Système créé dans la cadre d’un challenge organisé par Greenpeace
Ce concours proposait d'imaginer un système qui permettrait le remplacement des pompes à eau diesel, communément utilisées en Inde, par des solutions propres, peu coûteuses, transportables, ... (plus d'infos sur le concours ici)
Le système : La pompe à vapeur est dérivée de pièces automobiles (turbocompresseur usagé, alternateur, batterie). La station solaire est constituée de mylar, tendu en forme de goulotte parabolique, monté sur demi-lune (12m. par 2m.). La tuyauterie est du type acier chauffage et le châssis tournant est réglable par points, de façon à être installé facilement. L’électronique qui assiste l’ensemble est simple (arduino, etc…).
Un système puissant
24 KW thermique environ à midi, au cycle de Carnot c’est 1/3 d’énergie mécanique restituée, la vapeur entrainant directement la pompe à eau soit 8KW mécanique (une grosse pompe…).
Principe de fonctionnement
Groupe Turbo-Pompe-Générateur à vapeur.
La vapeur générée (eau de pluie ou distillée) est injectée dans la partie échappement d’un turbocompresseur (ici un Garret). L’autre partie, qui compresse l’air habituellement, est utilisée pour pomper l’eau de drainage. Si on procède au réglage de débit de vapeur et de débit d’eau (vannes à billes) on peut ajuster la vitesse de la turbine pour une efficacité optimum. La vapeur sort ensuite dans un pot de détente et de condensation afin de recycler cette eau et atténuer le bruit de turbine (on pourra remarquer l’adjonction sur conduite d’un alternateur auto, et d’une batterie afin d’assurer l’asservissement de l’ensemble).
Coût du sytème
Calculé pour des composants de base, au prix fort, c’est à dire à l’unité.
Groupe moto pompe
- Turbocompresseur: récupéré
- Alternateur: récupéré
- Batterie: récupérée
- Détendeur: récupéré (bouteille de gaz)
- Pompe à membrane: $15
- Pompe à huile: $10
- Vannes à billes: $5
- Moteurs incrémentaux : récupérés (imprimantes)
- Raccords plastiques : $15
- Supports acier: récupérés
≈$50
Capteur solaire
- Extrudé à froid plus fin en acier au nickel raccords compris : $80
- Idem pour les barres espaçant les demi- lunes : $75
- Demi-lunes (polyester extrudé ou polyuréthane), compris armatures de fer galvanisé : 4 x $20
- Contrepoids (fonte grise): récupéré
- Motoréducteurs: 8 x $5
- Base pied, profil acier soudé à l’arc, visserie: 4 x $10
- Languettes PVC, fils de nylon: $20
- Mylar aluminisé 30m2 : $100
≈$400
Asservissement électronique
- Arduino due micro-contrôleur : $35
- Servomoteurs (vannes motorisées) : 2x $15
- Accéléromètre : 4 x $5
- Capteurs de pression: 2 x $5
- Capteurs de température: 4 x $2
- Module horaire et GPS: $25
- Modules RS485: $4
- Ecran de controle, interface: $20 (ou tablette androïd, iphone , ipad, ect
- Câblage: 12m Type éthernet 4×2 conducteurs twistés $30
- Soft: open source
≈$170
La vapeur a d’autres avantages : la pasteurisation, la stérilisation, rendre l’eau potable ou sécher les aliments en vue de leur conservation, etc...
Empreinte carbone : Le calcul est simple, à titre de comparaison, sachant qu’avec ce dispositif on peut atteindre des rendements importants : il faudrait 3 x 24m2 = 72 m2 montés sur héliostat, ou plus de 100m2 de panneaux photovoltaïques fixes, pour la même puissance, leur fabrication demandant alors plus de 200 Tonnes équivalent pétrole (2Tep/m2) ! (voir ici).
Il n’est nul besoin de matière pour produire de l’énergie
respectivement : Énergie calorique, mécanique, électrique.
Ce groupe pouvant bien sûr être alimenté par une chaudière à bois, à charbon, incinérateur ou autre combustible, il n’est question ici que de chauffer au soleil.
Liens :
Projet Greenpeace déposé ici - Vous trouverez aussi le modèle sur GrabCaD.