BE1025180B1

BE1025180B1 - Systeme éolien a cerfs-volants de traction

Info

Publication number: BE1025180B1
Application number: BE2017/5669A
Authority: BE
Inventors: Hervé TICHKIEWITCH
Original assignee: Hervé TICHKIEWITCH; GIRAUD Benoît
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-11-22

Abstract

Le système comprend au moins une aile de cerf-volant (1-3) fixée par des suspentes de traction (7) et de commande (8, 9) à des moyens porteurs (4) au sol agencés pour être entraînés dans une suite de déplacements angulaires de 360° sous l’action éolienne de l’aile (1-3) et agencés pour entraîner un arbre (50) d’alternateur producteur d’énergie électrique. Les moyens porteurs comprennent un câble porteur (4) enroulé autour au moins de deux roues (5, 6) montées rotatives autour d’un axe vertical et dont une (6) au moins est montée sur l’arbre d’alternateur (50). Le système est en charge en permanence.

Description

(30) Données de priorité :

(73) Titulaire(s) :

TICHKIEWITCH Hervé

30400, VILLENEUVE LEZ AVIGNON France

GIRAUD Benoît

13100, AIX EN PROVENCE

France (72) Inventeur(s) :

TICHKIEWITCH Hervé

30400 VILLENEUVE LEZ AVIGNON France (54) SYSTEME ÉOLIEN A CERFS-VOLANTS DE TRACTION (57) Le système comprend au moins une aile de cerf-volant (1-3) fixée par des suspentes de traction (7) et de commande (8, 9) à des moyens porteurs (4) au sol agencés pour être entraînés dans une suite de déplacements angulaires de 360° sous l’action éolienne de l’aile (1-3) et agencés pour entraîner un arbre (50) d’alternateur producteur d’énergie électrique. Les moyens porteurs comprennent un câble porteur (4) enroulé autour au moins de deux roues (5, 6) montées rotatives autour d’un axe vertical et dont une (6) au moins est montée sur l’arbre d’alternateur (50). Le système est en charge en permanence.

Rg. 1

BREVET D'INVENTION BELGE

SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie

Numéro de publication : 1025180

Numéro de dépôt : BE2017/5669

Office de la Propriété intellectuelle Classification Internationale : F03D 5/02 Date de délivrance : 22/11/2018

Le Ministre de l'Economie,

Vu la Convention de Paris du 20 mars 1883 pour la Protection de la propriété industrielle ;

Vu la loi du 28 mars 1984 sur les brevets d'invention, l'article 22, pour les demandes de brevet introduites avant le 22 septembre 2014 ;

Vu le Titre 1er “Brevets d’invention” du Livre XI du Code de droit économique, l'article XI.24, pour les demandes de brevet introduites à partir du 22 septembre 2014 ;

Vu l'arrêté royal du 2 décembre 1986 relatif à la demande, à la délivrance et au maintien en vigueur des brevets d'invention, l'article 28 ;

Vu la demande de brevet d'invention reçue par l'Office de la Propriété intellectuelle en date du 21/09/2017.

Considérant que pour les demandes de brevet tombant dans le champ d'application du Titre 1er, du Livre XI du Code de Droit économique (ci-après CDE), conformément à l'article XI. 19, §4, alinéa 2, du CDE, si la demande de brevet a fait l'objet d'un rapport de recherche mentionnant un défaut d'unité d'invention au sens du §ler de l'article XI.19 précité et dans le cas où le demandeur n'effectue ni une limitation de sa demande ni un dépôt d'une demande divisionnaire conformément aux résultats du rapport de recherche, le brevet délivré sera limité aux revendications pour lesquelles le rapport de recherche a été établi.

Arrête :

Article premier. - Il est délivré à

TICHKIEWITCH Hervé, Boulevard Guynemer 52, 30400 VILLENEUVE LEZ AVIGNON France;

GIRAUD Benoît, Avenue Lucien Gautier 15, 13100 AIX EN PROVENCE France;

représenté par

OFFICE KIRKPATRICK S.A., Avenue Wolfers 32, 1310, LA HULPE;

un brevet d'invention belge d'une durée de 20 ans, sous réserve du paiement des taxes annuelles visées à l’article XI.48, §1 du Code de droit économique, pour : SYSTEME ÉOLIEN A CERFS-VOLANTS DE

TRACTION.

INVENTEUR(S) :

TICHKIEWITCH Hervé, Boulevard Guynemer 52, 30400, VILLENEUVE LEZ AVIGNON;

PRIORITE(S) :

DIVISION :

divisé de la demande de base :

date de dépôt de la demande de base :

Article 2. - Ce brevet est délivré sans examen préalable de la brevetabilité de l'invention, sans garantie du mérite de l'invention ou de l'exactitude de la description de celle-ci et aux risques et périls du (des) demandeur(s).

Bruxelles, le 22/11/2018,

Par délégation spéciale :

2017/5669

BE2017/5669

SYSTEME ÉOLIEN A CERFS-VOLANTS DE TRACTION

L'énergie éolienne, en tant qu'énergie renouvelable, n'est plus à vanter. C'est le domaine de l'invention de la présente demande.

Les inconvénients des parcs éoliens classiques sont également bien connus.

C'est pourquoi, depuis quelque temps, se développent des technologies de production éolienne d'électricité à partir de cerfs-volants qui, au-delà de l'élimination des inconvénients générés par les énormes pales montées sur mât, présentent l'avantage de l'exploitation des vents d'altitude qui sont plus réguliers et plus constants que ceux qui soufflent en haut desdits mâts.

Par les documents WO 2007/135701, WO 2008/04261 et WO 2014/087436, on connaît un système éolien comprenant au moins une aile de cerf-volant fixée par des suspentes de traction et de commande à des moyens porteurs au sol agencés pour être entraînés dans une suite de déplacements angulaires de 360° sous l'action éolienne de l'aile et agencés pour entraîner un arbre d'alternateur producteur d'énergie électrique.

Les moyens porteurs de ces documents sont soit des couronnes, soit des poutres que le vent, par l'intermédiaire des ailes de cerf-volant, entraîne en rotation pour, à leur tour, entraineren rotation l'arbre ou les arbres d'alternateur.

Mais un tel système de l'art antérieur a également ses limites. En effet, et c'est facile à concevoir, l'aile n'exerce sa traction que sur une partie seulement des rotations, l'aile devant être mise en stationnaire sur le reste des rotations.

L'invention de la présente demande vise à proposer un système avec lequel une aile de cerf-volant exerce sa traction et donc son entraînement en rotation quasiment en permanence.

2017/5669

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À cet effet, l'invention concerne un système du type défini ci-dessus, caractérisé par le fait que les moyens porteurs sont agencés pour que l'aile reste en charge en permanence.

Ainsi, l’aile n’étant pratiquement jamais mise en stationnaire, l’énergie électrique est générée quasiment en permanence.

De préférence, les moyens porteurs sont agencés pour que l’essentiel de leurs déplacements sous l’action de l’aile s'effectuent en sens inverses le long de deux tronçons linéaires, avantageusement parallèles.

Dans la forme de réalisation préférée du système de l'invention, les moyens porteurs comprennent un câble porteur enroulé autour au moins de deux roues montées rotatives autour d'un axe vertical et dont une au moins est montée sur l'arbre d'alternateur.

On comprendra que les deux tronçons linéaires sont parallèles entre eux si les deux roues ont le même diamètre.

On comprendra aussi que l'aile pourra peut-être ne pas rester en charge lors du passage, de la zone de fixation au câble porteur de ses suspentes de traction et de commande, autour de l'une des deux roues. Mais, le diamètre des roues ne pouvant pas être démesuré, il ne s'agira que d'un secteur angulaire de faible ouverture et l'aile restera donc en charge quasiment en permanence.

Dans la forme de réalisation toujours préférée du système de l'invention, il est prévu une pluralité d'ailes de cerf-volant fixées aux moyens porteurs.

Bien sûr, si le système comporte au moins deux ailes de cerf-volant fixées aux moyens porteurs de telle manière que leurs zones de fixation respectives ne passent pas respectivement autour des deux roues en même temps, les deux ailes ne sont donc pas mises en stationnaire en même temps et le système reste à pleine charge en permanence.

2017/5669

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L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du système éolien de l'invention, en référence au dessin en annexe, sur lequel :

- la figure 1 est une vue schématique en perspective et de dessus du système de l'invention;

- la figure 2 est une vue de profil du coffret de base d'une aile de cerfvolant monté sur le câble porteur du système;

- la figure 3 est une vue de face du coffret de base de la figure 2 et

- la figure 4 illustre le maintien en charge quasi-permanent des ailes du système de la figure 1.

Le système éolien qui va maintenant être décrit comporte ici trois ailes de cerfvolant 1, 2, 3. Chaque aile est fixée, par un coffret de base dont il sera question ci-après, à un câble porteur 4 qui est monté pour tourner, ici encore, autour de deux roues 5, 6 écartées l'une de l'autre, ici toujours de même diamètre, installées au sol et montées rotatives autour d'un axe vertical. Les deux roues sont disposées dans un même plan horizontal. La première roue 5 est libre en rotation. La deuxième roue 6 est montée sur l'arbre 50 d'un alternateur.

Chaque aile est reliée au câble 4 par une suspente avant centrale de traction 7, fixée au bord d'attaque de l'aile, et deux suspentes arrière latérales de commande 8, 9. En réalité, les suspentes de commande participent également un peu à la traction, pour environ 20 %.

Le câble porteur 4 comporte deux brins 10, 11 parallèles entre les deux roues 5, 6. Sous l'action éolienne, les ailes, par l'intermédiaire de leurs coffrets de base, peuvent donc entraîner le câble porteur 4 enroulé autour des deux roues 5, 6 dans une suite de déplacements angulaires de 360°, les deux brins 10, 11, entre les deux roues 5, 6, se déplaçant en sens inverses le long des deux tronçons 12, 13 ici parallèles et tangents aux deux roues 5, 6.

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L'installation au sol des roues 5, 6 et du câble porteur 4 est telle que les ailes restent en charge pratiquement en permanence. En référence à la figure 4, cela va être expliqué.

La figure 4 représente schématiquement l'installation de la figure 1 vue de dessus avec le câble porteur 4, les roues 5, 6 écartées l'une de l'autre et les ailes 1-3, avec leur suspente de traction 7.

Les deux brins 10, 11 du câble 4, entre les deux roues 5, 6, se déplacent respectivement en sens inverses 15, 16.

Soit 14 la direction du vent, ici sensiblement orthogonale aux brins 10, 11 du câble. Une composante du vent met en charge les ailes 1 et 2 de telle manière, comme illustré sur la figure 4, qu'elles entraînent le brin 10 du câble 4 dans le sens 15, de la roue 5 vers la roue 6.

Par contre, la même composante du vent met en charge l'aile 3 de telle manière qu'elle entraîne le brin 11 du câble 4 dans le sens 16, inverse du sens 15.

Les ailes 1-3 sont donc pratiquement tout le temps en charge.

Certes, il faut admettre que le long d'une partie des secteurs des roues sur lesquels passent les coffrets de base des ailes, elles ne doivent plus être en charge. Elles doivent être mises en stationnaire pour ne pas contrarier le sens de déplacement du câble porteur.

Les ailes 1-3 entraînent donc quasiment en permanence le câble 4 qui fait tourner la roue 6 et donc l'arbre de l'alternateur 50, donc également quasiment en permanence. La génération d'énergie est donc maintenue sur 360°. Le système reste assurément en charge en permanence surtout si on fixe les ailes comme précisé plus haut. Voilà le résultat intéressant procuré par le système éolien de l'invention.

2017/5669

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On comprendra facilement que dans le cas d'un système éolien dans lequel les coffrets de base des ailes sont entraînés dans un déplacement rotatif parfaitement circulaire, comme le long des deux roues du système de l'invention, il faut mettre les ailes en stationnaire sur une bonne partie du déplacement du câble porteur.

Pour mémoire, il sera rappelé qu'un alternateur est une machine rotative convertisseur d'énergie mécanique en énergie électrique. L'énergie mécanique fournie au rotor de l'alternateur - l'inducteur - induit un courant alternatif au stator de l'alternateur - l'induit - par le mouvement relatif de l'inducteur et de l'induit qui provoque une variation du flux du champ magnétique.

Les suspentes 7-9 des ailes sont fixées au câble porteur 4 par l'intermédiaire d'un coffret de base 17 pincé sur le câble 4, ici par deux crochets 18, 19, en l'espèce à la manière des télésièges de ski sur leur câble porteur. Le coffret 17 supporte trois treuils motorisés 20-22 sur lesquels sont respectivement enroulées les suspentes 7-9. Les treuils peuvent être commandés par des moteurs à courant continu.

La hauteur des ailes est réglée par la rotation, dans un sens ou dans l'autre, des treuils 20-22.

On notera que les crochets 18, 19 peuvent être détachés du câble porteur pour venir sur un câble secondaire par exemple en cas de maintenance.

De façon parfaitement connue de l'homme du métier, la différence de longueurs des suspentes arrière, pour l'orientation des ailes et, plus généralement, la puissance du système éolien sont commandées et contrôlées à l'aide d'une série d'équipements et d'organes électroniques implantés aussi bien sur les ailes qu'au sol.

Sur les ailes, on pourra placer, outre une batterie et un système de charge, un accéléromètre, un gyroscope, un magnétomètre, un GPS et un organe radio

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BE2017/5669 pour la communication sol / aile. Un petit calculateur pourra aussi être embarqué, d'un type qu'on utilise à bord des drones.

On notera que, les ailes étant reliées au câble porteur par trois suspentes, leur puissance peut être gérée par un réglage d’incidence et elles peuvent aussi être maintenues dans toute position de la fenêtre de vol.

Au sol, et indépendamment des moyens nécessaires au décollage et à l'atterrissage des ailes, des jauges de contrainte pourront être installées dans les coffrets de base pour la mesure des efforts de traction des suspentes et des ailes. L'alimentation de puissance, les moyens de communication et le calculateur seront déterminés avec précaution.

En résumé, le système éolien de l'invention permet de récupérer au sol l'énergie de traction des cerfs-volants qui peuvent évoluer à des hauteurs variables ainsi qu'avec des surfaces d'aile variables. La production d'électricité est intéressante tant au plan de la durée dans l'année qu'au plan de la puissance. La maintenance du système est facile et les impacts sur l'environnement relativement négligeables. Les contraintes réglementaires sont aussi assez réduites. Également réduit est le coût de fabrication et d'installation du système.

Enfin, on soulignera que le fait d'associer des cerfs-volants à un câble porteur permet de mieux adapter le système à la puissance voulue et surtout au terrain. Un câble porteur peut s'étendre sur une très longue distance, avec plus de deux roues supports du câble porteur et des roues de renvoi et de rappel, et même être installé autour de reliefs naturels, comme des collines. Dans ce cas, le câble porteur se déplace le long de plus de deux tronçons linéaires.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Système éolien comprenant au moins une aile de cerf-volant (1-3) fixée par des suspentes de traction (7) et de commande (8, 9) à des moyens porteurs (4) au sol agencés pour être entraînés dans une suite de déplacements angulaires de 360° sous l'action éolienne de l'aile (1-3) et agencés pour entraîner un arbre (50) d'alternateur producteur d'énergie électrique, caractérisé par le fait que les moyens porteurs (4) sont agencés pour maintenir l'aile (1-3) en charge en permanence.

2. Système éolien selon la revendication 1, dans lequel les moyens porteurs (4) sont agencés pour que l'essentiel de leurs déplacements s'effectuent en sens inverses le long de deux tronçons linéaires (12, 13).

3. Système éolien selon la revendication 2, dans lequel les deux tronçons linéaires (12, 13) sont parallèles.

4. Système éolien selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les moyens porteurs comprennent un câble porteur (4) enroulé autour au moins de deux roues (5, 6) montées rotatives autour d'un axe vertical et dont une (6) au moins est montée sur l'arbre d'alternateur (50).

5. Système éolien selon la revendication 4, dans lequel il est prévu au moins deux ailes de cerf-volant fixées aux moyens porteurs de telle manière que leurs zones de fixation respectives ne passent pas respectivement autours des deux roues en même temps.

6. Système éolien selon l’une des revendications 4 et 5, dans lequel les deux roues (5, 6) ont le même diamètre.

7. Système éolien selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel il est prévu une pluralité d'ailes de cerf-volant (1-3) fixées aux moyens porteurs (4).

2017/5669

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8. Système éolien selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les suspentes (7-9) de l'aile de cerf-volant sont fixées au câble porteur (4) par l'intermédiaire d'un coffret de base (17) pincé sur le câble (4) à la manière des télésièges de ski.

9. Système éolien selon la revendication 8, dans lequel les suspentes (7-9) sont enroulées sur des treuils supportés par le coffret (17).

10. Système éolien selon la revendication 1, dans lequel l’aile de cerf-volant (1- io 3) est fixée aux moyens porteurs (4) par une suspente avant centrale de traction (7) et deux suspentes arrière latérales de commande (8, 9).

11. Système éolien selon la revendication 4, dans lequel le câble porteur est enroulé sur plus de deux roues et se déplace le long de plus de deux tronçons

15 linéaires.

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ABREGE

SYSTEME ÉOLIEN A CERFS-VOLANTS DE TRACTION

5 Le système comprend au moins une aile de cerf-volant (1-3) fixée par des suspentes de traction (7) et de commande (8, 9) à des moyens porteurs (4) au sol agencés pour être entraînés dans une suite de déplacements angulaires de 360° sous l'action éolienne de l'aile (1-3) et agencés pour entraîner un arbre (50) d'alternateur producteur d'énergie électrique.

io Les moyens porteurs comprennent un câble porteur (4) enroulé autour au moins de deux roues (5, 6) montées rotatives autour d'un axe vertical et dont une (6) au moins est montée sur l'arbre d'alternateur (50).

Le système est en charge en permanence.