Créer une éolienne à partir de moteurs pas à pas d'imprimante
Difficulté
Facile
Durée
2 heure(s)
Catégories
Énergie
Coût
10 EUR (€)
Introduction
En Afrique, près de 600 millions de ruraux n’ont pas accès à l’électricité.
CONTEXTE :
L’accès à l’énergie, et plus particulièrement l’accès à l’électricité, est une condition indispensable pour le développement économique et sanitaire d’un pays. Or, si la consommation d’énergie mondiale a presque doublé depuis les années 1970, la part des pays pauvres n’a cessé d’augmenter. Aujourd’hui, on estime à 2 milliards le nombre de personnes qui ne disposent pas d’un accès à l’énergie suffisant pour vivre dans des conditions correctes, et à 1,6 milliards le nombre de personnes n’ayant pas accès à l’électricité. Ce qui a des conséquences sanitaires et environnementales dramatiques. Les énergies renouvelables, comme l’éolien pourraient être une solution : Une éolienne convertit l’énergie cinétique du vent en énergie électrique.
L'EOLIENNE INDUSTRIELLE :
Une éolienne industrielle d'une puissance de 2 mégawatts produit annuellement environ 4400 mégawatts/heure, soit la consommation électrique d'environ 2000 personnes. Les éoliennes industrielles sont remplies de capteurs, de pièces mobiles, de régulateurs et de pièces mécaniques en tout genre. Elles sont complexes de fabrication et leur impact environnemental à la construction est loin d'être neutre. De plus il n’est aujourd’hui pas possible de réparer ces éoliennes avec des moyens locaux.
L'EOLIENNE LOW-TECH :
Une éolienne low-tech à moins de 10€, très simple à fabriquer à partir de matériaux de récupération, c’est possible ! De plus faible puissance que les éoliennes industrielles elle peut être utilisée pour des applications locales : charger un téléphone, allumer des LED, actionner une petite pompe… Pour de telles applications, quelques watts seulement suffisent.
Cette éolienne peut donc être très utile pour les régions reculée n’ayant pas accès à l’électricité du réseau et bénéficiant de vents favorables. Au Sénégal, par exemple, seul 40% de la population est reliée au réseau électrique en zone urbaine et seulement 10% en zone rurale. La possibilité pour les populations de pouvoir générer de l’électricité à partir d’une éolienne auto-construite serait une belle opportunité.Youtube
Matériaux
L'éolienne
1 - Une planche de bois (au moins 10 mm d’épaisseur)
2 - Une plaque de fer plate (au moins 2 mm d’épaisseur)
3 - Un moteur pas à pas d’imprimante (avec sa broche de connexion)
4 - Un tube PVC (55 mm < diamètre < 100 mm ; et au moins 3 mm d’épaisseur)
5 - Une chambre à air de vélo
6 - Des vis à bois
Le circuit électrique
3 - Le moteur pas à pas d’imprimante
8 - Un support en plastique pour accueillir les différents éléments du système (récupérable sur une partie plate du boîtier de l'imprimante)
9 - Deux redresseurs de tension ou pont de diodes Wikipedia
10 - Un condensateur 1000µF 16V Wikipedia
11 - Un régulateur de tension Wikipedia LM7805 pour fixer la tension à 5V, on peut aussi utiliser le LM7812 pour fixer la tension à 12V
11' - A la place du régulateur de tension on peut utiliser un rehausseur de tension ou Booster DC/DC ou encore Step Up qui fournira une tension de sortie de 5V (USB) avec une tension d'entrée allant de 0,9 à 5V.
12 - Un connecteur USB
13 - De l’étain pour la soudure
14 - Du fil électrique
Retrouvez globalement la maquette 3D de cette éolienne en suivant ce lien
Outils
L'éolienne
a - Un étau
b - Une scie à bois et à métaux
c - Une règle
d - Une visseuse
e - Un voltmètre
f - Des pinces crocodile
Le circuit électrique
g - Une pince coupante
h - Un fer à souder
Étape 1 - Fonctionnement
Ce tutoriel montre comment fabriquer une petite éolienne à partir de vieux moteurs pas à pas d’imprimantes ou de photocopieurs. Elle permettra par exemple de recharger un téléphone portable.
1 - La rotation des pales
Sous l’effet du vent, l’hélice, aussi appelée rotor, se met en marche. Ses pales tournent.
Le rotor à 4 pales est placé en haut d’un mât pour prendre plus de vent.
2 - La production d’électricité
L’hélice entraîne un moteur pas à pas d’imprimante.
Grâce à l’énergie fournie par la rotation des pales le moteur pas à pas produit un courant électrique alternatif.
3 - Le circuit électrique
Le circuit sert à « traiter » le courant en sortie du moteur, afin qu’il puisse être utilisé pour charger un téléphone, ou un autre appareil à partir d’un port USB.
Il est composé :
- De redresseurs qui « redressent » la tension à la sortie du moteur afin de récupérer un courant continu.
- D’un condensateur permettant de redistribuer l’électricité de façon constante, car le vent fournit une énergie non continue.
- D’un régulateur de tension qui limite la tension du courant électrique produit par le moteur au voltage voulu, ici 5V.
La rotation de l’éolienne nécessite une vitesse de vent minimale d’environ 10 à 15 km/h pour démarrer.
Étape 2 - Etapes de fabrication
L'éolienne
1 - Préparation du moteur
2 - Axe du moteur
3 - Préparation des pales
4 - Aileron et base des pales
5 - Assemblage
Le circuit électrique
1 - Redresseurs
2 - Condensateur
3 - Régulateur de tension
4 - Raccordement du port USB
Protection du moteur
Draft
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