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FR2980247A1 - Dispositif individuel de captation d'energie, de stockage et de distribution de courant electrique - Google Patents

Dispositif individuel de captation d'energie, de stockage et de distribution de courant electrique Download PDF

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FR2980247A1
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Olivier Guy Joseph Gabriel Bainard
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Abstract

L'invention concerne un dispositif récupérant les énergies renouvelables (1) (éolien, solaire, hydrolien )prise par des capteurs (2) , transformée par un générateur électrique (3) et un onduleur (4) pour fournir un courant électrique directement (10), et/ou alimenter une pompe ou un compresseur (5) afin de stocker un fluide (air, eau, huile, vapeur, etc...) sous pression ou non dans un réservoir tampon (6)qui délivre par une électrovanne ou vanne (7) ce fluide en force motrice à un générateur électrique (8) puis à un onduleur (9) pour délivrer à la demande du courant électrique à l'utilisateur (10)ou au réseau collectif (11). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à fournir individuellement, localement, et en autonomie, du courant électrique à la demande grâce à son réservoir de fluide tampon, à partir de sources d'énergies renouvelables et ou récupérées de disponibilité aléatoire.

Description

La présente invention concerne un dispositif individuel, local et autonome pour capter l'énergie éolienne, solaire, ou hydraulique, afin de la transformer en énergie électrique soit pour l'utiliser directement, soit pour stocker un fluide (air, eau, huile ou vapeur) dans un réservoir tampon, le fluide stocké restitue l'électricité par un générateur mu par ce fluide sous pression qui sera libéré en fonction des fluctuations de la demande en énergie électrique. Traditionnellement, l'utilisation de l'énergie électrique obtenue par les sources renouvelables [solaire(panneaux photovoltaïques ,four solaire générateur de vapeur), Éolienne , eaux vives] ou de recyclage (par exemple vapeurs d'usines, chaufferies) sont à exploiter instantanément ,donc le moment propice à leur utilisation n'est pas toujours simultanée avec les besoins de consommation en énergie électrique ,par exemple : pas de soleil la nuit, périodes et force des vents aléatoires, d'ou dans la majorité des cas un renvoi vers le réseau d'électricité commun de cette production individuelle.
Par ailleurs, le stockage de l'énergie électrique produite par les capteurs d'énergies renouvelables (solaire, éolienne, hydraulique) est stocké par des ensembles de batteries sous forme d'électricité, avec principaux inconvénients que sont : une maintenance coûteuse des batteries, une capacité de charge altérée dans le temps de ces dernières, la fabrication et le recyclage de ces batteries très dommageable pour notre environnement du fait de l'emploi de composants en matériaux lourds , rares et chers, avec un impact direct et épuisable du milieu naturel. C'est pourquoi on utilise peu ce type de stockage. On constate donc que le pic de consommation d'électricité des ménages par exemple, ( une part importante de l'utilisation électrique), se concentre notamment en fin de journée ,quand les capteurs d'énergie ne sont plus opérant, et l'absence de moyens de stockage fiables et sécurisés. L'augmentation du coût et de l'utilisation de l'énergie, ainsi que la croissance de la population contraint à rechercher d'autres solutions, individualisées et locales, pour une utilisation électrique en majorité différée du moment de production. La proximité des moyens de production avec les endroits de consommation, est une règle d'efficacité économique. On connait aussi le système des retenues d'eau pour l'énergie hydroélectrique mais celle-ci bénéficie d'un site géographique propice à des réservoirs, ce qui nécessite aucun moyen énergétique pour amener le fluide au site de stockage .En l'état actuel de la technique disponible, on ne reproduit pas ce principe de stockage, hors de ces quelques localisations car cela nécessite une mise en réservoir du fluide avec consommation d'énergie coûteuse. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. 11 comporte en effet selon une première caractéristique, un ou plusieurs capteurs d'énergies renouvelables [éolien et / ou solaire (panneaux photovoltaïques, eau chaude, 40 fours solaires générateur de vapeur) et/ ou hydraulique) ou de recyclage ,donc à très faible coût, relié à un générateur qui va transformer cette énergie récupérée en une force motrice pour remplir en air, eau, huile ou vapeureluides respectueux de notre environnement),(ensemble réalisé en acier, bois ou matériaux composites) , un réservoir tampon, à très faible coût d'entretien, dont la capacité variable ,calculée en fonction des apports aléatoires disponibles des énergies renouvelables, et le besoin variable en énergie électrique . Le fluide stocké sera progressivement relâché ,en fonction des besoins par une vanne ou électrovanne , vers un générateur puis vers un onduleur pour fournir un courant électrique de puissance et d'intensité convenables et régulières à tout moment et proportionnellement à de la demande. Le dispositif selon l'invention pourra rassembler tous les éléments le composant ,dans un ensemble compact ou disposer tout ou partie des éléments en une chaine d'appareils successifs, relié à l'utilisateur fmal du courant électrique et /ou au réseau de distribution électrique par cablage électrique. Au niveau de la captation de l'énergie initiale (renouvelable et/ou recyclée), plusieurs dispositifs peuvent être utilisés séparément ou conjointement, pour produire l'énergie 15 nécessaire au stockage du fluide dans le ou les réservoirs tampons. Le schéma annexé illustre l'invention : La figure 1 représente schématiquement le dispositif et ses variantes de l'invention. Selon un mode particulier de réalisation (Fig.2) : -le dispositif constitue un ensemble vertical à étages, utilisant comme fluide de 20 stockage l'air comprimé, -l'air dynamique naturel(1) fait tourner l'éolienne à axe vertical(2) situé au sommet, qui délivre sa force motrice à une génératrice(3) qui envoie le courant électrique à un onduleur(4), -le dispositif comporte sur sa face extérieure, un panneau de cellules photovoltaïque(5) 25 incliné vers le soleil en orientation optimale apportant également le courant électrique généré vers l' onduleur(4), -l'onduleur(4) va soit directement délivrer le courant électrique à son utilisateur (10), véhicule électrique ou bâtiment, soit alimenter un compresseur d'air (5), -le compresseur (5) rempli un réservoir d'air tampon (6), 30 -le réservoir tampon (6) libère l'air sous pression, sur demande, grâce à une vanne ou une électrovanne (7) vers un groupe électrogène (8) dont le moteur à air comprimé est la force motrice ou être utilisé pour remplir le réservoir d'un véhicule à air comprimé (10), -le groupe électrogène (8) délivre du courant électrique à un onduleur (9) qui le fourni 35 aux caractéristiques électriques demandées à l'utilisateur (10), l'excédent pouvant alimenter le réseau général (11). 40

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS1) Dispositif permettant de fournir partout de l'électricité à la demande, de façon individuelle et autonome, sans être soumis aux variations de ou des sources motrices d'énergies renouvelables et/ou recyclables, transformant l'énergie et la stockant sous une forme de fluide en réservoir, puis en relâchant le fluide en force motrice vers un générateur, à la demande de l'utilisateur (en direct ou en différé), pour la transformer en électricité.
  2. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un système individuel (Fig.1) qui 10 comporte : un ou plusieurs capteurs (2) d'énergie renouvelables ou recyclées (1) lié à un générateur (3) qui transforme cette énergie récupérée en un courant électrique, un onduleur(4) transforme cette énergie pour qu'elle soit consommable directement ou pour alimenter une pompe ou un compresseur (5) qui rempli un réservoir tampon (6) dont le fluide sous pression ou non suivant le cas ,est relâché à la demande, grâce à une 15 vanne ou une électrovanne ,et fourni de l'énergie à un générateur (7) producteur de courant , transformé par un onduleur (8) ou ((3) si compatible) en courant électrique continu disponible à tout moment ,indépendamment des moments de disponibilité de la source d'énergie renouvelable ou recyclée, pour une utilisation à la demande directe ou différée d'appareils électriques d'usage courant (10),sans avoir recours à un 20 ensemble de batteries électriques polluantes et limiter le recours au réseau électrique collectif.
  3. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation de capteurs (2) d'énergie renouvelable (1) variés telles le solaire photovoltaïque, le four solaire générateur de vapeur, l'éolien horizontal ou vertical, l'hydrolien (le courant naturel des 25 eaux vives), ou les flux de vapeur ou de chaleur rejeté par les usines, incinérateurs, ou chaufferies.
  4. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par des capteurs (2) d'énergies renouvelables ou recyclées (1) qui peuvent être utilisés individuellement ou groupés.
  5. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un réservoir tampon (6) de 30 stockage de fluide (air comprimé, ou eau, ou huile, ou vapeur, sous pression ou non) réalisé en acier, bois ou matériaux composites , qui représente un volume stocké qui est déterminé par la fréquence d'apports en énergie renouvelable ou recyclée disponible, les pertes liées au fonctionnement propre du dispositif, et le besoin de consommation en courant électrique demandée par l'utilisateur final. 35
  6. 6) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par la possibilité de rassembler tous les éléments (2X3)-(4)-(5)-(6X7)-(8) dans un ensemble compact commun ou disposer tout ou partie des éléments en une chaine d'appareils successifs, relié à l'utilisateur final du courant électrique et/ou au réseau de distribution électrique par cablage électrique . 40
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