CA2326667A1 - Eolienne a axe de rotation vertical - Google Patents
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Abstract
1 La présente invention concerne une éolienne à axe de rotation vertical. Cette éolienne comporte deux pales ayant une forme essentiellement semi-cylindrique, maintenues par deux flasques sensiblement horizontaux et tourne autour d'un axe sensiblement vertical. Chaque pale comporte un bord d'attaque, qui reçoit le vent en premier, et un bord de fuite qui reçoit le vent en dernier. Au moins l'un des bords d'attaque ou de fuite de chaque pale comporte un découpage tel qu'un angle .alpha. ayant pour sommet le point d'intersection entre le flasque et l'axe de rotation de l'éolienne, et passant par un point amont et un point aval est supérieur à 15°, le point amont étant défini par la projection sur le flasque du point le plus en avant du découpage et le point aval étant défini par la projection sur le flasque du point le plus en arrière du découpage. En outre, la surface délimitée par le bord supérieur de la pale et par son bord inférieur d'une part, et par une droite verticale passante par le point amont et par une droite verticale passant par le point aval d'autre part forme deux zones, l'une de ces zones z a comportant de la matière et l'autre zone z s ne comportant pas de matière. Le découpage a une forme telle que la surface de la zone z a est comprise entre la moitié et le double de la surface de la zone z s.
Description
TITRE ; EOLIENNE A AXE DE ROTATION VERTIC4L
La présente invention concerne une éolienne à axe de rotation vertical comportant deux pales ayant une forme essentiellement s semi-cylindrique avec une génératrice verticale, maintenues par au moins un flasque sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'éolienne, chaque pale ayant un diamètre d donné et comportant un bord d'attaque recevant un fluide en premier et un bord de fuite opposé ~u bord d'attaque, les pales étant décalées de façon que leurs axes soien~: séparés par une lo distance comprise entre 0 et d et de préférence proche d~~ d16.
II existe actuellement d'innombrables éoliennes ayant des axes verticaux ou horizontaux, ayant différents nombres de pales plus ou moins complexes et des rendements très variables.
Parmi les éoliennes à axe vertical, 'une d'elles est particulièrement simple à réaliser tout en offrant un bon rendement. Cette éolienne est connue sous le nom d'éolienne de Savonius ou de rotor Savonius du nom de son concepteur. Elle est composE~e de deux demi-2o cylindres dont les axes sont décalés d'une distance corrE~spondant environ au sixième du diamètre des cylindres, ces deux demi-cylindres étant maintenus par deux flasques horizontaux.
Cette éolienne présente un coefficient de couple relativement 2s élevé pour de nombreuses positions du rotor par rapport à la direction du vent. Toutefois, pour certaines de ces positions, le couple est négatif ce qui signifie que si l'éolienne est arrêtée dans une tellE~ position, elle ne démarre pas.
Afin de résoudre ce problème, il a été suggf~ré de superposer deux rotors de Savonius décalés de ~/2. Ceci évite ~j'avoir un couple négatif, quelle que soit la direction du vent par rapport à la position du rotor. Toutefois, le coefficient de couple s'en trouve sérieusement diminué.
s La présente invention se propose de pallier cet inconvénient en réalisant une éolienne n'ayant jamais de couple négatif quelle que soit la position du rotor par rapport à la direction du vent, tout en offrant un bon coefficient de couple.
io Ce but est atteint par une éolienne tellE~ que définie en préambule et caractérisée en ce que au moins l'un des k~ords d'attaque ou de fuite de chaque pale comporte un découpage, en ce que la projection sur le flasque du point le plus en avant du découpage définit un point amont, la projection sur le flasque du point le plus en arri~~re du découpage ~s définissant un point aval, en ce qu'un angle a ayant pour sommet le point d'intersection entre le flasque et l'axe de rotation de l'éolienne, et passant par le point amont et le point aval est supérieur à 15°, et en ce que la surface délimitée par le bord supérieur de la pale et par son bord inférieur d'une part, et par une droite verticale passante par le point amont et par 2o une droite verticale passant par le point aval d'autre part forme deux zones, l'une de ces zones za comportant de la matière et l'autre zone zs ne comportant pas de matière, et en ce que le découpage a une forme telle que la surface de la zone za est comprise entre la moitié et le double de la surface de la zone zS.
Selon un mode de réalisation préféré, le bord d'attaque et le bord de fuite de chaque pale comportent chacun un dé~~oupage, qui peut notamment être rectiligne ou avoir une forme de V.
La présente invention concerne une éolienne à axe de rotation vertical comportant deux pales ayant une forme essentiellement s semi-cylindrique avec une génératrice verticale, maintenues par au moins un flasque sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'éolienne, chaque pale ayant un diamètre d donné et comportant un bord d'attaque recevant un fluide en premier et un bord de fuite opposé ~u bord d'attaque, les pales étant décalées de façon que leurs axes soien~: séparés par une lo distance comprise entre 0 et d et de préférence proche d~~ d16.
II existe actuellement d'innombrables éoliennes ayant des axes verticaux ou horizontaux, ayant différents nombres de pales plus ou moins complexes et des rendements très variables.
Parmi les éoliennes à axe vertical, 'une d'elles est particulièrement simple à réaliser tout en offrant un bon rendement. Cette éolienne est connue sous le nom d'éolienne de Savonius ou de rotor Savonius du nom de son concepteur. Elle est composE~e de deux demi-2o cylindres dont les axes sont décalés d'une distance corrE~spondant environ au sixième du diamètre des cylindres, ces deux demi-cylindres étant maintenus par deux flasques horizontaux.
Cette éolienne présente un coefficient de couple relativement 2s élevé pour de nombreuses positions du rotor par rapport à la direction du vent. Toutefois, pour certaines de ces positions, le couple est négatif ce qui signifie que si l'éolienne est arrêtée dans une tellE~ position, elle ne démarre pas.
Afin de résoudre ce problème, il a été suggf~ré de superposer deux rotors de Savonius décalés de ~/2. Ceci évite ~j'avoir un couple négatif, quelle que soit la direction du vent par rapport à la position du rotor. Toutefois, le coefficient de couple s'en trouve sérieusement diminué.
s La présente invention se propose de pallier cet inconvénient en réalisant une éolienne n'ayant jamais de couple négatif quelle que soit la position du rotor par rapport à la direction du vent, tout en offrant un bon coefficient de couple.
io Ce but est atteint par une éolienne tellE~ que définie en préambule et caractérisée en ce que au moins l'un des k~ords d'attaque ou de fuite de chaque pale comporte un découpage, en ce que la projection sur le flasque du point le plus en avant du découpage définit un point amont, la projection sur le flasque du point le plus en arri~~re du découpage ~s définissant un point aval, en ce qu'un angle a ayant pour sommet le point d'intersection entre le flasque et l'axe de rotation de l'éolienne, et passant par le point amont et le point aval est supérieur à 15°, et en ce que la surface délimitée par le bord supérieur de la pale et par son bord inférieur d'une part, et par une droite verticale passante par le point amont et par 2o une droite verticale passant par le point aval d'autre part forme deux zones, l'une de ces zones za comportant de la matière et l'autre zone zs ne comportant pas de matière, et en ce que le découpage a une forme telle que la surface de la zone za est comprise entre la moitié et le double de la surface de la zone zS.
Selon un mode de réalisation préféré, le bord d'attaque et le bord de fuite de chaque pale comportent chacun un dé~~oupage, qui peut notamment être rectiligne ou avoir une forme de V.
2 L'angle a de ce découpage est avantageusement supérieur à
18°, et de préférence compris entre 18° et 120°.
Selon un mode de réalisation avantageux, le découpage s réalisé sur le bord d'attaque de chaque pale a une forme similaire à celui réalisé sur le bord de fuite.
La surface de la zone za est de préférence sensiblement égale à la surface de la zone zs.
ro La présente invention et ses avantages ser~~nt mieux compris en référence à la description d'un mode de réalisation particulier de l'invention et aux dessins annexés, dans lesquels ts - la figure 1 est une vue en perspective d'une éolienne ayant un rotor de Savonius, représentatif de l'art antérieur;
- la figure 2 est une vue de dessus de l'éolienne de la figure 1;
ao - la figure 3 illustre le coefficient de couple de l'éolie~ine de la figure 1;
la figure 4 illustre le coefficient de couple d'une é~~lienne constituée de deux rotors de Savonius superposés, décalés de X12;
2s - la figure 5 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une éolienne selon la présente invention;
- la figure 6 est une vue de dessus de l'éolienne de la figure 5;
18°, et de préférence compris entre 18° et 120°.
Selon un mode de réalisation avantageux, le découpage s réalisé sur le bord d'attaque de chaque pale a une forme similaire à celui réalisé sur le bord de fuite.
La surface de la zone za est de préférence sensiblement égale à la surface de la zone zs.
ro La présente invention et ses avantages ser~~nt mieux compris en référence à la description d'un mode de réalisation particulier de l'invention et aux dessins annexés, dans lesquels ts - la figure 1 est une vue en perspective d'une éolienne ayant un rotor de Savonius, représentatif de l'art antérieur;
- la figure 2 est une vue de dessus de l'éolienne de la figure 1;
ao - la figure 3 illustre le coefficient de couple de l'éolie~ine de la figure 1;
la figure 4 illustre le coefficient de couple d'une é~~lienne constituée de deux rotors de Savonius superposés, décalés de X12;
2s - la figure 5 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une éolienne selon la présente invention;
- la figure 6 est une vue de dessus de l'éolienne de la figure 5;
3 - les figures 7 et 8 sont deux vues de profil, selon dE~ux sens opposés, d'une pale de l'éolienne de la figure 5;
- la figure 9 est une vue similaire à la figure 7, d'une variante d'une s pale d'une éolienne selon l'invention; et - la figure 10 représente le coefficient de couplE pour différentes variantes de l'éolienne selon la figure 5.
lo En référence aux figures 1 et 2, un rotor df~ Savonius 10 est formé essentiellement de deux pales semi-cylindriques 11, 11' ayant un diamètre d donné. Ces pales sont placées de façon q~ie leurs bords les ts plus proches aient un écartement e donné tel que IE~ rapport eld soit proche de 1I6.
La figure 3 illustre le coefficient de couple d~a rotor de la figure 1 avec un rapport e/d = 1I6. Comme cela est visible sur cette figure 3, le 2o coefficient de couple est négatif pour certaines valeurs de l'angle représentatif de la position du rotor par rapport à la ~~irection du vent.
L'extension angulaire de la zone de couple négatif est de l'ordre de 18°
environ. Cela signifie que si le rotor se trouve dans une position correspondant à la zone de couple négatif, par rapport à la direction du 2s vent, le rotor ne démarrera pas. Dans de nombreuses applications, ceci représente un handicap majeur du fait qu'il n'est jamais possible de garantir que l'éolienne démarre.
La figure 4 illustre le coefficient de coup e d'une éolienne 3o dans laquelle deux rotors de Savonius décalés de ~/2 sont superposés.
- la figure 9 est une vue similaire à la figure 7, d'une variante d'une s pale d'une éolienne selon l'invention; et - la figure 10 représente le coefficient de couplE pour différentes variantes de l'éolienne selon la figure 5.
lo En référence aux figures 1 et 2, un rotor df~ Savonius 10 est formé essentiellement de deux pales semi-cylindriques 11, 11' ayant un diamètre d donné. Ces pales sont placées de façon q~ie leurs bords les ts plus proches aient un écartement e donné tel que IE~ rapport eld soit proche de 1I6.
La figure 3 illustre le coefficient de couple d~a rotor de la figure 1 avec un rapport e/d = 1I6. Comme cela est visible sur cette figure 3, le 2o coefficient de couple est négatif pour certaines valeurs de l'angle représentatif de la position du rotor par rapport à la ~~irection du vent.
L'extension angulaire de la zone de couple négatif est de l'ordre de 18°
environ. Cela signifie que si le rotor se trouve dans une position correspondant à la zone de couple négatif, par rapport à la direction du 2s vent, le rotor ne démarrera pas. Dans de nombreuses applications, ceci représente un handicap majeur du fait qu'il n'est jamais possible de garantir que l'éolienne démarre.
La figure 4 illustre le coefficient de coup e d'une éolienne 3o dans laquelle deux rotors de Savonius décalés de ~/2 sont superposés.
4 Comme cela est visible sur cette figure, les. zones de couple négatif n'existent plus. Le coefficient couple minimal est proche de 0.2.
Ainsi, quelle que soit la position du rotor par rapport à la direction du vent, s l'éolienne démarrera. Par contre, le coefficient de couple est relativement faible. Cela signifie une faible aptitude à accélérer des charges. En effet, le coefficient de couple maximal est inférieur à 0.45, contre un coefficient proche de 0.65 dans le cas d'un rotor de Savonius conve ~tionnel.
lo L'éolienne selon la présente invention telle ~~u'illustrée par les figures 5, 6, 7 et 8 est formée essentiellement d'un roto- 20 ayant un axe vertical 21 et lié par exemple à une génératrice électrique (non représentée). Le rotor est formé de deux pales 2~ , 22' ayant une enveloppe semi-cylindrique à base circulaire et de deu;c flasques 23, 23' rs maintenant les pales. Ces pales ont un diam~tre donné d et un écartement e comme dans le rotor de Savonius. Ces paramètres sont définis comme dans le cas de la figure 2. Le rapport e/d est avantageusement choisi au voisinage de 1/6.
2o Chacune des pales 22, 22' comporte un bord d'attaque 24 qui est le bord de la pale qui reçoit le vent en premier, et u~~ bord de fuite 25 qui reçoit le vent en dernier. Contrairement au rotor de Savonius, le bord d'attaque et le bord de fuite ne sont pas verticaux et parallèles à l'axe du rotor, mais comportent un découpage.
2s En projetant le point le plus en avant du d~~coupage sur l'un des flasques, par exemple le flasque supérieur 23, ors obtient un point appelé ici le point amont Pm. Par analogie, si l'on projette le point le plus en arrière du découpage sur le flasque supérieur, on obtient un point appelé
3o ici le point aval P". On peut définir un angle a ayant pour sommet le point s d'intersection entre le flasque supérieur 23 et l'axe ce rotation 21 de l'éolienne, et passant par le point amont Pm et le point aval P". Afin que l'éolienne démarre dans n'importe quelle position, l'angle a doit être supérieur à 15°. Pour une valeur de e nulle, l'angle a dev rait être supérieur s à 58°. Pour un rapport de eld =1/6, cet angle devrait être supérieur à 18°.
Le rapport eld =1/6 correspond au rapport dans lequel l'angle a nécessaire pour le démarrage est minimal. Cet angle a peut êtrE~ supérieur à ces valeurs et peut en fait prendre n'importe quelle valeur. Toutefois, si cet angle devient trop grand, le coefficient de couple diminuE~, comme cela est ~o discuté ci-dessous en référence à la figure 10.
Afin que l'éolienne démarre dans n'importe quelle position, il faut en outre qu'une autre condition soit remplie. II faut E~n effet éviter que les pales ne comportent qu'un découpage de très faible dimension, ce qui Is n'aurait pas l'effet voulu.
Pour chaque pale et chaque bord de ces pales, il est possible de délimiter une surface ayant pour frontières le bord supérieur de la pale, le bord inférieur de la pale, une droite verticale passante oar le point amont 2o Pm et une droite verticale passant par le point aval P". (;ette surface peut elle même être séparée en deux zones. L'une de ces zones za comportant de la matière constituant la pale, et l'autre zone zS ne comportant pas de matière. Afin que l'éolienne puisse démarrer dans n'importe quelles conditions, le découpage doit avoir une forme telle quE~ la surface de la 2s zone za soit comprise entre la moitié et le double de la : urface de la zone zs.
II est à noter que, en fonction de la forme du découpage, la zone za, la zone zs ou les deux zones peuvent être formées d'un ou de 3o plusieurs éléments. La surface de la zone za est égalE: à la somme de toutes les surfaces comportant de la matière. De mêmE~, la surface de la zone zs est égale à la somme de toutes les surfaces ne comportant pas de matière.
s Dans les modes de réalisation illustrés, les zones za et zs ont une surface sensiblement égale. En particulier, dans les figures 7 et 8, le découpage a la forme d'un V, dont le sommet se troue au milieu de la hauteur des pales.
~o Ce découpage est réalisé aussi bien sur le bord d'attaque de la pale que sur le bord de fuite. Comme cela est visible sur ces figures, si le découpage sur le bord d'attaque "rentre" dans la pale, relui réalisé sur le bord de fuite "sort" de cette pale. La flèche f du découp~~ge sur le bord de fuite 25 est nettement plus petite que sur le bord d'attaque 24. Cela est dû
Is au fait que la distance entre le bord de fuite et l'axe ~1e rotation 21 de l'éolienne est nettement plus petite que la distance entrE le bord d'attaque et l'axe de rotation. Ceci est particulièrement visible sur I~ figure 6.
La figure 9 illustre une autre variante de découpage réalisé
2o sur la pale. Ce découpage est formé de tronçons ver:icaux tels que la hauteur totale des tronçons disposés à la verticale du point amont Pm est égale à la hauteur du tronçon disposé à la verticale du peint aval P". Ainsi, la surface de la zone za est sensiblement égale à la surface de la zone zs.
2s La figure 10 illustre le coefficient de couple en fonction de la position angulaire du rotor par rapport à la directicm du vent pour différentes valeurs de l'angle a. Les pales utilisées pour tracer ces courbes comportent un découpage forme de V, tel que celui illustré par les figures 7 et 8.
La courbe 30 illustre le coefficient de couple pour un angle a nul, ce qui correspond au rotor de Savonius. Une zone de coefficient négatif apparaît sur cette courbe.
s La courbe 31 est tracée pour un angle a de 15°. Cette courbe comporte une zone proche de zéro, très légèrement néç~ative, ce qui peut signifier des problèmes au démarrage, dans certaines co iditions précises.
Les courbes, 32, 33, 34, 35 et 36 représentent le coefficient to de couple pour des valeurs de l'angle a de 30°, 45°, 60°, 75° et 90°.
Aucune de ces courbes ne comporte des zones d~~ns lesquelles le coefficient de couple est négatif, ce qui signifie qu'une Mlle éolienne peut démarrer quelle que soit la direction du vent.
Is Comme on peut le constater au vu de ces courbes, la réalisation d'un angle sur les bords de la pale permet d'éviter d'avoir un couple négatif tout en conservant un coefficient de couple élevé. Le bord d'attaque et le bord de fuite peuvent prendre n'importe quelle forme pour autant que les critères mentionnés précédemment concf~rnant l'angle a et 20 les surfaces des zones za et zs soient respectés.
Une éolienne réalisée selon la présente invention présente donc un bon rendement tout en résolvant les problèmes liés à celles de l'art antérieur, puisque quelle que soit la position dans ~aquelle l'éolienne 2s est arrêtée, elle démarrera dès que le vent sera suffisamment fort.
D'autre part, cette éolienne ne comporte que deux pales, qui ont de plus une forme très simple. Cela signifie qu'une telle éolienne est particulièrement facile à réaliser et particulièrement bon marché. Elle peut g donc trouver de nombreuses applications, notamment dans les pays en développement.
Elle peut également étre utilisée dans de nombreuses s applications industrielles dans lesquelles il est nécessaire de produire de l'énergie sans que le coût de production soit élevé.
La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante ou modification évidE~nte pour l'homme ~o du métier.
Ainsi, quelle que soit la position du rotor par rapport à la direction du vent, s l'éolienne démarrera. Par contre, le coefficient de couple est relativement faible. Cela signifie une faible aptitude à accélérer des charges. En effet, le coefficient de couple maximal est inférieur à 0.45, contre un coefficient proche de 0.65 dans le cas d'un rotor de Savonius conve ~tionnel.
lo L'éolienne selon la présente invention telle ~~u'illustrée par les figures 5, 6, 7 et 8 est formée essentiellement d'un roto- 20 ayant un axe vertical 21 et lié par exemple à une génératrice électrique (non représentée). Le rotor est formé de deux pales 2~ , 22' ayant une enveloppe semi-cylindrique à base circulaire et de deu;c flasques 23, 23' rs maintenant les pales. Ces pales ont un diam~tre donné d et un écartement e comme dans le rotor de Savonius. Ces paramètres sont définis comme dans le cas de la figure 2. Le rapport e/d est avantageusement choisi au voisinage de 1/6.
2o Chacune des pales 22, 22' comporte un bord d'attaque 24 qui est le bord de la pale qui reçoit le vent en premier, et u~~ bord de fuite 25 qui reçoit le vent en dernier. Contrairement au rotor de Savonius, le bord d'attaque et le bord de fuite ne sont pas verticaux et parallèles à l'axe du rotor, mais comportent un découpage.
2s En projetant le point le plus en avant du d~~coupage sur l'un des flasques, par exemple le flasque supérieur 23, ors obtient un point appelé ici le point amont Pm. Par analogie, si l'on projette le point le plus en arrière du découpage sur le flasque supérieur, on obtient un point appelé
3o ici le point aval P". On peut définir un angle a ayant pour sommet le point s d'intersection entre le flasque supérieur 23 et l'axe ce rotation 21 de l'éolienne, et passant par le point amont Pm et le point aval P". Afin que l'éolienne démarre dans n'importe quelle position, l'angle a doit être supérieur à 15°. Pour une valeur de e nulle, l'angle a dev rait être supérieur s à 58°. Pour un rapport de eld =1/6, cet angle devrait être supérieur à 18°.
Le rapport eld =1/6 correspond au rapport dans lequel l'angle a nécessaire pour le démarrage est minimal. Cet angle a peut êtrE~ supérieur à ces valeurs et peut en fait prendre n'importe quelle valeur. Toutefois, si cet angle devient trop grand, le coefficient de couple diminuE~, comme cela est ~o discuté ci-dessous en référence à la figure 10.
Afin que l'éolienne démarre dans n'importe quelle position, il faut en outre qu'une autre condition soit remplie. II faut E~n effet éviter que les pales ne comportent qu'un découpage de très faible dimension, ce qui Is n'aurait pas l'effet voulu.
Pour chaque pale et chaque bord de ces pales, il est possible de délimiter une surface ayant pour frontières le bord supérieur de la pale, le bord inférieur de la pale, une droite verticale passante oar le point amont 2o Pm et une droite verticale passant par le point aval P". (;ette surface peut elle même être séparée en deux zones. L'une de ces zones za comportant de la matière constituant la pale, et l'autre zone zS ne comportant pas de matière. Afin que l'éolienne puisse démarrer dans n'importe quelles conditions, le découpage doit avoir une forme telle quE~ la surface de la 2s zone za soit comprise entre la moitié et le double de la : urface de la zone zs.
II est à noter que, en fonction de la forme du découpage, la zone za, la zone zs ou les deux zones peuvent être formées d'un ou de 3o plusieurs éléments. La surface de la zone za est égalE: à la somme de toutes les surfaces comportant de la matière. De mêmE~, la surface de la zone zs est égale à la somme de toutes les surfaces ne comportant pas de matière.
s Dans les modes de réalisation illustrés, les zones za et zs ont une surface sensiblement égale. En particulier, dans les figures 7 et 8, le découpage a la forme d'un V, dont le sommet se troue au milieu de la hauteur des pales.
~o Ce découpage est réalisé aussi bien sur le bord d'attaque de la pale que sur le bord de fuite. Comme cela est visible sur ces figures, si le découpage sur le bord d'attaque "rentre" dans la pale, relui réalisé sur le bord de fuite "sort" de cette pale. La flèche f du découp~~ge sur le bord de fuite 25 est nettement plus petite que sur le bord d'attaque 24. Cela est dû
Is au fait que la distance entre le bord de fuite et l'axe ~1e rotation 21 de l'éolienne est nettement plus petite que la distance entrE le bord d'attaque et l'axe de rotation. Ceci est particulièrement visible sur I~ figure 6.
La figure 9 illustre une autre variante de découpage réalisé
2o sur la pale. Ce découpage est formé de tronçons ver:icaux tels que la hauteur totale des tronçons disposés à la verticale du point amont Pm est égale à la hauteur du tronçon disposé à la verticale du peint aval P". Ainsi, la surface de la zone za est sensiblement égale à la surface de la zone zs.
2s La figure 10 illustre le coefficient de couple en fonction de la position angulaire du rotor par rapport à la directicm du vent pour différentes valeurs de l'angle a. Les pales utilisées pour tracer ces courbes comportent un découpage forme de V, tel que celui illustré par les figures 7 et 8.
La courbe 30 illustre le coefficient de couple pour un angle a nul, ce qui correspond au rotor de Savonius. Une zone de coefficient négatif apparaît sur cette courbe.
s La courbe 31 est tracée pour un angle a de 15°. Cette courbe comporte une zone proche de zéro, très légèrement néç~ative, ce qui peut signifier des problèmes au démarrage, dans certaines co iditions précises.
Les courbes, 32, 33, 34, 35 et 36 représentent le coefficient to de couple pour des valeurs de l'angle a de 30°, 45°, 60°, 75° et 90°.
Aucune de ces courbes ne comporte des zones d~~ns lesquelles le coefficient de couple est négatif, ce qui signifie qu'une Mlle éolienne peut démarrer quelle que soit la direction du vent.
Is Comme on peut le constater au vu de ces courbes, la réalisation d'un angle sur les bords de la pale permet d'éviter d'avoir un couple négatif tout en conservant un coefficient de couple élevé. Le bord d'attaque et le bord de fuite peuvent prendre n'importe quelle forme pour autant que les critères mentionnés précédemment concf~rnant l'angle a et 20 les surfaces des zones za et zs soient respectés.
Une éolienne réalisée selon la présente invention présente donc un bon rendement tout en résolvant les problèmes liés à celles de l'art antérieur, puisque quelle que soit la position dans ~aquelle l'éolienne 2s est arrêtée, elle démarrera dès que le vent sera suffisamment fort.
D'autre part, cette éolienne ne comporte que deux pales, qui ont de plus une forme très simple. Cela signifie qu'une telle éolienne est particulièrement facile à réaliser et particulièrement bon marché. Elle peut g donc trouver de nombreuses applications, notamment dans les pays en développement.
Elle peut également étre utilisée dans de nombreuses s applications industrielles dans lesquelles il est nécessaire de produire de l'énergie sans que le coût de production soit élevé.
La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit, mais s'étend à toute variante ou modification évidE~nte pour l'homme ~o du métier.
Claims (8)
Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué sont définies comme suit:
1. Eolienne à axe de rotation vertical comportant deux pales ayant une forme essentiellement semi-cylindrique avec une génératrice verticale, maintenues par au mions un flasque sensiblement perpendiculaire à
l'axe de rotation de l'éolienne, chaque pale ayant un diamètre d donné
et comportant un bord d'attaque recevant un fluide en premier et un bord de fuite opposé au bord d'attaque, tes pales étant décalées de façon que leurs axes soient séparés par une distance comprise entre o et d et de préférence proche de d/6, caractérisée en ce que au moins l'un des bords d'attaque ou de fuite de chaque pale comporte un découpage, en ce que la projection sur le flasque du point le plus en avant du découpage définit un point amont, la projection sur le flasque du point le plus en arrière du découpage définissant un point aval, en ce qu'un angle .alpha. ayant pour sommet le point d'intersection entre le flasque et l'axe de rotation de l'éolienne, et passant par le point amont et le point aval est supérieur à 15°, et en ce que la surface dél mitée par le bord supérieur de la pale et par son bord inférieur d'une part, et par une droite verticale passante par le point amont et par une droite verticale passant par le point aval d'autre part forme deux zones, l'une de ces zones za comportant de la matière et l'autre zone zs ne comportant pas de matière, et en ce que le découpage a une forme telle que la surface de la zone za est comprise entre la moitié et le double de la surface de la zone zs.
l'axe de rotation de l'éolienne, chaque pale ayant un diamètre d donné
et comportant un bord d'attaque recevant un fluide en premier et un bord de fuite opposé au bord d'attaque, tes pales étant décalées de façon que leurs axes soient séparés par une distance comprise entre o et d et de préférence proche de d/6, caractérisée en ce que au moins l'un des bords d'attaque ou de fuite de chaque pale comporte un découpage, en ce que la projection sur le flasque du point le plus en avant du découpage définit un point amont, la projection sur le flasque du point le plus en arrière du découpage définissant un point aval, en ce qu'un angle .alpha. ayant pour sommet le point d'intersection entre le flasque et l'axe de rotation de l'éolienne, et passant par le point amont et le point aval est supérieur à 15°, et en ce que la surface dél mitée par le bord supérieur de la pale et par son bord inférieur d'une part, et par une droite verticale passante par le point amont et par une droite verticale passant par le point aval d'autre part forme deux zones, l'une de ces zones za comportant de la matière et l'autre zone zs ne comportant pas de matière, et en ce que le découpage a une forme telle que la surface de la zone za est comprise entre la moitié et le double de la surface de la zone zs.
2. Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord d'attaque et le bord de fuite de chaque pale comporte un découpage.
3. Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle .alpha.
est supérieur à 18°.
est supérieur à 18°.
4. Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle .alpha.
est compris entre 18° et 120°.
est compris entre 18° et 120°.
5. Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce due le découpage est rectiligne.
6. Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le découpage a une forme de V.
7. Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le découpage réalisé sur le bord d'attaque de chaque pale a une forme similaire au découpage réalisé sur le bord de fuite.
8. Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de la zone Z a est sensiblement égale à la surface de la zone Z s.
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
| Country | Link |
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| CA (1) | CA2326667A1 (fr) |
| FR (1) | FR2801937B1 (fr) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104169571A (zh) * | 2012-02-03 | 2014-11-26 | 李知垠 | 低风速风力发电装置 |
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-
2000
- 2000-11-23 CA CA002326667A patent/CA2326667A1/fr not_active Abandoned
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| CN104169571A (zh) * | 2012-02-03 | 2014-11-26 | 李知垠 | 低风速风力发电装置 |
| CN104169571B (zh) * | 2012-02-03 | 2017-04-12 | 李知垠 | 低风速风力发电装置 |
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