Nous vous proposons de suivre pas à pas l'implantation d'un aérogénérateur de petite taille.
Le mini éolien regroupe l'ensemble des équipements donnant à pleine puissance moins de 1500W.

Le but de ce projet personnel est de fournir un supplément de confort sur un site isolé des réseaux de distributions.
La réalisation nécessite pas mal de travail pour deux bricoleurs avertis.

Le choix du matériel

Les fabricants de mini éolien sont nombreux depuis quelques temps.

Afin de choisir le matériel adaptés à ses besoins, il faut tenir compte des consommations prévues, des pertes liées aux accumulateurs, etc.
Il y a un petit descriptif de la méthodologie sur le forum.

Dans le cadre de ce projet, il fallait juste augmenter le confort déjà présent à l'aide de deux panneaux solaires photovoltaïques.
Le choix s'est donc réduit à identifier un matériel de bonne performance dans le budget serré imparti.

"Comment identifier les performances ?"
Les éoliennes se caractérisent par ces spécifications :

- puissance de pointe maximum ;
- vitesse de vent de démarrage ;
- vitesse de vent de début de charge ;
- vent maximum.

Le matériel choisit est un modèle Black 600 de chez Ruihua Energy.
Également disponible auprès de divers grossistes diffuseurs européens.

Les points forts qui m'ont décidé pour cet aérogénérateur sont les suivants :

- démarrage et charge avec vent très faible ;
- conception solide à corps métallique ;
- production en triphasé ;
- régulateur-contrôleur très complet ;
- dispositif de régulation par effacement au vent.

Le fabricant fournit un manuel d'utilisateur complet en anglais. Avec son accord je vous propose également ma traduction en français.
Le manuel couvre l'ensemble de l'implantation, les dimensionnements des matériels complémentaires et la maintenance à effectuer.

=> Lien vers la notice traduite par mes soins


Voici en quelques clichés le matériel tout juste sortie du carton

Le montage de l'éolienne

Le principe de ce kit à monter soit même est que l'on peut, que l'on doit, concevoir le montage permettant de fixer le pivot sur le mât. Le manuel est explicite à ce sujet.

Il faut donc se choisir un mât pour ensuite coordonner les points de fixations.
Le fabricant indique une poussée maximum dans les 350 kg en haut du mât lors des vents les plus forts.

J'ai opté pour un poteau de type Telecom, le mât sera donc octogonal en acier galvanisé.

Le manchon de support est fabriqué dans un pavé d'aluminium 2017.
Le pivot requiert un alésage de diamètre 39, et une fixation par 4 boulons M8.
J'ai ajouté 8 autres boulons M8 pour la tenue au sommet du mât.


Le rotor est assemblé à partir des trois pâles composites et du plateau de l'alternateur.
La manipulation est décrite dans le manuel, l'équilibrage statique est indispensable.

Tenir l'éolienne à l'étau à l'aide de son support permet d'effectuer le montage avec le moins de contraintes sur le pivot.


Le mât est monté en basculant à l'angle d'un hangar à tracteur.
Le point de pivot est à 2m30 depuis le pied sur les 8 m du mât.
La fixation est traversante, deux tiges en M20, avec entretoise dans le mât et sabot de freinage sur contre plaque en acier.
Le pied est lesté d'un contre poids, 15 litres de béton coulé dans le mât ; et extérieurement une gueuse, ici un moteur frigorifique industriel hors service (20-25kg).

Une fois érigé, le mât est sécurisé à l'aide de haubans. Il repose sur un socle rigide constitué de parpaings.


Le fabricant préconise une érection verticale de l'éolienne car le pivot et ses bagues lisses ne sont pas conçus pour soutenir le poids de l'alternateur en transversal.
Pour mon système j'ai donc placé un support amovible à mettre en place lors des phases de basculement.
Les points de fixations sur le mât sont placés à 30 cm sous le manchon, la plaque s'appuie sur le capotage arrière de la connectique du pivot.

Le manuel indique d'autres montages possibles, et les règles de sécurité pour la protection des personnes. Il est réellement complet.

Les périphériques

Réseau alternatif production

La descente de câblage par le centre du mât est faite avec deux longueurs R2V de 16mm² soutenues par un câble d'acier recouvert pour limiter le poids mort sur les connexions.
La prise de terre est connectée au sommet et au pied du mat.

L'ensemble des équipements électriques du groupe production est regroupé dans une armoire électrique en acier avec serrure.
La protection et le dispositif sectionneur sont assurés par un jeu de trois fusibles 32A.
Ayant choisit la version 24V, l'intensité maxi est annoncée à 25A par conducteur ; j'ai donc choisit 28% de marge sur la protection.


Un interrupteur disjoncteur tétrapolaire est câblé en parallèle et permet de mettre l'alternateur en blocage sur demande. Le manuel recommande d'employer cette procédure avec beaucoup de discernement.
C'est dénommé "shunt" par ailleurs.

Réseau continu production

En complément, le système hybride est associé à deux vieux panneaux Photowatt BPX 47500.
Ce sont des panneaux en silicium polycristallin âgés de 15ans, donnés pour 45 Watts crête.


Le câblage issu des panneaux solaires électriques arrive sur trois fusibles 16A.
Le neutre aussi doit être protégé en continu.
Il est préférable d'avoir une protection sur les "générateurs" mais une liaison directe entre contrôleur et pack d'accumulateurs.

Voici le schéma électrique global de l'installation :


La présente installation ne comporte pas de parafoudre n'étant pas raccordée au réseau, et d'autant plus du fait de ma géolocalisation (niveau kéraunique < 25) avec ligne BT souterraine.

Extraits du guide UTE C-15 712 relatif aux installations photovoltaïques raccordées au réseau (faute de mieux)

Le contrôleur de charge

Le cœur du montage électrique est le contrôleur de charge électronique.

Entre autres fonctions de gestion de charge celui ci assure également :

- le suivit de la production et de la consommation ;
- l'emploi d'une source additionnelle sous forme de panneaux photovoltaïques ;
- le pilotage d'un accessoire en fonction de la production.

Les connexions sont à faire sur cosse à œil. J'ai donc brasé des sections de câblage en 6mm² sur des cosses à sertir puis recouvert avec un tronçon de gaine thermo-rétractable.
L'usage d'un chalumeau est indispensable sur une telle section de cuivre.

Réseau continu stockage

La partie inférieure du râtelier est constituée de briques alvéolée, de parpaings et de planches de 30 mm.
Les accumulateurs actuels sont sur le second niveau, le premier sert de stockage.

J'ai actuellement quatre batteries de 95Ah. Elles seront complétées lorsque le budget sera présent.
Le montage en tandem annonce donc 190 Ah en 24V.
L'expérience montre que c'est un minimum pour permettre à l'alternateur de débiter convenablement lorsqu'un vent fort et régulier souffle.

Réseau alternatif domestique

Sur le dernier niveau prend place un onduleur APCC Smart UPS de 700VA.
Celui ci dispose d'une connexion sérielle vers ordinateur et d'un connecteur pour une extension réseau.
L'affichage en façade indique le niveau de charge des accumulateurs (30V pleine échelle) et le niveau de consommation.
Un disjoncteur thermique est présent en face arrière.

Les sorties sont du type IEC, un câble d'ordinateur modifié fait la liaison vers le tableau de protection et distribution similaire à toute installation de type "tableau secondaire".

En cas de défaillance des générateurs, cet onduleur permet de brancher le groupe électrogène et sert alors de sélectionneur automatique de source.

Réseau continu 12V

Sur les clichés de mon armoire, on peux distinguer des éléments supplémentaires sous la forme d'un porte fusible et d'une boite de dérivation.
Ces éléments me permettent de connecter sur un des panneaux photovoltaïques un régulateur (dans la boite) prévu pour 12V.
Le porte fusible permet de couper la liaison vers une batterie supplémentaire de 12V placée à gauche sur le rack (la verte).
Ce circuit 12V me sert pour deux choses :
- il me fournit du 12V pour la station météo ;
- il me permet d'avoir un onduleur MGE de 400VA en secours.

Le fonctionnement de cette station météo sera peut être publié ultérieurement. L'alimentation est dévolue à un câble à deux conducteurs multibrins de 10mm² de 10m.

Les astuces de travail

Le montage du rotor

Observez bien les alésages des trous dans les pâles. Le démoulage peux avoir laissé des bavures. Avec l'ertalon (nylon noir dont sont faites les pâles) un petit bout de papier de verre permet de s'en débarrasser facilement.

Pour faciliter l'équilibrage statique, mettez en place tous les boulons de fixations des pâles.
Ne serrez qu'un boulon par pâle lorsque la pâle est pendante vers le bas. De cette manière elle se place le plus "loin" du centre de rotation.

L'emploi d'un bon maillet aide à recentrer les pâles les plus lourdes. Par petits coups successifs bien dans l'axe, on arrive à ses fins. Cela m'a pris une heure et demi.

Pour s'assurer visuellement qu'aucun boulon ne soit desserré, j'ai appliqué une touche de vernis. Du blanco de bureau fait aussi très bien l'affaire.

Le brasage des conducteurs

Utilisez un chalumeau. Inutile d'essayer avec un fer à souder, les lampes à gaz ne sont pas assez précises.
Un chalumeau butane avec sa recharge coute 6 euros.
Chauffez le cuivre avant de placer l'étain. Employez de l'étain avec flux, il file mieux.

Le câblage

Les conducteurs en 16mm² sont particulièrement rétifs à toute manipulation sur un rayon de courbure serré. Prévoyez large pour les cheminements, les passages dans le mât, dans l'armoire électrique.
Pour les cintrages courts (entrée dans les portes-fusible), une clés à pipe de 8 peux servir.

La gaine thermorétractable se place très bien avec le chalumeau en effectuant des passes de loin.

Contrôleur de charge : réglages et informations

Le modèle livré est un VWG 2008 version 2.

Le message de démarrage est "Hybrid V1.0 nh", certains sont personnalisés par les revendeurs.

Il y a deux groupes de messages. Ceux qui permettent de changer un paramètre de fonctionnement, et ceux qui renseignent sur une valeur.
Les messages se succèdent lorsque l'on appuie sur "Menu".

Le contrôleur mémorise les réglages mais affiche en temps réel les valeurs mesurées.
Les seuls valeurs stockées sont l'ampérage horaire envoyé aux batteries et la puissance en kWh depuis la remise à zéro.

Sur un message de paramètre, on appuie sur + ou - pour changer la valeur, et on valide avec ok.

Les réglages

Le frein, le "break" du menu, dispose de deux paramètres :
- l'ampérage de mise en action, c'est "break on" ;
- le temps de fonctionnement lors des mises en action, c'est "break time".

Si le générateur fournit plus que l'ampérage de seuil, le frein est activé, cela correspond à une mise en série de résistances.
Le temps de fonctionnement requis ne doit pas être trop bas, l'amplitude de réglage de mon modèle est faible, j'ai placé 60s.


La tension de charge pour un système 24V est fixée à 28.8V avec des batteries standard. Pour des modèles à électrolyte gélifié, il faut se référer aux caractéristiques techniques (30V par exemple).
Ce paramètre est nommé "Charge off" en anglais.
Si vous constatez du dégazage, abaissez la tension de charge.

La sortie "User" peux être activée et désactivée en fonction de deux seuils de tension batterie. On dispose là d'une sortie à 0 ou 24V.
Les paramètres sont "User On" pour sortie active, 24V et "User off" pour sortie coupée, 0V.

Les informations

Nous disposons des affichages successifs suivants :

- generator, la tension évaluée sur l'entrée alternateur ;
- V et I, les tensions et ampérages allant aux accumulateurs ;
- Charge Ah, le cumul de charge envoyé ;
- Charge kWh, idem pour ces unités ;
- Power W, le wattage instantané ;
- User Ah, la consommation cumulée de la sortie pilotée ;
- User I, la consommation instantanée.

Ceux-ci sont entrecoupés des paramètres de réglage du système.

Nous remarquons que l'alternateur ne débite que lorsque la tension "generator" dépasse la tension batterie.
Le débit cesse également si la tension de consigne est atteinte. Le voyant du frein s'allume alors en façade.

Si le pack de batteries est sous dimensionné, la tension batterie monte trop vite lors d'une charge ; le frein s'activant trop souvent il en résulte une perte de production notable.