utiliser son circuit électronique. Son circuit est constitué d’une génératrice alternative (que l’on actionne avec la manivelle), d’un pont de diodes pour redresser le courant, d’un régulateur de tension pour alimenter les led (3 en général) et d’une pile bouton rechargeable de 3,6V.

Il faut alors couper les fils de la génératrice intégrée à la lampe, pour raccorder ces mêmes fils à la génératrice de l’éolienne.

Une génératrice alternative trouvée sur une imprimante, comporte en générale 5 ou 6 fils. Nous aurons besoin uniquement de 2 fils.

Pour les choisir, on fixe l’arbre central de la génératrice à une perceuse, puis on allume la perceuse.

ATTENTION à bien fixer la génératrice pour ne pas que celle-ci tourne au rythme de la perceuse !

On utilise un multimètre afin de repérer les 2 fils où la tension est la plus élevée lorsque le moteur tourne (si la perceuse dispose d’un variateur, on mettra celui-ci au minimum car le générateur n’a pas besoin de tourner très vite pour créer une tension).

->Cette étape nous permet également de voir le bon fonctionnement de la génératrice choisie, ainsi que la tension que l’on peut espérer obtenir une fois l’éolienne achevée.

Une fois la génératrice de l’éolienne soudée à la place de celle de la lampe à manivelle , on peut s’occuper des led. Il est possible d’en rajouter en plus des 3 qui sont sur la lampe. Pour cela, on dessoude la led centrale, que l’on remplace par 2 longs fils. On pourra ensuite souder une vingtaine de led en parallèle sur ces 2 mêmes fils en faisant attention à bien respecter leurs polarités (dans un sens ça marche , dans l’autre non! )

Il est possible d’éloigner les led d’une dizaine de mètres du circuit électronique, en utilisant un câble d’une section minimum de 1,5mm. On pourra ainsi répartir les led dans la pièce à éclairer.

Pour disposer d’une plus grande autonomie, on peut remplacer la batterie de la lampe à manivelle par 3piles (3,6V) soudées en série, et mis à la place de la pile bouton de la lampe. Ainsi les piles pourront se recharger dans la journée pour augmenter l’autonomie de la lampe le soir venu.

• Peinture

En plus de la rendre plus jolie, elle a aussi un rôle de protection contre le soleil.

• Budget

Si vous parvenez à récupérer un maximum d’éléments hormis le moyeu porte hélice, il vous en coûtera une dizaine d’euro. Si vous achetez la gouttière pour les pales, une plaque en alu pour le moyeu central, du contre-plaqué pour la dérive et le couple, un tube acier inoxydable pour le mat etc.. il vous en coûtera environ 40€.

Voila !!!!!! Pour plus de détails ou de photos, contactez moi : atelierdepeyo@gmail.com