Eolienne sur micro onduleur Enphase M250



jm1010
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Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 11 mars 2019 13:25

Bonjour,

Apparemment c'est possible de raccorder une éolienne sur un micro onduleur (par exemple Enphase M250) pour produire de l'électricité.
Il y a quelques exemples sur YouTube :
https://www.youtube.com/watch?v=uAfSQAZFn3o
https://www.youtube.com/watch?v=wvnSh4iX110
https://www.youtube.com/watch?v=Tq4DQ5-BMBc&t=290s

Un autre exemple ici avec un M190 :
http://krex.k-state.edu/dspace/handle/2097/8754

D'autre part, j'ai vu que certains utilisent des moteurs de roue de vélo électrique (brushless) en guise de génératrice.
Cela simplifie grandement la fabrication d'une éolienne, car il n'y a plus que les pales à fabriquer.
J'envisage donc de fabriquer une éolienne de type Piggott (la plus connue des éoliennes diy) en utilisant un moteur de roue de vélo électrique comme rotor/stator :
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q= ... ssjD8d6lUM

Comme j'ai déjà une roue de vélo électrique, j'ai voulu tester si je pouvais produire de l'électricité en branchant ce moteur à l'Enphase M250 et en pédalant.
j'ai fabriqué un redresseur à base de diodes pour transformer la tension alternative (sur 3 phases) fournie par le moteur en tension continue admissible par l'onduleur.

J'ai testé mon montage à vide (sans brancher au micro onduleur) : le système produit bien une tension continue, proportionnelle à la vitesse de rotation, et qui peut dépasser facilement 20V (tension de démarrage approximative du M250) si je pédale assez vite.
Le problème est que quand le branche sur le micro-onduleur (qui est raccordé au réseau côté AC), la rotation de la roue de vélo devient très dure et je peux tourner très lentement seulement : je n'atteins même pas 2 V.
Il semblerait que dans cette configuration, l'entrée DC du M250 se mette en court-circuit, donc je peux lui envoyer du courant (je monte à quelques ampères en pédalant fort) mais impossible de faire monter la tension : donc le micro onduleur ne démarre pas.

Je trouve ce comportement bizarre, car a priori lorsqu'on branche un panneau solaire en entrée du micro-onduleur, celui-ci doit laisser l'entrée en circuit ouvert pour que la tension augmente, ce qui lui permet de démarrer lorsque la tension est suffisamment élevée.
C'est à ce moment là qu'il abaisse la charge aux bornes de l'entrée pour tirer du courant sur le panneau.

Est-ce que quelqu'un a une idée du problème ?

Merci d'avance

silicium81
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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar silicium81 » 11 mars 2019 13:27

Tu as bien fait un redressement triphasé et respecté la polarité d'entrée du micro onduleur ?
Un schéma ?
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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 11 mars 2019 13:33

silicium81 a écrit :Tu as bien fait un redressement triphasé et respecté la polarité d'entrée du micro onduleur ?
Un schéma ?


Oui, j'ai fait comme sur le schéma de la figure 3 de cette page internet (qui est d'ailleurs pleine de bonnes infos) :
https://www.intechopen.com/books/advanc ... ne-systems

D'ailleurs le début du paragraphe 3 explique qu'à priori brancher une éolienne redressée sur un micro-onduleur est censé marcher, sans forcément avoir à utiliser de convertisseur dc-dc ou électroniques additionnelles

Pour la polarité je pense que oui, mais peut-être que je me suis trompé on ne sait jamais...
EDIT : après réflexion, j'ai mis la tension positive sur le connecteur MC4 noté + de l'entrée du micro-onduleur (connecteur mâle), mais en fait je crois bien que normalement c'est le négatif des panneaux qui arrive là (connecteur femelle des panneaux...)

Donc ça serait peut-être juste un soucis de polarité effectivement ? :D
Modifié en dernier par jm1010 le 11 mars 2019 13:45, modifié 1 fois.

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar silicium81 » 11 mars 2019 13:39

Le schéma est ok. Les cathodes doivent être reliées à l'entrée positive. Les moteurs roues fournissent environ 1V par km/h en 26" .Il faut donc au moins que la roue tourne à 3 tours/s pour avoir 20V
Modifié en dernier par silicium81 le 11 mars 2019 13:53, modifié 2 fois.
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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 11 mars 2019 13:46

silicium81 a écrit :Le schéma est ok. Les cathodes doivent être reliées à l'entrée positive.


Oui, et cette entrée positive c'est le connecteur MC4 femelle du M250 (le plus gros), avec un signe - dessus, c'est bien ça ?
Si oui alors effectivement je m'étais trompé de polarité :)

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 11 mars 2019 13:51

silicium81 a écrit :Le schéma est ok. Les cathodes doivent être reliées à l'entrée positive. Les moteurs roues fournissent environ 1V par km/h en 26" .Il faut donc au moins que la roue tourne à 3 tours/s pour avoir 20V


Oui c'est ça, j'ai un moteur RH205 bobiné long, donc c'est à peu près 1V pour 10 rpm, donc je monte assez facilement au-dessus de 20V en pédalant modérément.
Tu as déjà testé ce genre d'expérience avec un micro-onduleur ?

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar silicium81 » 11 mars 2019 13:54

Non, mon RH205 ne connais que la route :D
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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar alexi92 » 11 mars 2019 14:02

Faut essayer avec un tandem :lol: :lol:

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar thibr » 11 mars 2019 18:55

il faut juste un peu plus d'entrainement :mrgreen:
https://www.youtube.com/watch?v=S4O5voOCqAQ

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 12 mars 2019 08:22

silicium81 a écrit :Tu as bien fait un redressement triphasé et respecté la polarité d'entrée du micro onduleur ?
Un schéma ?


Bon c'était bien ça, j'avais inversé la polarité en entrée du micro onduleur, il faut dire que ça porte à confusion, le connecteur positif est celui ou il y a un petit signe - dessus, et inversement...

Donc en branchant correctement ça fonctionne, le micro onduleur (Enphase M250 ici) démarre quand le moteur tourne suffisamment pour dépasser 16V (mini de la "plage de tension de fonctionnement" du M250 cf datasheet).
Il fait clignoter la LED pendant 1-2 minutes et ensuite il est prêt à produire de l'électricité, mais ne commence à en produire que si le moteur dépasse 22V ("tension de démarrage minimale" du M250 cf datasheet).

A ce moment là, quand la tension dépasse 22V, on sent la roue du vélo forcer beaucoup plus d'un coup : le M250 commence à tirer du courant sur le moteur!
La tension descend jusqu'à 16-17V (on dirait que le M250 tire autant de courant qu'il peut tout en veillant à rester juste au-dessus de sa plage de tension mini de 16V).
On peut maintenir ce régime de production si on tourne la roue avec suffisamment de force, environ 20W minimum (16V et un peu plus de 1A sortis du moteur).
Si on passe sous 20W environ, le M250 décroche, on sent que la roue redevient libre, la puissance produite s'arrête et il faut dépasser 22V à nouveau pour que le M250 accroche à nouveau et recommence à produire.

Je n'ai pas pu tester des puissance plus fortes (seulement jusqu'à environ 40W car je tourne mon pédalier au bras, vélo retourné), donc je ne sais pas à quelle tension s'établirait la production si la puissance était supérieure (est-ce ça monterait plus haut que 16-17V?...)
En tout cas, je sais qu'il faut au minimum 20W à 16V pour maintenir la production.
Il faut que je fabrique mon éolienne en conséquence, c'est-à-dire que le diamètre soit suffisamment grand (et que le moteur tourne suffisamment vite pour une tension de 16V) pour que la vitesse de rotation à 16V (correspondant donc à une vitesse de vent) corresponde à une production d'au minimum 20W de puissance.
J'étais parti sur une éolienne de 1.80m de diamètre, pour laquelle la puissance produite devient significative (quelques dizaines de W) vers environ 5m/s de vent.
Pour ces éoliennes (3 pales), il semblerait que la vitesse en bout de pale soit 7 fois supérieure au vent, soit 35 m/s.
Pour une éolienne de 1.80m de diamètre, cela correspond à 6 tours/s, soit 360 tr/min.

Mon moteur de vélo ne convient pas, car il tourne seulement à 160 tr/min pour 16V.
Il faut un moteur dont la constante Kv soit plus petite (donc plus de rpm/V) ou bien une éolienne plus lente pour une même vitesse de vent (donc avec davantage de pales).

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar tignous84 » 12 mars 2019 14:35

Salut ,intéressant
donc tu as une éolienne avec un alternateur Tri ,tu redresses simplement sans filtrer et tu envoies sur
l'Enphase qui produit bien .

Au passage ,je suis tombé sur le même problème d'indication croisée sur les APS .
Quand j'ai reçu le premier,j'ai voulu le tester en appliquant une tension continue croissante .
Heureusement,j'avais un Ampèremètre ,il partait à fond .....la doide anti c... jouait son rôle.

Il y a quand même un piège :o
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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 13 mars 2019 07:29

tignous84 a écrit :Salut ,intéressant
donc tu as une éolienne avec un alternateur Tri ,tu redresses simplement sans filtrer et tu envoies sur
l'Enphase qui produit bien .

Au passage ,je suis tombé sur le même problème d'indication croisée sur les APS .
Quand j'ai reçu le premier,j'ai voulu le tester en appliquant une tension continue croissante .
Heureusement,j'avais un Ampèremètre ,il partait à fond .....la doide anti c... jouait son rôle.

Il y a quand même un piège :o


Oui c'est dangereux cette signalisation sur les connecteurs MC4 :D
En fait les polarités sont indiquées correctement sur les connecteurs mais côté panneaux, pas côté onduleur...

Oui c'est ça pour l'éolienne, comme quoi un micro onduleur ça peut vraiment avaler n'importe quoi :D
Je suis en train de réfléchir à un MPPT "éolien" fait maison qui contrôlerait la vitesse de rotation de l'éolienne en fonction du vent pour se placer toujours à la vitesse de rotation pour laquelle la puissance est maximale pour un vent donné.
Pour une tri-pale, cette vitesse correspond en général à la vitesse de rotation pour laquelle la vitesse en bout de pale est 7 fois supérieure à la vitesse du vent environ.

Pour contrôler la vitesse de rotation de l'éolienne en fonction du vent, il faut faire varier la charge apparente que le générateur de l'éolienne voit en fonction de la vitesse du vent, donc besoin d'un petit circuit électronique comme celui-ci par exemple:
https://www.thebackshed.com/forum/forum ... p?TID=2164

Ce circuit permet de garder l'éolienne à sa tension de fonctionnement optimale (qui dépend du vent) tout en ayant une tension de sortie (vers batterie ou onduleur) constante.
Donc a priori il n'y aura plus besoin d'adapter le générateur de l'éolienne pour que la tension produite soit forcément dans la plage de fonctionnement du micro-onduleur; les deux vont être découplés.

A+

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar tignous84 » 13 mars 2019 09:00

Bien,il y des possibilités ,l'analogique n'est pas forcément le plus simple ;)
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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar Gimli » 14 mars 2019 07:53

Bonjour,

Il n'y a pas de piège sur la connectique DC des onduleurs. En fait, ils ont tous le même principe de connectique. On arrive avec un connecteur MC4 - pour le pôle négatif du panneau ou du string, donc l'onduleur (ou micro-onduleur) propose le connecteur complémentaire pour son entrée DC négative, donc un MC4 +

Pour avoir testé les micros Enphase (M215 à l'époque) lors de la première commercialisation en France Europe, on s'est vite aperçu que le micro est un véritable "vampire" côté DC... Dès qu'il voit une tension dans sa plage MPP, il se cale dessus, et prend absolument tout ce qu'il est possible de prendre, quelque soit la source d'énergie DC en amont...

J'avais fait le test, sur une alim militaire à l'époque (pour tester le burst mode du micro Enphase) et il avait réussi a écrouler l'alimentation complètement.... :D :D

Traduction => Du moment que vous lui donnez à manger, il est content et produit tout ce qu'il peut...

Une test intéressant en tout cas.

Cdt.

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar alexi92 » 14 mars 2019 08:09

Bonjour

c'est un genre de Packman glouton :lol: :lol:

CDLT

B.T

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar JujuY » 14 mars 2019 08:41

Une idée : ajouter une gros condensateur électrolytique (genre 1000 à 2200 µF / 50/60V, mais de bonne qualité) derrière le pont de redressement triphasé pour aider le pauvre condensateur d'entrée du micro-onduleur à filtrer la tension d'entrée redressée. Et surtout brancher le condensateur en respectant les polarités ;)

Le micro-onduleur est "prévu" pour un module PV qui fournit une tension naturellement continue. Le besoin de filtrer la tension d'entrée est limité, donc le condensateur d'entrée intégré doit être riquiqui 8-) :?
Yves

Remarque : L'ensemble de mes propos est personnel et mes interventions en tant que modérateur sont vertes ou rouges

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar EricS » 14 mars 2019 09:53

Drapal. Ça m'intéresse votre discussion sur le bricolage d'éolienne ;) .

J'ai un peu cherché sur les histoires d'éolienne et d'extraction de l'énergie. Ça utilise aussi des MPPT pour trouver le point de fonctionnement optimum. J'imagine que si on tire trop, l'éolienne se bloque, la puissance résultante tendant vers 0. La première différence, c'est que l'éolienne n'a pas une réponse instantanée comme les panneaux solaires, à cause de son inertie mécanique. La seconde est qu'il faut prévoir une résistance d'évacuation de l'excès de puissance qui va s'activer en cas de grand vent. Enfin, la conversion de l'électricité se fait par découpage PWM. Je me demande si, avec les bobines de l'alternateur, ça ne risque pas de faire des pulses de tension à la coupure? Même après le redresseur et avec un gros condensateur? Prévoir une diode pour évacuer le pulse?

Plutôt que prendre un MPPT solaire, se faire son propre MPPT avec un arduino? Discussion ici (en).

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 14 mars 2019 11:37

JujuY a écrit :Une idée : ajouter une gros condensateur électrolytique (genre 1000 à 2200 µF / 50/60V, mais de bonne qualité) derrière le pont de redressement triphasé pour aider le pauvre condensateur d'entrée du micro-onduleur à filtrer la tension d'entrée redressée. Et surtout brancher le condensateur en respectant les polarités ;)

Le micro-onduleur est "prévu" pour un module PV qui fournit une tension naturellement continue. Le besoin de filtrer la tension d'entrée est limité, donc le condensateur d'entrée intégré doit être riquiqui 8-) :?


Effectivement, je ne l'ai pas dit mais j'ai 2200 µF en sortie du redresseur.
A priori, le moteur ayant 46 pôles, la fréquence AC envoyée par le moteur est 46 fois celle de sa vitesse de rotation, qui pour disons 20V est de 200 rpm, soit une fréquence AC de 150 Hz.
Avec les courants continus mis en jeu (de l'ordre de 10A), pour lisser la tension en sortie du redresseur dans une plage de variation de maximum 1V, il faut dV/dt = 150V/s maximum soit une capa minimum de C = 10/150 = 70 000 µF.
Donc le filtrage avec 2200 µF, à mon avis, est inutile... mais je pouvais pas mettre plus :D

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar jm1010 » 14 mars 2019 11:40

Sinon, concernant le problème du moteur qui a une constante Kv trop grande et dont la tension produite va être trop importante pour l'onduleur par vent moyen-fort, il y a la possibilité d'utiliser une transmission entre l'axe de l'éolienne et le moteur...
On peut imaginer déporter le moteur et transmettre la rotation de l'éolienne au moteur, pourquoi pas même à l'aide d'une chaine de vélo et de la cassette déjà montée sur le moteur de vélo électrique...

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Re: Eolienne sur micro onduleur Enphase M250

Messagepar JujuY » 14 mars 2019 12:46

jm1010 a écrit :Avec les courants continus mis en jeu (de l'ordre de 10A), pour lisser la tension en sortie du redresseur dans une plage de variation de maximum 1V, il faut dV/dt = 150V/s maximum soit une capa minimum de C = 10/150 = 70 000 µF.
Donc le filtrage avec 2200 µF, à mon avis, est inutile... mais je pouvais pas mettre plus :D

Par calcul, je n'obtiens des valeurs aussi élevées, mais bon

Surtout que là il s'agit d'un redressement polyphasé qui présente, naturellement, une ondulation réduite car pas de retour à zéro
Yves

Remarque : L'ensemble de mes propos est personnel et mes interventions en tant que modérateur sont vertes ou rouges

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