Comment fabriquer une turbine hydroélectrique à partir d'un vélo?

Commencez par sélectionner un vélo robuste, idéalement un vieux vélo de montagne ou de route qui ne craint pas d'être modifié. Assurez-vous que le cadre est en bon état et que la roue arrière est fonctionnelle. Placez le vélo sur un support stable, tel qu'un pied d'atelier ou un cadre en bois, pour que la roue arrière puisse tourner librement sans toucher le sol.

Retirez la roue arrière en dévissant l'axe avec une clé adaptée (généralement de 15 mm). Une fois la roue retirée, nettoyez-la avec un chiffon imbibé d'alcool à brûler pour enlever toute graisse ou saleté qui pourrait nuire à l'efficacité du système. Ensuite, concevez et fabriquez les pales de la turbine. Vous pouvez utiliser du PVC de 3 mm d'épaisseur ou du métal léger comme l'aluminium.

Découpez chaque pale avec une longueur de 30 cm et une largeur de 10 cm. Fixez-les solidement sur les rayons de la roue à l'aide de colliers de serrage en acier inoxydable. Assurez-vous que les pales sont inclinées à un angle de 45 degrés par rapport au plan de rotation pour maximiser la capture de l'énergie hydraulique. Vérifiez que l'ensemble est bien équilibré en faisant tourner la roue manuellement.

Choisissez un générateur capable de convertir l'énergie mécanique en électricité, comme un moteur à courant continu récupéré d'un vieux tapis roulant ou un alternateur de voiture. Le générateur doit être capable de produire une tension de 12 à 24 volts pour des applications domestiques basiques. Fixez le générateur sur une base solide à proximité de la roue arrière.

Utilisez un support en métal ou en bois vissé au cadre du vélo pour maintenir le générateur en place. Alignez l'axe du générateur avec l'axe de la roue arrière. Utilisez une courroie trapézoïdale ou une chaîne de vélo pour connecter l'axe de la roue à celui du générateur. La taille de la poulie sur le générateur doit être environ 10 fois plus petite que celle de la roue pour augmenter la vitesse de rotation du générateur.

Ajustez la tension de la courroie pour qu'elle soit ferme mais pas trop tendue, afin d'éviter l'usure prématurée. Testez le système en faisant tourner la roue à la main et en mesurant la sortie électrique avec un multimètre. Vous devriez obtenir une tension continue proportionnelle à la vitesse de rotation.

Localisez un cours d'eau avec un débit suffisant pour faire tourner la roue. Idéalement, il devrait avoir un débit d'au moins 1 mètre cube par seconde pour générer une puissance significative. Installez la roue sur une structure solide au bord de l'eau, comme un quai ou des pieux en bois enfoncés dans le lit de la rivière. La roue doit être partiellement immergée, avec les pales inférieures touchant le courant d'eau.

Utilisez des supports en acier galvanisé pour fixer la roue de manière à ce qu'elle soit stable mais ajustable en hauteur. Construisez un canal ou une conduite forcée pour diriger l'eau directement sur les pales, augmentant ainsi la vitesse de rotation. Assurez-vous que le canal est suffisamment large (environ 50 cm) pour éviter les débordements.

Vérifiez la stabilité de la roue en surveillant les vibrations et les bruits anormaux. Ajustez l'angle des pales si nécessaire pour maximiser l'efficacité de la conversion d'énergie.

Installez un régulateur de charge entre le générateur et le système de stockage d'énergie pour protéger les batteries contre les surtensions. Le régulateur doit pouvoir gérer des tensions de 12 à 24 volts et des courants jusqu'à 20 ampères. Connectez le générateur au régulateur en utilisant des câbles électriques de calibre 14 AWG ou supérieur, en veillant à respecter la polarité.

Le régulateur doit ensuite être connecté à un ensemble de batteries au plomb-acide ou lithium-ion, avec une capacité totale d'au moins 100 Ah pour stocker l'énergie produite. Placez les batteries dans un boîtier étanche et ventilé pour éviter tout risque d'explosion ou de fuite. Si vous souhaitez alimenter des appareils domestiques, ajoutez un onduleur de 1000 watts pour convertir le courant continu stocké en courant alternatif 230 volts.

Assurez-vous que toutes les connexions sont bien isolées avec des gaines thermorétractables pour prévenir les courts-circuits. Surveillez régulièrement le système en vérifiant la tension des batteries et en ajustant les paramètres du régulateur si nécessaire.