METHODE ET, OU MOYENS POUR OBTENIR ET EMMAGASINER DE L'ENERGIE A PARTIR DU
VENTo
L'invention concerne une méthode et, ou des moyens pour obtenir et emmagasiner de l'énergie à partir du vent.
La puissance du vent, comme source d'énergie, est connue et utilisée depuis des temps reculés, comme par exemple pour la propulsion des bateaux à voiles et l'actionnement des moulins à vent tels qu'utilisés pour le
<EMI ID=1.1>
lesquelles aucune constance positive ou particulière, ou bien un degré de précision élevé de la puissance disponible n'est exigé.
Les emplois modernes de puissance exigent tant la constance qu'un degré élevé de précision de la puissance disponible, et l'inconstance et la grande variabilité de la puissance du vent ont longtemps été un empêchement au plus grand développement de son utilisation comme source d'énergie là où ces conditions sont requises.
Des méthodes ont toutefois été proposées dans le but de surmonter les inconvénients susdits et de faire un usage plus étendu de l'énergie du vent, et les développements modernes à cet égard ont été orientés vers la transformation de l'énergie du vent en énergie électrique qui peut être emmagasinée dans des batteries d'accumulateurs, mais ce système est grandement limité du fait que les batteries ne conviennent pas pour fournir de la puissance dans la forme et à l'échelle requises pour le chauffage ou autres systèmes industriels.
On a également formulé dés propositions en vue d'utiliser la puissance du vent en conjonction avec l'énergie hydro-électrique ou du courant, électrique autrement engendré, l'une des puissances complétant ou, ainsi que techniquement dénommé "stabilisant" l'autre, mais ces méthodes nécessitent des sites spéciaux et des équipements très importants et dispendieux, et les dites propositions ont servi à démontrer que la puissance du vent en elle-même ne constituait pas une source sûre pour obtenir de l'énergie in-
<EMI ID=2.1>
On constate par exemple que lorsque la puissance du vent doit être utilisée pour la génération de courant à l'échelle nationale, l'emploi d'un nombre de petites roues ou turbines à vent en association avec des générateurs de courant alternatif impliquerait une difficulté extrême en ce qui concerne tant la tension que le réglage de phase et, par suite, il est nécessaire ou désirable d'utiliser de très grandes roues à vent pour entrai ner un générateur qui procurera le courant requis, les roues prévues étant
<EMI ID=3.1>
mentanées de la puissance du vent; de très grosses dépenses sont entraînées par la production ou fabrication et le montage de ces roues et de l'équipement électrique utilisé conjointement.
En outre, dans un tel système, suivant lequel du courant provenant de générateurs actionnés par le vent est fourni directement au réseau, on ne peut entièrement tirer parti des périodes où le vent à une vitesse élevée et par conséquent contient beaucoup d'énergie à moins que la grande vitesse se produise aux périodes de pointe de la demande, car si les grands vents se présentent aux périodes de faible demande, l'excédent de l'énergie engendrée doit être abandonné ou "dissipé".
Egalement, à moins que ce système ne puisse, aux faibles vitesses du vent produire du courant d'un voltage supérieur a celui du réseau, il'-est inutile, car du courant s'écoulera du réseau en retour à travers les
<EMI ID=4.1>
vent, et, pour l'éviter, des mesures doivent être prises afin de déconnecter le circuit des roues à vent du réseau pendant les périodes de faible vitesse du vent.
L'invention a pour objet de prévoir une méthode et, 'OU des moyens plus économiques que ceux antérieurement proposés pour obtenir et emmagasiner de la puissance dérivée du vent et, dans sa généralité, elle est caractérisée par des moyens en association avec des appareils, grâce
<EMI ID=5.1>
que continu pour une multiplicité de voltamètres du type connu dans l'industrie sous l'appellation de cellules électrolytiques, les dites cellules contenant de l'eau traitée par un électrolyte convenable, dans laquelle on fait passer le courant engendré pour déterminer la décomposition de l'eau, l'oxygène et l'hydrogène dégagés à l'anode et la cathode respectivement, étant conduits séparément dans des récipients à gaz ou gazomètres ou des chambres collectrices, dans lesquels les gaz sont emmagasinés et d'où. ils peuvent être repris comme et lorsque c'est nécessaire pour être utilisés dans les divers métiers et industries où ils sont ordinairement employés.
<EMI ID=6.1>
drogène, en raison de sa valeur calorifique élevée, étant une forme de combustible très utile qui peut être brûlé dans des dispositifs analogues à ceux utilisés pour brûler du gaz de houille ordinaire et, en outre, comme on le comprendra, comme source d'énergie pour des moteurs à combustion interne et autres, lesquels moteurs peuvent être employés pour actionner des génératrices à courant alternatif en vue de fournir du courant directement au réseau à partir duquel il est distribué sur des étendues considérables.
Dans une réalisation convenable d'installation pour la mise en oeuvre de l'invention, on prévoit une multiplicité de petites roues ou turbines à vent, de type moderne, dont chacune comporte en association une gé nératrice à courant continu appropriée, ces dispositifs associés étant agencés dans une structure à claire voie ou ossature du genre cadre, ci-après
<EMI ID=7.1> <EMI ID=8.1>
propre à permettre le pivotement des roues ou turbine à vent et génératrice de manière qu'elles se trouvent toujours face au vent, , .,....
<EMI ID=9.1>
tionnées à vitesse plus élevée que celles plus rapprochées du sol, mais le courant obtenu est fourni à une batterie de cellules électrolytiques, avan-
<EMI ID=10.1>
de la méthode connue dont question plus haut, de prévoir des mesures en vue , d'une régulation de voltage ou de phase.
Les gaz peuvent être soutirés des cellules électrolytiques à l'aide de pompes et envoyés à pression appropriée dans des récipients à gaz ou gazomètres séparés, de type industriel, de grandes dimensions, ou bien, alternativement les cloches à gaz dés cellules électrolytiques peuvent être construites pour supporter toute pression désirée, de manière que les gaz dégagés engendrent leur propre pression et passent directement aux gazomètres respectifs, pour être conduits de là à tout autre emplacement
ou réceptacle désiré.
Les dessins annexés, en référence auxquels l'invention sera plus complètement décrite, illustrent schématiquement, et uniquement à titre d'exemple, une installation convenable pour la mise en pratique de l'invention.
Fige. 1 et 2 sont des vues en élévation, dans des plans perpendiculaires entre eux, et la fig. 3 est une vue en plan,certaines parties étant arrachées dans chacune de ces figures;
<EMI ID=11.1>
et 3, des fragments en coupe de ces figures, suivant un plan tel que 4-4 de la figure 3; Figo 5 est un schéma de cablage du circuit entre chaque génératrice et les cellules électrolytiques auxquelles elle est associée.
Les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes parties ou organes dans les diverses figures des dessins, dans lesquels les éléments de barres verticales de la structure à claire voie ou ossature du genre cadre sont désignés par la référence 7, les éléments longitudinaux horizontaux par la référence 8 et les organes transversaux par 9.
On comprendra que cette structure peut avoir toutes dimensions désirées, et peut être étendue soit en direction horizontale soit en direction verticale, ou dans les deux directions suivant le nombre et les dimensions des génératrices et de leurs roues à vent ou propulseurs, à prévoir
<EMI ID=12.1>
nombre de génératrices à inclure dans le banc a été déterminé, la question de savoir s'il sera ou non plus avantageux de disposer la plus grande proportion de génératrices dans les rangées ou colonnes verticales que dans
les rangées horizontales du banc, ou vice-versa,.peut dépendre des conditions environnantes ou locales de l'emplacement où la structure est établie.
La portion de la structure à claire voie ou ossature genre cadre destinée à constituer le banc, désignée dans 1 "ensemble par la référence A, sur laquelle les génératrices marquées 10, et leurs roues à vent ou propulseurs associés, marqués 11, sont montés, reçoit de préférence un contour rectangulaire comme représenté, et comprend deux ensembles genre cadre disposés dans des plans verticaux parallèles espacés par dès organes d'interconnexion 9 de la structure, cette disposition procurant non seulement de
la rigidité au bans., mais permettant également, si on le;désirait,.et somme représenté de placer deux génératrices 10 actionnées par le vent' dans cha-
<EMI ID=13.1>
lement subdivisé par les éléments verticalement et horizontalement disposés <EMI ID=14.1>
cié de l'installation, et la hauteur à laquelle est placée la série la plus inférieure des génératrices du banc peut être déterminée par la longueur donnée à la portion des barres verticales 7 s'étendant entre la face- inférieure ou de dessous du banc et le toit du bâtiment.
Chaque compartiment ou espace de la structure de banc est pourvu d'une colonne ou socle, ou bien, lorsque deux génératrices sont prévues dans chaque compartiment, comme il est représenté dans les dessins, de deux colonnes ou socles, marqués 12, les dites colonnes ou socles reposant sur
<EMI ID=15.1>
visibles sur la figure 4.
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
ou gouvernail 16 coopérant de manière connue pour contrôler les mouvements de rotule de l'ensemble générateur afin d'amener dans le vent la roue à vent ou propulseur associé; ainsi qu'on le comprendra.
<EMI ID=18.1>
rectement sur les arbres des armatures ou rotors des génératrices, ou 'être convenablement accouplés par engrenages, seront de dimensions relativement petites, probablement de l'ordre de 3 à 6 m de diamètre et susceptibles de fabrication en série. -
<EMI ID=19.1>
des pâles du propulseur, par exemple par des moyens à action centrifuge disposés dans un carter tel que 17, fonctionnant de manière connue et en concordance de la vitesse du vent, ,et l'on peut également incorporer un mé-
<EMI ID=20.1>
mite de sécurité de la vitesse de rotation, le dit mécanisme étant soit un mécanisme appliquant le frein uniquement pendant les périodes de vitesse
<EMI ID=21.1>
ne vitesse donnée a été atteinte.
Le plan de queue ou gouvernail 16 jointif de l'extrémité de la génératrice 10 éloignée de la roue à vent 11, peut être relié à la base
10a de la génératrice de fagon telle qu'une vitesse de vent excessive, qui
<EMI ID=22.1>
fasse tourner le propulseur en dehors du vent, procurant ainsi une autre mesure de sécurité.
,Les propulseurs à pas variable répondront au double but d'accroître le rendement et d'agir également comme dispositif de sécurité, car ils seront agencés de manière à extraire plus d'énergie des vents à vitesse élevée sans accroissement proportionnel dans la vitesse de rotation.
Comme précédemment indiqué, chacune des génératrices 10 action-
<EMI ID=23.1>
une batterie de cellules électrolytiques désignées dans les dessins par la référence 18, ces cellules étant montées, comme représenté, sur le plancher du bâtiment B dans la situation qui est la.plus commode par rapport à la génératrice dans le circuit de laquelle est branchée la batterie de cellules, ou bien elles peuvent être convenablement aménagées d'autre manière par rapport à leurs génératrices respectives.
Les cellules électrolytiques qui, comme susdit, sont de préférence du type Knowles employé pour la décomposition électrolytique de l'eau, travaillent d'ordinaire de façon satisfaisante pour des différences de potentiel dans les cellules comprises entre 1,8 et 2,6 volts; en dessous du voltage de 1,8 elles cessent de fonctionner tandis qu'un voltage supérieur <EMI ID=24.1> à 2,6 volts se traduit par un échauffement tel qu'il affecte sérieusement
<EMI ID=25.1>
Il est par suite nécessaire ou désirable "de 'prévoir des moyens grâce auxquels le voltage dans les cellules de chaque circuit de génératrice peut être maintenu entre ces deux limites malgré les modifications de voltage de la génératrice dues aux variations dans la vitesse du vent, et ce de-
<EMI ID=26.1>
suivant les variations du voltage de la génératrice, la mise en circuit
ou hors circuit d'une cellule, ou de cellules étant effectuée par un dispositif de commutation approprié prévu dans le circuit de la génératrice.
, Ces dispositifs de commutation sont. illustrés et désignés dans les dessins par la référence 19, et ils sont de préférence propres à être actionnés automatiquement en concordance des voltages variables pouvant être engendrés dans les génératrices en raison de la vitesse du vent.-
A titre d'exemple, si la génératrice est établie pour engendrer un voltage de 12 volts pour une vitesse moyenne donnée de vent, pour cette vitesse de vent six voltamètres ou cellules électrolytiques seront reliés en série afin de procurer une différence de potentiel de 2 volts aux bornes de chaque Voltamètre ou cellule du circuit. Si toutefois la vitesse du vent
<EMI ID=27.1>
cellule qui travaillera alors efficacement. Si d'autre part la vitesse du vent augmente jusqu'à atteindre une vitesse telle que la génératrice donne plus que 6 x 2,6 volts, c'est-à-dire 15,6 volts minimum, un septième voltamètre ou cellule sera mis en circuit, ramenant le voltage à une valeur inférieure à 2,6 volts pour chaque voltamètre ou cellule. '
Les gaz dégagés aux électrodes respectives des cellules des batteries associées à chacune des génératrices sont soutirés des cloches des dites électrodes, l'oxygène qui est dégagé à toutes les anodes passant dans
le conduit 20, et l'hydrogène dégagé à toutes les cathodes passant dans le conduit 21, et les dits gaz sont envoyés de ces conduits, par des pompes désignées 22 et 23, dans les récipients à gaz 24 et 25 respectivement, dans lesquels ils peuvent être emmagasinés à toute pression désirée, pour y être repris comme et lorsque cela est nécessaire pour leur utilisation dans les divers métiers ou industries où ils sont employés.
<EMI ID=28.1>
leur, du fait qu'il est non seulement utilisé dans beaucoup de procédés industriels, mais qu�il procure également une source intéressante d'énergie sous forme de chaleur.
Les circuits de cablage ont été omis des figures 1, 2 et 3 en vue de la clarté, mais le système employé sera de préférence tel que représenté dans la figure 4 et le schéma de cablage de la figure 5, savoir : le cable désigné par la référence 26, propre à être connecté par un logement
<EMI ID=29.1>
de la-batterie 18 dans le but de mettre en circuit ou hors circuit une ou plusieurs cellules, suivant les besoins, pour régulariser le voltage de chaque cellule, l'autre borne de la génératrice 10 étant mise à la terre, à
<EMI ID=30.1>
un fusible 30, un ampèremètre 31 et un voltmètre 32 usuellement inclus dans les circuits de câblage.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée aux détails précis de construction de l'équipement incorporé dans l'installation décrites ces détails pouvant varier sans se départir de l'esprit de l'invention. Par exemple, si l'on ne désire pas emmagasiner l'oxygène obtenu, le récipient à gaz 24 peut être supprimé et ce gaz évacué à l'atmosphère.
Grâce aux moyens et, ou à la méthode d'obtention et d'emmagasinement de l'énergie du vent selon l'invention, on évite les désavantages qui accompagnent les systèmes connus précités et qui se manifestent pendant des périodes soit de vitesse élevée soit de faible vitesse du vent, et les périodes de grandes vitesses du vent se traduiront par la production de plus de gaz pouvant être emmagasiné jusqu'à réquisition, tandis que des faibles vitesses du vent produiront encore du courant utilisable dans le ou les voltamètres ou cellules électrolytiques, qui, comme leur fonctionnement est irréversible, peuvent être maintenus en circuit; ainsi l'énergie potentiel-
<EMI ID=31.1>
propre à assurer l'entraînement de l'armature ou rotor d'une génératrice à courant continu, chaque génératrice servant à fournir du courant à un circuit comportant une multiplicité ou batterie de voltamètres ou cellules électrolytiques établis pour la décomposition de l'eau, l'hydrogène, ou bien tant l'hydrogène que l'oxygène dégagés aux électrodes des voltamètres ou cellules électrolytiques étant pompés ou autrement amenés dans des récipients
à gaz ou chambres d'emmagasinement d'où ils peuvent être repris comme et lorsque cela est requis pour leur utilisation.
<EMI ID=32.1>