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PROCEDE ASSURANT LE FONCTIONNEMENT D'INSTALLATIONS,DE FORCE MOTRICE
A PUISSANCE FORTEMENT VARIABLE.
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Tandis qu'antérieurement, on pouvait se contenter de dimension- ner les moulins à vent et les moteurs à vent de telle façon qu'ils ne rendis- sent l'énergie nécessaire au point de vue technique que pendant les périodes au cours desquelles ils peuvent fournir du travail, le problème de l'emmaga- sinage ou accumulation d'énergie dans de telles installations de force motri- ce s'est posé entretemps avec insistance. Il doit être rendu possible, sans tenir compte de l'intensité du vent déjà disponible pour gagner de l'énergie, de tenir à disposition, à des époques pouvant être choisies arbitrairement, les quantités d'énergie qui sont nécessaires additionnellement ou exclusive- ment mais peuvent ne pas être utilisées immédiatement, au moment même, par l'installation éolienne.
A cet effet, on a d'abord simplement intercalé, entre l'instal- lation éolienne pour la production de courant électrique et le point de con- sommation, une batterie de choc, se composant d'accumulateurs au plomb ou à l'acier et on a couvert tous les intervalles dans la chute d'énergie exclusi- vement par le courant de batterieo Ce procédé de l'emmagasinage total dans les installations électriques à vent a pour inconvénient que, déjà dans les installations éolienne relativement petites avec chute d'énergie temporaire relativement petite,des batteries d'accumulateurs relativement grandes sont nécessaires pour assurer une compensation d'énergie passablement satisfaisan- teo Mais le prix d'une batterie d'accumulateurs qui puisse assurer un amortis- sement convenable lors du fonctionnement d'une.installation éolienne.,
est au moins deux fois aussi élevé que le prix de l'installation éolienne elle-même.
Les installations éoliennes de pompes à eau peuvent employer, comme éléments d'accumulations des réservoirs à eau placés haut, auxquels l'énergie emmagasinée peut être prise, en cas de besoin, au moyen de moteurs hydrauliques. Mais ces réservoirs à eau de dimension suffisante et les con- duites allant de l'installation de pompes à ces réservoirs augmentent le coût de l'installation dans son ensemble de même que celui de son fonctionnement,
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sensiblement plus encore que les batteries d'accumulateurso
Selon l'invention, on est cependant arrivé à créer une instal- lation d'emmagasinage d'énergie convenable pour des installations de force motrice pètites et moyennes et permettant un fonctionnement économique.
Cet important progrès réside essentiellement dans le fait que l'installation de force motrice de puissance fortement variable, par exemple une installation éolienne, est montée et fonctionne de telle façon que, de la quantité d'énergie à emmagasiner, deux tiers environ soient emmagasinés sous forme de chaleur et ce, de préférence,dans des éléments accumulateurs à l'état d'aggrégat solide, bien isolés à la chaleur vers l'extérieur, qui puissent être portés à haute température (par exemple jusqu'à 1000 ), sans fondre ou s'évaporer.
Pour de tels appareils, qui nécessitent une tension constante, par exemple pour des appareils d'éclairage et de radio, une batterie normale d'accumulateurs est avantageusement employée, batterie qui n'a essentielle- ment qu'à assurer la compensation de tension mais qui ne doit pas emmagasi- ner de quantités d'énergie supérieures à celles qui sont nécessaires à cet effet et qui, par suite de cela, peut être relativement petite et, par con- séquent, n'entraîne qu'une infime partie de l'ensemble des frais d'établis- sement de l'installation.
Des recherches soignées ont, par exemple, démontré qu'en agri- culture, et ce, dans les villages bien pourvus en appareils électriques, le besoin en courant électrique pour l'éclairage, la force motrice et la cha- leur se répartit approximativement comme suit :
6 à 10 % pour l'éclair age
10 à 16 % pour la force motrice
74 à 84 % pour les appareils de chauffe.
L'accumulation d'énergie sous forme de chaleur n'implique pas de grandes difficultés et peut être assurée avec un encombrement de beaucoup inférieur à celui que l'accumulation dans les accumulateurs électro-chimi- ques de batteries nécessite.
Le dessin représente tout à fait schématiquement, dans deux - exemples de réalisation, le courant d'énergie, lors de l'application du nou- veau procédé.
L'installation éolienne a peut, selon la figure 1, céder une partie convenable b de la quantité d'énergie disponible, pour des fins de force motrice, par exemple pour des pompes à eau, sans qu'un élément accu- mulateur soit pour cela pris en considération. La quantité d'énergie à em- magasiner, de grandeur fortement variable, est convertie en énergie électri- que dans un générateur actionné à partir de l'installation de force motrice.
De ceci, la partie principale g, environ les deux tiers, est introduite dans le ou les accumulateurs de chaleur h, chauffés électriquement, pour être, de là, enlevée, selon la nécessité, sous forme de chaleur i immédiatement utili- sable, aux corps chauffants, foyers, accumulateurs d'eau chaude, armoires glacières et autres installations nécessitant de la chaleur.
La partie la plus petite, d, régulièrement inférieure à un tiers, est amenée à une batterie d'accumulateurs électrique e, à laquelle, en f, sont reliés les appareils consommateurs de courant, qui nécessitent une tension aussi constante que possible, par exemple des appareils d'éclai- rage ou de radio. Il est évident qu'alors, il suffit d'une petite batterie d'accumulateurs.
A la figure 2, la roue éolienne est désignée par w et le géné- rateur électrique commandé par elle, par o. Le courant d'énergie mécanique b et c se distingue par des surfaces blanches ; courant d'énergie électri- que d, g, p, par des traits longitudinaux et le courant d'énergie calorifi- que i, q', par les traits entrecroisés. En p, il est indiqué qu'une partie de l'énergie électrique peut être amenée aux électromoteurs z, pour être ain- si à nouveau convertie en énergie mécanique c'.
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La répartition de l'énergie peut se faire manuellement ou bien il peut être prévu des répartiteurs à action automatique, soit sous forme d'une installation de régulateurs groupés ou de régulateurs séparés, prévus aux appareils consommateurs d'énergie.
REVENDICATIONS.
1. Procédé assurant le fonctionnement d'installations de force motrice à puissance fortement variable,en particulier d'installations éo- liennes, caractérisé en ce que, de la quantité d'énergie à emmagasiner, en- viron deux tiers sont emmagasinés sous forme de chaleur.
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PROCESS FOR ENSURING THE OPERATION OF INSTALLATIONS, MOTOR FORCE
HIGHLY VARIABLE POWER.
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Whereas previously it was possible to be satisfied with dimensioning windmills and wind motors in such a way that they would only supply the necessary energy from the technical point of view during periods when they could be used. supplying work, the problem of storing or accumulating energy in such motive power installations has arisen in the meantime with insistence. It must be made possible, without taking into account the intensity of the wind already available to gain energy, to make available, at times which may be arbitrarily chosen, the quantities of energy which are additionally or exclusively required. but may not be used immediately, at the same time, by the wind turbine installation.
To this end, a shock battery, consisting of lead or steel accumulators, was simply inserted between the wind power plant for the production of electric current and the point of consumption. and all the intervals in the energy drop have been covered exclusively by the battery currento This method of total storage in wind power installations has the disadvantage that, already in relatively small wind power plants with power drop relatively small temporary energy, relatively large accumulator batteries are required to provide fairly satisfactory energy compensation. But the cost of an accumulator battery which can provide adequate damping during operation of a. wind power plant.,
is at least twice as high as the price of the wind power plant itself.
Wind-powered water pump installations can employ high-mounted water reservoirs as storage elements, from which the stored energy can be taken, if necessary, by means of hydraulic motors. But these water tanks of sufficient size and the conduits going from the installation of pumps to these tanks increase the cost of the installation as a whole as well as that of its operation,
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significantly more than accumulator batteries
According to the invention, however, it has been possible to create an energy storage installation suitable for small and medium-sized motive power installations and allowing economical operation.
This important progress resides essentially in the fact that the installation of motive power of strongly variable power, for example a wind installation, is mounted and operates in such a way that, of the quantity of energy to be stored, about two thirds are stored under form of heat, preferably in storage cells in the solid aggregate state, well insulated from heat to the outside, which can be brought to high temperature (for example up to 1000), without melting or evaporate.
For such devices, which require a constant voltage, for example for lighting and radio devices, a normal accumulator battery is advantageously employed, which battery essentially only has to provide voltage compensation but which must not store up more quantities of energy than are necessary for this purpose and which, as a result, can be relatively small and, therefore, only entails a tiny part of the 'all costs of establishing the installation.
Careful research has, for example, shown that in agriculture, and in villages well supplied with electrical appliances, the need for electric current for lighting, motive power and heat is distributed approximately as follows:
6 to 10% for lighting age
10 to 16% for driving force
74 to 84% for heating devices.
The accumulation of energy in the form of heat does not involve great difficulties and can be ensured with a bulk much smaller than that which the accumulation in electrochemical accumulators of batteries requires.
The drawing shows quite schematically, in two embodiments, the energy flow during the application of the new process.
The wind power plant a can, according to figure 1, yield a suitable part b of the quantity of energy available, for motive power purposes, for example for water pumps, without an accumulator element being for this taken into consideration. The quantity of energy to be stored, of greatly varying magnitude, is converted into electrical energy in a generator operated from the motive power plant.
From this, the main part g, about two thirds, is introduced into the electrically heated heat accumulator (s) h, to be, from there, removed, as necessary, in the form of immediately usable heat i. heating elements, fireplaces, hot water accumulators, cooler cabinets and other installations requiring heat.
The smallest part, d, regularly less than a third, is brought to an electric accumulator battery e, to which, at f, are connected the current consuming devices, which require a voltage as constant as possible, for example lighting or radio devices. Obviously, then all that is needed is a small battery.
In Figure 2, the wind wheel is designated by w and the electric generator controlled by it, by o. The flow of mechanical energy b and c is distinguished by white surfaces; current of electric energy d, g, p, by longitudinal lines and the current of heat energy i, q ', by crossed lines. At p, it is indicated that part of the electrical energy can be supplied to the electromotors z, to be thus again converted into mechanical energy c '.
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The energy distribution can be done manually or it can be provided with automatic distributors, either in the form of an installation of grouped regulators or separate regulators, provided for energy consuming devices.
CLAIMS.
1. Method ensuring the operation of motive power installations with highly variable power, in particular wind power installations, characterized in that, of the quantity of energy to be stored, about two thirds are stored in the form of heat.