Une éolienne à vitesse constante (2012)

La construction d’une structure mobile comme une éolienne n’est pas tellement éloignée de celle d’un robot mobile. Elle est intéressante d’un point de vue mécanique et électronique.

Le modèle choisi pour cet "EoleBot" est une éolienne à axe vertical avec un mécanisme ingénieux permettant une vitesse constante et donc une protection contre les vents forts. Les explications et les consignes de fabrication sont disponibles sur le site On peut le faire.

Principe

Mais pourquoi une vitesse constante ? ? Parce que cela permet de limiter les variations de courant à prendre en compte dans la réalisation de l’électronique qui récupère l’énergie produite par l’éolienne, et parce que cela simplifie l’utilisation : les forces appliquées à la structure qui tient l’éolienne sont limitées et évitent la déformation, la casse voire l’arrachement.

Un exemplaire en taille réelle a déjà été construit et est opérationnel. Celui qui vous est présenté ici est une version réduite, qui sera utile pour présenter le principe de la génératrice de courant et faire un peu d’électronique analogique à base de ponts de diode.

Au-delà de l’usage pédagogique et du plaisir de faire soi-même une construction complexe, les performances qu’on mesurera pourront nous amener à l’utiliser sur le terrain pour l’alimentation de petits montages. Un panneau à leds par exemple, ou pour recharger des batteries.

La fabrication

Après l’étude des plans, la mise à l’échelle et le choix des matériaux (PVC expansé, plexiglas PMMA et aluminium), c’est à la fraiseuse numérique de travailler.

On peut ainsi créer les pièces principales de la structure mais également les gabarits pour plier le plexi à la courbure voulue.

C’est une étape sensible où on utilise un souffleur d’air chaud pour amollir le PMMA. Il faut le faire avec précaution et de manière homogène tout le long de la surface, pour éviter les déformations et les arêtes d’apparaître sur la surface du plexiglas.

On assemble ensuite les pièces avec des roulements à bille et des axes. Tous ces éléments sont des matériaux de récupération.

Après quelques heures de dur labeur, le résultat prend forme (pour la mécanique seulement) :

Zoom sur l’astuce permettant à l’éolienne de se fermer progressivement lorsque la vitesse du vent augmente. Plus le vent est fort, plus l’éolienne se ferme ce qui permet à la vitesse de rotation de rester constante.

Grâce à la fiabilité de la fabrication, la rotation est parfaitement fluide. La prochaine étape consiste à fixer sur l’axe tournant vertical un moteur pas à pas. Il sera utilisé comme une génératrice et le courant généré par les deux bobines du moteur sera récupéré par un montage redresseur qui fournira en sortie une tension constante.

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