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génération électrique pour forge turbo autonome

Discussion dans 'Énergies renouvelables' créé par monsavon, 8 Février 2013.

  1. monsavon

    monsavon Apprenti

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    génération électrique pour forge turbo autonome
    bonjour,

    voila je vous expose mon interrogation. Dans le but de rendre autonome une forge à gaz à bruleur turbo (admission d'air forcé par ventilateur) je voudrais savoir quel sont les possibilité pour produire de l'électricité à partir de cette même forge.

    pour ceux qui ce demanderais à quoi ça ressemble voir ici http://www.usinages.com/ferronnerie-taillanderie-serrurerie-forge/forge-gaz-made-t49209.html

    les besoins électrique sont de 24v 4A

    à disposition 1200° fourni par bruleur de 15 à 32kw

    la question est donc : quoi utiliser ?

    -moteur stirling
    -moteur vapeur
    -quel type de vapeur et comment la généré ?
    -autre systême que je ne connais pas ?



    l'idée serais donc de réaliser un circuit de génération électrique asservi à un régulateur/variateur avec gestion de recharge d'une batterie qui servirais au démarrage et à l'amorçage de la génération.

    généré 100w de puissance électrique à partir de plus de 15kw de chaleur ne dois pas être infaisable, mais il ne faut pas non plus que cela soit trop "dangereux" ni trop encombrant.

    tout ceci n'est pour l'instant qu'une interrogation personnel mais pourrais devenir une envie de réalisation future


    cédrik
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  2. patduf33

    patduf33 Administrateur

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    génération électrique pour forge turbo autonome
    Bonjour

    Ton idée est bonne :-D , je vais suivre le post et essayer d'apporter des infos, mais je ne sais pas trop au niveau du choix du générateur.
    Un Stirling est une idée, car même au démarrage du brûleur tu auras toujours assez d'énergie pour l'alimenté, après la taille du moteur :shock: je sais pas

    Pat
     
  3. moissan

    moissan Compagnon

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    génération électrique pour forge turbo autonome
    a l'époque des machine a vapeur il y a eu des chaudieres de recuperation au dessus des forge et d'autre four ... puis cette mode a disparu car c'etait compliqué a gerer et ça explosait plus souvent qu'une vraie chaudiere avec un bon foyer independant

    c'etait bien avec les vieille machine a vapeur a basse pression ... avec les machine plus moderne a haut rendement , l'energie a recuperer au dessus de feux de forge et autre four devenait non rentable

    aujourdhui c'est la même chose ... un petit groupe electrogene a essence a une consomation assez faible et fait facile ment toute la puissance qu'il faut , et surtout peut fonctionner aussi quand la forge ne chauffe plus

    je trouve plus interressant d'ameliorer le four a gaz pour reduire sa consomation : par exemple mettre un echangeur de chaleur qui recupere la chaleur qui sort par la cheminé pour prechaufer l'air donné au bruleur jusqu'a 600°C : ça peut diviser par 2 la consomation de gaz ! beaucoup plus grosse economie que de recuperer quelque centaine de watt avec une machine a vapeur

    une division par 2 de la consomation de gaz paye largement plus que la consomation d'essence d'un groupe electrogene
     
  4. stanloc

    stanloc Compagnon

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    génération électrique pour forge turbo autonome
    Bonjour,
    Une des solutions s'appelle la magnétohydrodynamique la MHD pour les intimes.
    C'est simple sur le papier : une flamme c'est un flux d'ions donc on la fait traverser l'entrefer d'un aimant (ou électroaimant) et dans l'autre plan on dispose d'électrodes métalliques et on obtient un générateur de courant électrique. Accessoirement on s'arrange pour envoyer un peu de potasse alcoolique dans le bruleur pour ensemancer la flamme et augmenter le flux d'ions.
    On a joué avec ça (le client était l'EDF) il y a 45 ans avec un bruleur d'1 megawatt. Et on a tout arrêté un jour lorsqu'au Royaume Uni l'usine expérimentale qu'ils avaient construit a explosé un jour.
    Sinon le plus "amusant" pour moi ce serait une machine à vapeur.
    Stan
     
  5. monsavon

    monsavon Apprenti

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    génération électrique pour forge turbo autonome
    merci

    @moissan: ton commentaire est justifier mais tel n'est pas la question ici. quand à savoir si faire une économie de gaz comblerais le cout en essence d'un groupe électrogène, je tourne actuellement à environ 1 bouteille de 11 kg de propane pour 20 heures de forge. Combien d'essence me faudrait il avec un groupe ?

    et pour ce qui est de l'amélioration du fonctionnement de la forge, je suis d'accord avec toi, mais cela à déjà été fait et sera appliqué à ma prochaine . j'ai donné un poste exemple sur Usinage, mais j'aurais pu donné un de ForgeFR comme celui ci http://www.forgefr.com/forums/viewtopic.php?t=23439&postdays=0&postorder=asc&start=90 dans le quel la forge est poussé assez loin dans l'amélioration, Ribon burner pour une chauffe plus homogène, préchauffage des gaz, contrôle de combustion par sonde lambda avec asservissement de richesse de mélange, sécurité en cas de coupure d'air, isolation triple laine céramique, ciment réfractaire et réflecteur d'infrarouge. (toute la partie électronique n'est pas présente dans ce poste car elle a fait partie d'une autre discution quelque mois avant)



    ici je voudrais aborder les possibilités d'utilisation/récupération de la chaleur fourni par une forge à gaz à des fin de génération électrique, dans un premier temps pour une faible puissance, même si j'imagine que sur le papier avec une puissance kalorifique de l'ordre de 20kw on doit pouvoir imaginer quelque chose de beaucoup plus monumental.

    un cousin ferronnier parti au tour du monde depuis, avais ça piscine chauffé par ça forge.


    @stanloc : merci pour l'idée, mais je pense pas que cela soit adapté, et il n'est pas question de modifier la composition de la flamme qui pourrais entrainé des difficultés lors de travaux de soudure de Damas à la forge.



    dans l'état de mes connaissances actuel je pense que le moteur stirling serais le plus facile à mettre en oeuvre, mais le problème ce situ dans le calcul et le dimensionnement de ce dit moteur ainsi que dans celui du choix de la "dynamo" ou "alternateur"
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  6. moissan

    moissan Compagnon

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    génération électrique pour forge turbo autonome
    je supposait que ta forge etait d'une puissance plus forte que ça

    le pouvoir calorifique du butane est de 50MJ/kg
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_calorifique#Pouvoir_calorifique_moyen_de_quelques_combustibles

    11kg / 20h = 0,55 kg/h
    / 3600 = 1,52e-4 kg /s

    1,52e-4 kg /s x 50MJ/kg = 0,007638 MW = 7,6 KW

    un groupe electrogene chinois de ce genre la consome entre 0,5 et 1 l/heure suivant la puissance qu'on utilise
    http://www.bricodepot.fr/angouleme-champniers/node/1188239
    c'est celui la qui fait mon electricité en ce moment

    on en trouve des plus petit mais c'est plus rare et plus cher ... ne pas penser aux 2 temps qui sont plus petit mais consoment trop parce que c'est des 2 temps

    donc c'est clair que pour ta forge , reduire sa consomation de gaz ne payera pas l'essence d'un groupe de 2000W

    mais il ne faut pas 2000W

    24V x 4A = 96W

    choisir l'alternateur ? ... il faut avant choisir le moteur : vapeur ou stirling ?

    pour cela il faut voir a quoi ressemble la forge , et ou mettre le recuperateur

    il n'est pas possible de recuperer un forte temperature , sinon ça veut dire refroidir la zone utile de la forge et augmenter la consomation de gaz ... il faut donc utiliser uniquement les gaz chaud qui s'echappent ... donc se contenter d'une faible partie de la puissance de la forge

    si on recupere 1/10eme de la puissance ça fait 700W
    si la temperature de ce moteur de recuperation est 200°C carnot nous donne le rendement maximum possible
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_Carnot
    rendement = 1 - Tf/Tc
    = 1 - (20 + 273) / ( 200 + 273 ) = 0,38

    700w x 0,38 = 266W

    mais ce n'est que le rendement maximum theorique ... il n'est vraiment pas sur d'arriver a faire les 100W

    mon estimation de recuperer 1/10 eme de la puissance est peut etre fausse : il faut voir en detail a quoi ressemble cette forge et comment y mettre un recuperateur
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  7. Albert le reveur

    Albert le reveur Apprenti

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    génération électrique pour forge turbo autonome
    Bonjour,
    Il y a 20 ans quand j'ai travaillé sur le même principe en théorie (c'était en math sup techno et ça n'a pas été réalisé puisque ce n'était pas le but) nous étions arrivé a la conclusion que le plus économique et plus rentable était de mettre des tube de cuivre dans le conduit des fumées et de faire circuler de l'huile a l'aide d'un circulateur de chauffage. L'huile permettait de faire tourner un Stirling lui même associé a un alternateur de camion.
    Deux problèmes majeurs avaient été identifies, le nettoyage extérieur des tube de cuivre qui allaient nécessairement s'encrasser et la vitesse de rotation de l'alternateur. Elle est directement liée a la conception du Stirling.
    A noter que l'huile avait été choisit plutôt que l'eau pour avoir une température utilisable supérieure donc rehausser légèrement le rendement max (Carnot comme l'a dit moissan). L'étape suivante aurait été les sels fondus pour monter encore plus haut mais ici cela ne se justifie pas.
    Je cherche si j'ai ça encore dans mes archives.
    @+

    Édit: j'ai chercher mais rien retrouver. J'ai contacté mes deux anciens collègues mais l'un n'as plus rien de cette époque et l'autre ne m'a pas répondu encore...
     
  8. themathieu

    themathieu Compagnon

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    viry chatillon essonne
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