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Student project

Réalisation d'un Démonstrateur pour Système de Stockage Hydropneumatique d'énergie

L'objectif de ce projet est de concevoir et construire la partie mécanique du démonstrateur pour le système de stockage hydropneumatique d'énergie (HyPES). Le démonstrateur a comme éléments principaux, un moteur électrique, deux pompes à palettes, un réservoir d'eau, un réservoir d'air et deux chambres de compression. Le démonstrateur doit servir à montrer au public le fonctionnement du système HyPES développé par la startup Enairys Powertech. C'est un système de stockage d'énergie écologique qui reçoit de l'énergie électrique et peut la stocker sous forme d'air comprimé (à 16 [bar] pour le démonstrateur). Il fonctionne aussi en génératrice et peut restituer l'énergie dans le réseau électrique. Pour la conception du démonstrateur, il est nécessaire de dimensionner la transmission qui lie le moteur électrique et les pompes. Pour cela une transmission par courroies crantées a été choisie car elle présente comme avantage une certaine liberté pour positionner les pompes par rapport au moteur et nécessite une faible tension initiale. Elle permet de transmettre facilement le couple maximum de 0.733 [Nm] à la vitesse de rotation de 1450 [tr/min] imposée par les pompes. Le dimensionnement des volumes utiles des chambres de compression doit prendre en compte le temps de remplissage imposé par le CDC qui est de 8 [s] pour chacune des chambres. Le temps de remplissage dépend des débits volumiques des pompes et des volumes des chambres. Une hauteur utile de 310 [mm] (ce qui correspond à un volume de 0.435 [l]) pour la chambre haute pression et une hauteur de 387 [mm] (ce qui correspond à un volume de 1.854 [l]) pour la chambre basse pression ont été trouvées. L'étanchéité des chambres et des réservoirs d'eau est garantie par des joints toriques disposés dans les couvercles. Ces couvercles sont maintenus ensembles par des entretoises et des vis. Le système est mis sous précontraintes afin de garantir l'étanchéité même sous pression. L'étude de fatigue permet de calculer le nombre de cycle que peut supporter les différents éléments soumis aux pressions cycliques imposées par le fonctionnement du démonstrateur. Les diamètres des conduites sont dimensionnés pour limiter les pertes de charge régulières tout en restant compatible avec les entrées et sorties des électrovannes et des pompes. Nous avons des pertes de charges de 96 à 2662 [Pa/m] selon la conduite choisie et le fluide qui circule dedans. Les diamètres intérieurs des conduites varient de 4 à 15 [mm] Finalement tous les éléments du démonstrateur sont rassemblés et positionnés sur un châssis en profilé d'aluminium afin d'obtenir un tout facilement transportable. Les dimensions finales du démonstrateur sont 705 x 685 x 905 [mm]

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