FR2511759A1 - Capteur solaire auto-orientable a film d'eau - Google Patents

Capteur solaire auto-orientable a film d'eau Download PDF

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES CAPTEURS SOLAIRES DE TYPE AUTO-ORIENTABLES. IL COMPORTE UNE COUPOLE DE SEMI-CONCENTRATION REALISEE A PARTIR DES MIROIRS-PLANS 1, 2, 3 ET 4, ET DES MIROIRS D'ANGLES 5, 6, 7 ET 8 CONCUE POUR INTENSIFIER LA MOINDRE LUMIERE SOLAIRE SUR UN ABSORBEUR CENTRAL 9 DANS LEQUEL CIRCULE UN FILM DE FLUIDE CALOPORTEUR APPROPRIE. LES MIROIRS D'ANGLES PEUVENT COMPORTER TROIS, OU PLUS DE TROIS MIROIRS OU FACETTES MULTIPLES. L'INCLINAISON ET LE DIMENSIONNEMENT DE SES MIROIRS SONT DETERMINES POUR QUE CHACUN D'EUX PUISSE REFLECHIR LE RAYONNEMENT SUR TOUTE L'ETENDUE DE LA SURFACE DE L'ABSORBEUR 9. UN DISPOSITIF DE DETECTION 55, ET D'ORIENTATION SOLAIRE ELECTRONIQUE EN SITE ET EN AZIMUT, PERMET A L'APPAREIL DE DECELER LE MOINDRE RAYONNEMENT SOLAIRE, ET DE MAINTENIR LA COUPOLE DE CAPTAGE SUR L'AXE OPTIMAL DE RECUPERATION. IL PEUT S'ASSOCIER FAVORABLEMENT A TOUTE INSTALLATION DE CHAUFFAGE CLASSIQUE OU DE PRODUCTION D'EAU CHAUDE SANITAIRE, OU PERMETTRE UNE UTILISATION MIXTE DE L'ENERGIE (CHAUFFAGE ADDITIONNEL AVEC PRODUCTION D'EAU CHAUDE SANITAIRE), A PARTIR D'UN BALLON ACCUMULATEUR APPROPRIE.

Description

Capteur solaire auto-orientable à film d'eau.
La présente invention se rattache au Brevet d'Invention n0 80@21989 du I3 Octobre lY4V, concernant un capteur solaire de type auto-orientable composé d'un ensemble de miroirs-plans disposés inclinés autour d'un absorbeur central d film d'eau, équipé d'un dispositif de repérage et de suivi solaire, et associé à deux ensembles mécaniques motorisés.
Selon les perfectionnements apportés, cet appareil a pour rôle essentiel : - d'intensifier le moindre rayonnement solaire par un dispositif réfléchissant ou miroirs-plans agissant par superposition du rayonnement solaire sur une surface centrale, conçu pour activer et prolonger la récupération de l'énergie durant le cycle d'ensoleillement ; - de repérer et de suivre le moindre rayonnement solaire dès son apparition, quelque soit sa position ; - d'absorber par effet direct, voire instantané, toute l'énergie captée à partir d'un absorbeur å très faible inertie, conçu pour qu'un film d'eau (ou autre fluide caloporteur) puisse recouvrir uniformément toute l'étendue de la surface centrale exposée au rayonnement ; - de ne pas être particulièrement influencé par le refroidissement extérieur en demi saison et hiver, l'absorbeur Y à film d'eau 10, bien protégé, ne laissant exposer qu'une faible partie de la surface réelle de captage.
La photo 1/4, est une vue de l'ensemble du capteur, le dessin 2/4, est une vue sur l'absorbeur à film d'eau, le dessin /4, est une vue sur le dispositif d'asservissement électronique, le dessin 4/4, est une vue sur le dispositif d'orientabion solaire.
Le dispositif réfléchissant est conçu à partir d'un ensemble de miroirs-plans disposés autour d'un absorbeur central Y, et selon une inclinaison par rapport à l'axe du capteur d'environ 35 à 36 pour les miroirs-plans I et 2, et d'environ 33 à 5O pour les
miroirs-plans 5 et 4, et de quatre jeux de miroirs d'angles 520 728, inclinés et positionnés en fonction des miroirs-plans latéraux I et i, et des miroirs-plans horizontaux 5 et 4, soit de 55 à 30 . L'ensemble des miroirs-plans et des miroirs sangles étant positionnés et dimensionnés pour qu'ils puissent chacun réfléchir le rayonnement solaire sur toute l'étendue de l'absorbeur central Y.
L'absorbeur 9 - dessin 2/4 - à très faible inertie, est conçu pour qu'un film d'eau lu (ou tout autre fluide caloporteur approprié) d'environ I à 2 mm d'épaisseur, uniformément réparti sur toute l'étendue de la surface exposée de l'absorbeur 9 permette la récupération directe, voire instantanée, de l'énergie solaire. L'absorbeur Y est équipé de collecteurs de distribution 11 et 12 - dessin 2/4 - permettant des entrées et des sorties multiples du film d'eau iu, et de deux purges 13 et 14 - dessin 2/4.La face exposée 15 - dessin 2/4 - de l'absorbeur Y est de couleur noir mat. a face arrière 16 - dessin 2/4 - est munie d'emboutis 17 - dessin 2/4 - permettant d'assurer le libre passage du film d'eau 10 (ou de tout autre fluide caloporteur), entre la face exposée 15 et la face arrière 16 de l'absorbeur 9.
Les miroirs-plans 1~2~3~4~5~6~7~8, , sont rendus solidaires de l'absorbeur 9, par l'intermédiaire d'un chassis lo - dessin 1/4.
Un boitier polyester armé li - dessin 1/4 - permet de contenir l'absorbeur 9, d'isoler thermiquement sa face arrière 16 - des
sin 2/4 - , par l'intermédiaire d'un matelas de laine de verre ou de polyuréthane, et de protéger sa face exposée l - dessin 2j4 - de l'air extérieur par un verre de façade. L'enceinte entre le verre et l'absorbeur 9 pourra être deshumidifié ou rempli d'azote deshydraté.
Le chassis 18 - dessin 1/4 - est supporté par un bâti 20 dessin 1/4 - par l'intermédiaire de deux pivots. L'ensemble, chassis et bâti, repose sur une embase 21 - dessin 1/4 - ancrée au sol.
Le mouvement permettant la recherche du "site" solaire optimal (orientation EST~OUEST); est assuré par un dispositif conçu à partir d'une couronne dentée 22 - dessin 1/4 - entrainée par un pignon motorisé i) - dessin 1/4 - à double seas de rotation. Le demuuvement permettant la receherche de "l'azimut" solaire optimal
de (orientation à partir de l'axe horizontal ou l'axe vertical) est assuré par un dispositif conçu à partir d'un secteur denté 24 dessin I/A/L entraine par un pignon motorisé 25 à double sens de rotation.
Un dispositif de détection et d'orientation ou suivi solaire 55 - dessin 4/4 et dessin I/4 - conçu a partir d'un ensemble de quatre cellules 26~27~28~29 - dessin 3/4 et 4/4 - associées à un asservissement électronique, permet au capteur de repérer et de suivre le moindre rayonnement solaire. Les bottiers 505I 32~33 - dessin 44 - contenant les cellules 26~27~28 et 29 sont équipés d'un couvercle ayant une partie opaque noire 34~35~36~ 37 - dessin 4/4 - destinés à limiter le passage des lumières diffuses et parasites sur les cellules, et une partie trans- lucide 38~39~40~41 - dessin 4/4 - permettant l'entrée sur les cellules de la moindre lueur solaire.
La lumière, après avoir passée par les fentes translucides des couvercles, est enregistrée par chacune des cellules 20~27~ 28~29 situées à l'intérieur des boitiers 30~31~32~33. Si une différence de lumière est relevée au niveau de l'amplificateur 4- dessin 3/4, par l'intermédiaire des cellules 26-27, le dispositif motorisé permettant la recherche du "site" solaire optimal sera sollicité. Si une différence de lumière est relevée au niveau de l'amplificateur )D - dessin 5/4 - par l'intermédiaire d s cellules 2 ~29 - dessin 4/4 - le dispositif motorisé permettant la recherche de "l'asimut" solaire optimal sera également sollicité. L'orientation solaire sera considérée comme étant optimale; lorsque les mouvements de recherches seront stabi
lisés.

Claims (7)

  1. - REVENDICATIONS
    I. Capteur solaire du type comportant un dispositif réfléchis- sant avec absorbeur central à film d'eau, associé à un dispositif de repérage et de suivi solaire conçu à partir de quatre cellules photo-sensibles, et équipé de deux ensembles mécaniques motorisés, caractérisé par le fait, que le dispositif réfléchissant est conçu à partir d'un ensemble de miroirs-plans disposés tout autour d'un absorbeur 9, et selon une inclinaison par rapport à l'axe du capteur d'environ 55 à 360 pour les miroirs-plans latéraux I et 2, et d'environ 33 à 350 pour les miroirs-plans horizontaux 3 et 4, et de quatre jeux de miroirs-d'angles 5~5~7 et 8 inclinés et positionnés en fonction des miroirs-plans latéraux I et 2, et des miroirs-plans horizontaux 3 et 4, soit de 33 à 360 par rapport à l'axe du capteur.
  2. 2. Capteur solaire selon revendication 1, caractérisé par le fait que les quatre jeux de miroirs-d'angles 5 -6-7 et 8, peuvent comporter deux, trois ou plus de trois miroirs ou facettes multiples.
    que l'absorbeur 9, de très faible inertie, représente 25 å 35 P de la surface totalede captage.
  3. 3. Capteur solaire selon revendication I, caractérisé par le fait
  4. 4. Capteur solaire selon revendication I et 3, caractérisé par le fait, que l'absorbeur 9 de très faible inertie, comporte un film d'eau lu (ou autre fluide caloporteur approprié) uniformément répartie sur toute la surface exposée de l'absorbeur 9, selon une épaisseur de l'ordre de I à 3 millimètres.
  5. 5. Capteur solaire selon revendication I -3 et 4, caractérisé par le fait que l'absorbeur i, comporte sur sa face arrière 16 de multiples emboutis t7, permettant la libre circulation du film d'eau 10, ou de tout autre fluide caloporteur approprié.
  6. 6. Capteur solaire selon revendication I - 5 - 4 et ), carac tTrisé par le fait que 1' absorbeur 9 comporte deux collecteurs de distribution 11 - 12 permettant des entrées et des sorties
    multiples du film d'eau 10, et deux tubes de purges i3 et 14.
    sont repérage et de suivi solaire, situées dans les boitiers 30~31~32 33 appropriés, et associées à une télécommande électronique.
  7. 7. Capteur solaire selon revendication I caractérisé par le fait, que les quatre cellules photo-sensibles du dispositif de
    la moindre lueur solaire.
    b. capteur solaire selon revendication 1 et 7, caractérisé par le fait que lee boitiers 30~31~32~33 comportent un couvercle mat ayant une partie opaque noire 34~35~36~37 destinés à limiter les lumières diffuses et parasites sur les cellules, et une partie translucide 38~39~40~41 permettant de canaliser sur les cellules
    "l'azimut" solaire orientation a partir de 1' axe horizontal ou vertical), deux filtres 44 - 45, des comparatuers 46~47~48~49, des relais 50~51~52~53, et un dispositif de mesure du seuil de lumière minimum 54 en dessous duquel le capteur se place en posi- tion de protection(mise en position basse et retour éventuel en est), afin de protéger sa surface centrale de chauffe ou absorbeur 9 de tout amoncellement de neige ou autre.
    lumière perçu par les cellules, d'un même mouvement de recherche (entre cellules 20~27 pour la recherche du "site"solaire ou orientation EST~OUEST et entre les cellules 28~29 pour la recherche de
    9. Capteur solaire selon revendication I - 7 et @ caractérisé par le fait que le dispositif electronique comporte deux amplificateurs différentiels 42 et 43 destinés à mesurer l'écart de
    OUEST) une couronne dentée 22 avec entrainement par pignon motorisé à double sens de rotation 23, et pour le mouvement de recherch de "lazimut un secteur 24 de 90 avec entraitement par pignon motorisé 2) i double sens de rotation
    le mouvement de recherche du "site" solaire (orientation EST-
    IO. Capteur solaire selon revendication I caractérisé par le fait que les deux ensembles mécaniques motorisés comportent pour
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