CA2277343A1 - Systeme de stockage d'energie electrique - Google Patents
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Abstract
- Système de stockage non polluant d'énergie électrique ~Selon d'invention, le système comprend une base d'alimentation (8,9) reliée à une source d'électricité et un circuit de stockage incluant un régulateur (4) et au moins un condensateur (5) à grande capacité. - Applications : remplacement des piles et accumulateurs.
Description
SYST~ME DE STOCKAGE D' >NERGIE ÉI~CTRIQUE _ La présente invention a pour objet un systbme de stockage non polluant d'énergie électrique destiné en particulier, mais non exclusivement, au stockags d'électricitê sous basse tension et faible ampérage.
La solution classique pour stocker uns telle énergie consiste à utilis~r des batteries constituées da produits chimiques et délivrent l'énergie électrique à partir de réactions réversibles (pour les accumulateurs) ou irréversibles ( pour les piles). Ces sources d'énergie présentent l'inconvénient d'avoir une dorés de vie limitéQ
et d'utiliser des mat6riaua polluants nocifs pour l' environneu~ent ce qui génère des coûte élevgs de collecte et de recyclage.
Un premier objet de l'invention est de pallier cet inconvénient et de proposer un circuit de stockage d'énergie électrique propre et pratiquement indéfiniment renouvelable.
Selon l~invention, Ie système de stockage d'énergie électrique est caractérisa en ce qu'il comprend une base d'alimentation relue à une source d'électricité et un circuit de stockage incluant un régulateur et au moins un condensateur.
Le principe de fonctionnement de charge/dëcharge des condensateurs est purement physique. Aucune réaction chimique n'est nécessaire pour charger le condensateur dont la capacité est supérieure à 0,22 Farads (variant par exemple de 0,22 à plusieurs milliers de Farads), de faible encombrement pouvant conserver une charge appréciable pendant unQ durée de l'ordre du mois. La durée de viQ
(sup6rieure à 100.000 cycles de charge/décharge) est, bien entendu, supérieure à celle des piles et accumulateurs. Les condensateurs utilisés selon l'invention dito "doubla couche" ou condensateurs "OR" présentent l'avantage d'avoir
La solution classique pour stocker uns telle énergie consiste à utilis~r des batteries constituées da produits chimiques et délivrent l'énergie électrique à partir de réactions réversibles (pour les accumulateurs) ou irréversibles ( pour les piles). Ces sources d'énergie présentent l'inconvénient d'avoir une dorés de vie limitéQ
et d'utiliser des mat6riaua polluants nocifs pour l' environneu~ent ce qui génère des coûte élevgs de collecte et de recyclage.
Un premier objet de l'invention est de pallier cet inconvénient et de proposer un circuit de stockage d'énergie électrique propre et pratiquement indéfiniment renouvelable.
Selon l~invention, Ie système de stockage d'énergie électrique est caractérisa en ce qu'il comprend une base d'alimentation relue à une source d'électricité et un circuit de stockage incluant un régulateur et au moins un condensateur.
Le principe de fonctionnement de charge/dëcharge des condensateurs est purement physique. Aucune réaction chimique n'est nécessaire pour charger le condensateur dont la capacité est supérieure à 0,22 Farads (variant par exemple de 0,22 à plusieurs milliers de Farads), de faible encombrement pouvant conserver une charge appréciable pendant unQ durée de l'ordre du mois. La durée de viQ
(sup6rieure à 100.000 cycles de charge/décharge) est, bien entendu, supérieure à celle des piles et accumulateurs. Les condensateurs utilisés selon l'invention dito "doubla couche" ou condensateurs "OR" présentent l'avantage d'avoir
2 de faibles durées de chargement et de pouvoir stocker des charges importantes. Le champ électrique rësulte de l'accumulation des charges électrostatiques entre ces doubles couches. Le ou les condensateurs de stockage sont normalement déchargés par le branchement d'appareils utilisateurs, le courant de fuite étant pratiquement négligeable par rapport au courant consommé par l'appareil utilisateur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le transfert entre la base et le circuit de stockage est effectua par induction électromagnêtique. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire qu'il y ait un contact physique entre la base et le circuit. Hien entendu, ce couplage nécessite un courant de base alternatif 'à une fréquence variant, par exemple, entre 20 Hz et 20 Mfiz_ vans le cas d'un transfert électromagnétique, cela implique un redressement et une régulation de la tension. La distance entre la base d'alimentation et le circuit de stockage pouvant ainsi âtre relativement grande puisque le circuit de stockage inclût un circuit résonant formant antenne.
Dans. un second mode de réalisation, la base al3.mente le circuit de stockage en courant continu, la liaison entre la source et le circuit s'effectuant par contact. Le courant continu peût provenir soit d'une source continue, soit d'une source alternative, le courant étant redressé.
selon une autre caractéristique de l'invention, un circuit de contre-réaction permet d'informer l'utilisateur de l'état de charge du condensateur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réali:ation, donnés uniquement à titre d'exemple non limi.tati.f, en regard des dessins qui représentent s
Selon une autre caractéristique de l'invention, le transfert entre la base et le circuit de stockage est effectua par induction électromagnêtique. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire qu'il y ait un contact physique entre la base et le circuit. Hien entendu, ce couplage nécessite un courant de base alternatif 'à une fréquence variant, par exemple, entre 20 Hz et 20 Mfiz_ vans le cas d'un transfert électromagnétique, cela implique un redressement et une régulation de la tension. La distance entre la base d'alimentation et le circuit de stockage pouvant ainsi âtre relativement grande puisque le circuit de stockage inclût un circuit résonant formant antenne.
Dans. un second mode de réalisation, la base al3.mente le circuit de stockage en courant continu, la liaison entre la source et le circuit s'effectuant par contact. Le courant continu peût provenir soit d'une source continue, soit d'une source alternative, le courant étant redressé.
selon une autre caractéristique de l'invention, un circuit de contre-réaction permet d'informer l'utilisateur de l'état de charge du condensateur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réali:ation, donnés uniquement à titre d'exemple non limi.tati.f, en regard des dessins qui représentent s
3 La figure 1, une vue du circuit de stockage avec couplage entre la base et 1Q circuit par une liaison lectxo~aagntique;
- la figure 2, une vue du circuit de la figure 1 avec un circuit de contre-raction;
la figure 3, uri schma par blocs avec liaison lectromagntique;
- la figure 4, un schma par blocs dans le cas d'une liaison par contact;
- la figure 5, un exemple de connexion de condensateurs permettant l'obtention de capacits de fort es valeurs;
- la figure 6, une connexion en srie de condensateurs pennattant l'obtention de tassions lsv6es.
Sur l'ensemble des figures, les mémes références d6signent les niâmes éléments. Sur les figures 1 et 2, la liaison entre la base (représentée sur la figure 3) et le circuit de stockage est une liaison inductive. Les éléments du circuit peuvent âtre considérés comme appartenant à trois sous-ensembles le soue ensemble bobine 1 (ou antenne) et capacité
d'accord 2 permettant d'induire la puissance électrique émise par la source, le redresseur 3 délivre en sortie un courant redressé qui est filtré et régulé dans le régulateur
- la figure 2, une vue du circuit de la figure 1 avec un circuit de contre-raction;
la figure 3, uri schma par blocs avec liaison lectromagntique;
- la figure 4, un schma par blocs dans le cas d'une liaison par contact;
- la figure 5, un exemple de connexion de condensateurs permettant l'obtention de capacits de fort es valeurs;
- la figure 6, une connexion en srie de condensateurs pennattant l'obtention de tassions lsv6es.
Sur l'ensemble des figures, les mémes références d6signent les niâmes éléments. Sur les figures 1 et 2, la liaison entre la base (représentée sur la figure 3) et le circuit de stockage est une liaison inductive. Les éléments du circuit peuvent âtre considérés comme appartenant à trois sous-ensembles le soue ensemble bobine 1 (ou antenne) et capacité
d'accord 2 permettant d'induire la puissance électrique émise par la source, le redresseur 3 délivre en sortie un courant redressé qui est filtré et régulé dans le régulateur
4. L~ condensateur 2 classique permet de constituer le circuit résonant LC aux bornes duquel est branché le circuit redresseur 6 constitué par un pont de diodes 3 dont la sortie est connectée à l'entrée d'un régulateur de filtrage 4. La sortie du rëgulateur 4 est connectée à l'armature positive d'un condensateur de stockage 5 dont la seconde armature est à la masse. La tension continue régulée utile est disponible entre les deux armatures du condensateur 5.
La figure 2 est analogue â la figure 1 à ceci~prèa qu'un circuit de contre-riaction 7 est coaaecté entre l'armature positive du condensateur de stockage 5 et le circuit oscillant 1,2. Le sous ensemble 7 est essentiellement constitué d'une entrée analogique/numirigue et fournit en sortie une guantification de la valeur de la tension aux bornes du condensateur de stockage 5. Ce signal module le signal aux bornes de la bobine 1 et de la capacité d'accord 2 et crëe par suite une variation du champ électromagnétique qui est détectée par la basa représentée sur la figure 3,. Le sous-ensemble 7 peut étre plus ou moins complexe en fonction de la précision à obtenir. Conformément à l'invention, on peut ainsi transmettre le niveau de charge du condensateur de stockage 5 à. la base de chargement par l' intertaédiaire du circuit résonant 1,2.
La figure 3 représente, par blocs la base de chargement comprenant de la droite vers la gauche de la figure ,une bobine 10, couplée avec Ia bobine 1 du circuit de stockage, un condensateur d'accord 11 monté en parallèle sur la bobine, un étage oscillateur amplificateur comprenant un oscillateur Z3 suivi d'un driver 12 et un amplificateur démodulateur 14 permet d'amplifier le signal oscillant cet étage étant command6 par un microcontrôleur 15. Le sous-eneemble 14 permet de de3moduler le signal de contre-réaction provenant de l'étage 7 du circuit de stockage. La microcontrbleur traite ce signal et le transmet à
l'afficheur 16. Une liaison 17 interrompt le fonctionnement de l'oscillateur un certain temps aprés que le circuit 7 ait signalé que la charge du condensateur 5 était maximale, ce qui interrompt la charge de celui-ei.
La figure 4 représente un circuit de remplacement des piles et batteries rechargQables par contact direct. A partir d'uns source d'énergie électrique telle que le secteur, la tension du courant est abaissie par un transformat~ur 9 suivi d'un convertisseur courant alternatit/courant continu si nécessaire. La sortie du convertisseur est reliée par l'intermédiaire du régulateur 4 â l'armature positive du condensateur de stockage 5 à laquelle est êgalement connectée une entrée du circuit de contre-réaction 7.
Dans la description qui précède, il a été fait mention d'une capacité de stockage 5 dont la valeur est choisie en fonction da l'utilisation projetée. xl est possible, co~ome rep=ésenté sur les ïigures 5 et 6 de remplacer le condensateur par des montages de plusieurs condensateurs en parallèle (Fig.5) ou en série (F=G.6) pour obtenir, comme en soi connu, soit une plus grande capacitd ou une plus grande tension d'utilisation.
La figure 2 est analogue â la figure 1 à ceci~prèa qu'un circuit de contre-riaction 7 est coaaecté entre l'armature positive du condensateur de stockage 5 et le circuit oscillant 1,2. Le sous ensemble 7 est essentiellement constitué d'une entrée analogique/numirigue et fournit en sortie une guantification de la valeur de la tension aux bornes du condensateur de stockage 5. Ce signal module le signal aux bornes de la bobine 1 et de la capacité d'accord 2 et crëe par suite une variation du champ électromagnétique qui est détectée par la basa représentée sur la figure 3,. Le sous-ensemble 7 peut étre plus ou moins complexe en fonction de la précision à obtenir. Conformément à l'invention, on peut ainsi transmettre le niveau de charge du condensateur de stockage 5 à. la base de chargement par l' intertaédiaire du circuit résonant 1,2.
La figure 3 représente, par blocs la base de chargement comprenant de la droite vers la gauche de la figure ,une bobine 10, couplée avec Ia bobine 1 du circuit de stockage, un condensateur d'accord 11 monté en parallèle sur la bobine, un étage oscillateur amplificateur comprenant un oscillateur Z3 suivi d'un driver 12 et un amplificateur démodulateur 14 permet d'amplifier le signal oscillant cet étage étant command6 par un microcontrôleur 15. Le sous-eneemble 14 permet de de3moduler le signal de contre-réaction provenant de l'étage 7 du circuit de stockage. La microcontrbleur traite ce signal et le transmet à
l'afficheur 16. Une liaison 17 interrompt le fonctionnement de l'oscillateur un certain temps aprés que le circuit 7 ait signalé que la charge du condensateur 5 était maximale, ce qui interrompt la charge de celui-ei.
La figure 4 représente un circuit de remplacement des piles et batteries rechargQables par contact direct. A partir d'uns source d'énergie électrique telle que le secteur, la tension du courant est abaissie par un transformat~ur 9 suivi d'un convertisseur courant alternatit/courant continu si nécessaire. La sortie du convertisseur est reliée par l'intermédiaire du régulateur 4 â l'armature positive du condensateur de stockage 5 à laquelle est êgalement connectée une entrée du circuit de contre-réaction 7.
Dans la description qui précède, il a été fait mention d'une capacité de stockage 5 dont la valeur est choisie en fonction da l'utilisation projetée. xl est possible, co~ome rep=ésenté sur les ïigures 5 et 6 de remplacer le condensateur par des montages de plusieurs condensateurs en parallèle (Fig.5) ou en série (F=G.6) pour obtenir, comme en soi connu, soit une plus grande capacitd ou une plus grande tension d'utilisation.
5 Les applications de l'invention sont extrêmement nombreuses, le circuit de stockage remplaçant les piles pour toutes les télécoanmandsa, les postes de radio, les téléphones portables, las éclairages de vélo etc.
Alimenté à partir du secteur, la liaison s'effectuant par contact, l'invention trouve une application partiouliàrament intéressante dans les iclairages de secours.
L'énergie stockée peut provenir de toute source d'éleetricité adaptée et notamment du secteur, de cellules solaires, d'une dynamo ou alternateur, d'éoliennes etc. Le système constitue, grâce â son régulateur un étage tampon dans toutes les alimentations Il va de soi gue de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Alimenté à partir du secteur, la liaison s'effectuant par contact, l'invention trouve une application partiouliàrament intéressante dans les iclairages de secours.
L'énergie stockée peut provenir de toute source d'éleetricité adaptée et notamment du secteur, de cellules solaires, d'une dynamo ou alternateur, d'éoliennes etc. Le système constitue, grâce â son régulateur un étage tampon dans toutes les alimentations Il va de soi gue de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Claims (5)
1° Système de stockage d'énergie électrique est caractérisé en ce qu'il comprend une base d'alimentation reliée à une source d'électricité et un circuit de stockage incluant un régulateur (4) et au moins un condensateur (5) à grande capacité.
2° Système de stockage d'émergée électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transfert d'énergie entre la base et le circuit de stockage est effectué par induction (1,10), le circuit de stockage incluant un circuit oscillant (1,2), un circuit de redresseur (3) et un régulateur (4).
3° Système de stockage d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transfert d'énergie entre la base et le circuit de stockage est effectué par contact, le condensateur (5) étant alimenté en courant continu.
4° Système de stockage d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisa en ce que un circuit de contre-réaction (7) est connecté entre l'électrode positive du condensateur (5) et un microcontrôleur (15) de la base, un afficheur (16) de celle-ci indiquant l'état de charge du condensateur.
5° Système de stockage d'énergie électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base connectée à une source d'énergie électrique comprend, lorsque la source délivre un courant alternatif, un transformateur (9), un convertisseur (8) dont une sortie est reliée à une entrée du régulateur (4).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002277343A CA2277343A1 (fr) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Systeme de stockage d'energie electrique |
| FR9908727A FR2796216B1 (fr) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Systeme de stockage d'energie electrique |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CA002277343A CA2277343A1 (fr) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Systeme de stockage d'energie electrique |
| FR9908727A FR2796216B1 (fr) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Systeme de stockage d'energie electrique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2277343A1 true CA2277343A1 (fr) | 2001-01-06 |
Family
ID=25681042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002277343A Abandoned CA2277343A1 (fr) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | Systeme de stockage d'energie electrique |
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| CA (1) | CA2277343A1 (fr) |
| FR (1) | FR2796216B1 (fr) |
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