FR2612010A1 - Generateur d'energie electrique a partir notamment d'energie solaire - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN GENERATEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE A PARTIR NOTAMMENT D'ENERGIE SOLAIRE. CE GENERATEUR COMPORTE DES MOYENS DE PRODUCTION 1 DE L'ENERGIE ELECTRIQUE, DES MOYENS D'ACCUMULATION 5 DE L'ENERGIE, DES MOYENS DE REGULATION 15 POUR REGULER L'ACCUMULATION D'ENERGIE ET UNE SORTIE ELECTRIQUE. CES MOYENS DE REGULATION COMPRENNENT UN PREMIER ET UN DEUXIEME INTERRUPTEURS I, I EN SERIE DISPOSES ENTRE LES MOYENS DE PRODUCTION ET LA SORTIE DU GENERATEUR, LE POINT MILIEU DESDITS INTERRUPTEURS EN SERIE ETANT RELIE AUX MOYENS D'ACCUMULATION, ET DES MOYENS DE COMMANDE 17 POUR COMMANDER LES PREMIER ET DEUXIEME INTERRUPTEURS EN FONCTION DE LA TENSION DELIVREE PAR LES MOYENS DE PRODUCTION, DE LA TENSION DE CHARGE EFFECTIVE DELIVREE PAR LES MOYENS D'ACCUMULATION ET DES TENSIONS DE CHARGE MAXIMUM ET MINIMUM DES MOYENS D'ACCUMULATION.
Description
GENERATEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE A PARTIR NOTAMMENT D'ENERGIE
SOLAIRE.
DESCRIPTION
La présente invention concerne un générateur d'énergie
électrique à partir notamment d'énergie solaire.
L'invention s'applique à tous Les générateurs d'énergie électrique comportant des moyens pour produire de l'énergie, des moyens pour accumuler de l'énergie, des moyens pour réguler l'accumulation d'énergie et une sortie électrique reliée par
exemple à des moyens d'utilisation.
L'invention s'applique plus particulièrement au générateur d'énergie électrique, produisant de l'énergie électrique à partir d'énergie solaire, les moyens de production
comportant dans ce cas des cellules photovoltaiques.
Une cellule photovoltalque transforme de façon connue l'énergie des photons en énergie électrique. Pour obtenir des tensions importantes, on relie de façon avantageuse plusieurs cellules de ce type en série. Ces cellules en série sont regroupées en modules photovoltailques, un module comportant environ une trentaine de cellules photovolta;ques en série. Par ailleurs, pour obtenir des courants importants, on relie plusieurs modules en parallèle. Les moyens pour produire de l'énergie électrique à partir d'énergie solaire comportent donc
de un à plusieurs modules en série et/ou en parallèle.
Dans le reste de la description, on appellera
dispositif de production, un ensemble de un ou plusieurs modules
en série.
Pour pouvoir produire par exemple une puissance d'environ 400 watts, on utilise de façon avantageuse 5 dispositifs de production en parallèle, chaque dispositif comportant 2 modules en série de 35 cellules photovoltaïques en série. La figure I représente schématiquement un générateur d'énergie électrique connu, dont les moyens de production 1 comprennent justement des dispositifs de production 2 en parallèle, chaque dispositif de production comportant plusieurs
modules 2 en série.
Le générateur d'énergie électrique représenté figure 1 comprend par ailleurs des moyens d'accumulation 5 pour accumuler de l'énergie, des moyens de régulation 9 pour réguler l'accumulation d'énergie et une sortie électrique reliée à des
moyens d'utilisation 7.
Chaque dispositif de production 2 est relié par l'intermédiaire d'une diode anti-retour 11 par exemple en silicium, aux moyens de régulation 9; ces moyens de régulation 9 sont par ailleurs reliés aux moyens d'accumulation 5 et aux
moyens d'utilisation 7.
Les moyens 1, 5, 7 et 9 sont bien entendu reliés en outre à un potentiel de référence tel que le potentiel d'une masse ou le potentiel de la borne négative des moyens d'accumulation. Les moyens d'accumulation 5 comprennent par exemple une ou plusieurs batteries d'accumulation en série, suivant la puissance maximale produite par les moyens de production 1 et la tension nominale des batteries utilisées. En reprenant l'exemple décrit précédemment, dans lequel les moyens de production produisent une puissance de 400 watts, on utilise par exemple 2
batteries de tension nominale 12 volts.
Les moyens de régulation 9 ont deux fonctions: protéger les moyens d'accumulation 5 contre des surcharges et
contre des décharges trop importantes pour ne pas les détériorer.
En effet, pour des moyens d'accumulation 5 comprenant par exempte une batterie de tension nominale 12 volts, la tension de charge maximum V de cette batterie est de préférence de l'ordre de 14 M
volts et la tension de charge minimum V de l'ordre de 11 volts.
m La charge de la batterie à une valeur supérieure à la tension de charge maximum V entraîne des perturbations telles que l'ébullition du Miquide contenu dans a batterie. La décharge de l'ébullition du liquide contenu dans la batterie. La décharge de la batterie à une valeur inférieure à la tension de charge minimum V entralne des risques teLs que la sulfatation de La m batterie. Lorsque la tension de charge effective V des moyens B d'accumulation 5 est comprise entre la tension de charge maximum V et La tension de charge minimum V, (es moyens de régulation 9 M m permettent à la fois L'accumulation dans les moyens d'accumulation 5 et l'utilisation par les moyens d'utilisation 7 de l'énergie produite par les moyens de production 1. En revanche, lorsque la tension de charge effective des moyens d'accumulation 5 dépasse la tension de charge maximum, les moyens de régulation 9 permettent uniquement l'utilisation de l'énergie stockée dans les moyens d'accumulation 5; et lorsque la tension de charge effective des moyens d'accumulation 5 devient inférieure à la tension de charge minimum, les moyens de régulation 9 permettent uniquement l'accumulation de l'énergie produite par les moyens de production 1 dans les moyens d'accumulation 5, Les moyens d'utilisation 7 ne pouvant plus
utiliser d'énergie.
Les diodes anti-retour 11 permettent d'éviter la décharge des moyens d'accumulation 5 dans les dispositifs de producticn 2 par l'intermédiaire des moyens de régulation 9, lorsque la tension délivrée par les moyens de production est inférieure à la tension de charge effective des moyens d'accumulation 5. La tension de charge effective des moyens d'accumulation 5 correspond à la tension entre la borne positive
et la borne négative ces moyens d'accumulation 5.
L'utilisation de diodes anti-retour 11 dans un générateur d'énergie électrique connu du type de celui décrit précédemment, présente de nombreux inconvénients. Ces inconvénients sont notamment une perte d'énergie du fait des chutes de tension occasionnées par les diodes. En effet, un module de trente cellules photovoltaiques produit une puissance de l'ordre de 25 watts, et une diode anti-retour 11 consomme environ 1,6 watt, et provoque, dans le cas d'une diode en
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silicium, une chute de tension de l'ordre de 0,8 volt. Par ailleurs, ces diodes nécessitent d'être placées dans un boYtier pour être protégées des agressions extérieures et d'être associées à des radiateurs pour éviter qu'elles ne chauffent trop. Ces différents éléments augmentent donc le coOt et la
complexité du générateur d'énergie électrique.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et en particulier de réaliser un générateur d'énergie électrique comprenant des moyens de régulation permettant de réguler l'accumulation d'énergie en fonction notamment de la tension délivrée par les moyens de production, ce qui permet de ne pas utiliser une diode pour chaque dispositif de production et ce qui permet également d'utiliser de l'énergie le jour et/ou La nuit,
par exemple dans le cas d'un générateur photovolta;que.
De façon plus précise, l'invention a pour objet un générateur d'énergie électrique comportant des moyens de production de l'énergie électrique, des moyens d'accumulation de l'énergie, des moyens de régulation pour réguler l'accumulation d'énergie et une sortie électrique, lesdits moyens de régulation étant reliés aux moyens de production, aux moyens d'accumulation et à la sortie électrique du générateur, ce dernier étant caractérisé en ce que les moyens de régulation comprennent: - un premier et un deuxième interrupteurs en série disposés entre les moyens de production et la sortie du générateur, le point milieu desdits interrupteurs en série étant relié aux moyens d'accumulation, - des moyens de commande pour commander les premier et deuxième interrupteurs en fonction de la tension V délivrée par Les P moyens de production, de La tension de charge effective V délivrée par les moyens d'accumulation et des tensions de
charge maximum et minimum des moyens d'accumulation.
De façon avantageuse, les moyens de production comportent un seul dispositif de production et les moyens de régulation comprennent une diode disposée entre le dispositif de production et le premier interrupteur, les moyens de commande
étant reliés directement audit dispositif de production.
Selon une variante, les moyens de production de l'énergie comportent plusieurs dispositifs de production en parallèLe et les moyens de régulation comprennent une diode disposée entre un dispositif de production et le premier interrupteur, les autres dispositifs de production étant reliés audit premier interrupteur et les moyens de commande étant reliés
directement audit dispositif de production.
La diode des moyens de régulation est de préférence une diode du type Schottky qui a pour caractéristique de n'entraîner qu'une chute de tension de l'ordre de 0,4 volt. Cette diode permet d'éviter la décharge des moyens d'accumulation dans le dispositif de production auquel elle est connectée, lorsque la tension de charge effective V des moyens d'accumulation est B supérieure à la tension V délivrée par ce dispositif de P production. De cette façon, la tension prélevée par les moyens de commande directement en sortie du dispositif de production correspond bien à la tension délivrée par ledit dispositif de production. Cette tension est caractéristique, dans le cas d'un
générateur photovoltalque, de l'ensoleillement.
La diode utilisée dans le générateur conforme à l'invention fait partie des moyens de régulation, elle est de façon avantageuse dans le même bottier que les autres éléments
des moyens de régulation.
Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de commande comprennent: - des premiers moyens de comparaison reliés aux moyens d'accumulation et aux moyens de production, pour comparer la tension V délivrée par les moyens de production, la tension de P charge effective V des moyens d'accumulation et au moins une B tension de référence caractéristique de la tension de charge maximum V des moyens d'accumulation, M - des premiers moyens d'amplification reliés aux premiers moyens de comparaison et au premier interrupteur, pour amplifier le signal électrique délivré par les premiers moyens de
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comparaison, ce signal amplifié entrainant l'ouverture ou la fermeture du premier interrupteur, - des deuxièmes moyens de comparaison reliés aux moyens d'accumulation, pour comparer la tension de charge effective V B des moyens pour accumuler et au moins une tension de référence caractéristique de la tension de charge minimum V des moyens m d'accumulation, - des deuxièmes moyens d'amplification reliés aux deuxièmes moyens de comparaison et au deuxième interrupteur, pour amplifier le signal électrique délivré par les deuxièmes moyens de comparaison, ce signal amplifié entrainant l'ouverture ou la
fermeture du deuxième interrupteur.
Pour la comparaison effectuée par les premiers moyens de comparaison, on peut utiliser aussi bien une tension de référence telle que la tension de charge maximum V que plusieurs M tensions de référence encadrant la tension V De même, pour la comparaison effectuée par les deuxièmes moyens de comparaison, on peut utiliser aussi bien une tension de référence telle que la tension de charge minimum V m que plusieurs tensions de référence encadrant la tension V. m De façon avantageuse, les premiers moyens de comparaison comparent la tension Vp, la tension V et une B première et une deuxième tensions de référence V et V, telles M1 que VMl <V <V produites à partir desdits premiers moyens de comparaison, le signal électrique délivré ar lesdits premiers moyens de comparaison, et amplifié par les premiers moyens d'amplification, ouvrant le premier interrupteur lorsque les tensions V,B V et V sont telles que V >V et/ou V <V et
P M2 B M2 P B
fermant ce premier interrupteur lorsque les tensions V, V, Vm1 et V2 sont telles que V <Vm et/ou V >VB+K, o K est choisi de
M2 B M1 P B
manière à éviter des battements de l'interrupteur en cas de faibles variations des tensions V et V et en ce que les
B P
deuxièmes moyens de comparaison comparent la tension V et une B première et une deuxième tensions de référence V et V2 telles me m2 que V <V <V produites à partir desdits deuxièmes moyens de mi m m2 comparaison, le signal électrique délivré par lesdits deuxièmes moyens de comparaison amplifié par les deuxièmes moyens d'amplification ouvrant le deuxième interrupteur lorsque Les tensions V et V sont telles que V <V et fermant ce deuxième B mi B ml interrupteur lorsque Les tensions V et V2 sont telles que B m2 V >V. B m2 La condition V >V entrainant l'ouverture du premier B M2 interrupteur permet d'éviter la surcharge des moyens d'accumulation. La condition V <V entraÂnant également l'ouverture du P B premier interrupteur permet d'éviter la décharge des moyens d'accumulation dans les dispositifs de production reliés en aval de la diode. Cette condition est vérifiée par exemple dans le cas particulier d'un générateur photovolta;que, lorsque l'énergie solaire est faible et telle que la tension V délivrée vérifie P
cette condition.
La condition V <V entraînant la fermeture du premier B mi interrupteur permet la charge des moyens d'accumulation sans
risque de surcharge.
La condition V >V +K entraînant la fermeture du premier P B interrupteur permet La charge des moyens d'accumulation sans
risque de décharge de ces derniers dans les moyens de production.
La condition V <V entraînant l'ouverture du deuxième B ml interrupteur permet d'éviter une décharge des moyens d'accumulation risquant de détériorer lesdits moyens, en rendant
impossible toute utilisation d'énergie.
La condition V >V entraÂnant la fermeture du deuxième B m2 interrupteur autorise notamment la décharge des moyens d'accumulation par l'utilisation d'énergie par exemple par des moyens d'utilisation reliés à la sortie du générateur, sans
risque de détériorer les moyens d'accumulation.
Ce mode de réalisation permet, dans le cas d'un générateur photovolta;que, une utilisation d'énergie aussi bien de jour que de nuit, à condition bien entendu que la condition
V >V 2 soit vérifiée.
B m2 26 t2010 Pour des tensions de charge V dont les valeurs sont B comprises entre les tensions de référence V et V (V M<V <V), ou les tensions de référence V et V VMI1VB M2),o mi m2 (V <V <V), les premier et deuxième interrupteurs restent (mfl VB m2,le dans l'état qu'ils avaient avant que ces conditions ne soient vérifiées, autrement dit, s'ils étaient ouverts, ils restent ouverts et s'ils étaient fermés, ils restent fermés. Le fait d'utiliser des tensions de référence encadrant la tension de charge maximum et des tensions de référence encadrant la tension de charge minimum, permet d'éviter l'ouverture ou la fermeture des interrupteurs à la suite de faibles variations des tensions V et V. Ces tensions de référence permettent donc de stabiliser B P
la commande des premier et deuxième interrupteurs.
Selon un autre mode préféré de réalisation, les moyens de commande comprennent: - des premiers moyens de comparaison reliés aux moyens d'accumulation, pour comparer la tension de charge effective V des moyens d'accumulation et au moins une tension de référence caractéristique de la tension de charge maximum V des moyens d'accumulation, - des premiers moyens d'amplification reliés aux premiers moyens de comparaison et au premier interrupteur pour amplifier le signal électrique délivré par les premiers moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant l'ouverture ou la fermeture dudit premier interrupteur, - des deuxièmes moyens de comparaison reliés aux moyens d'accumulation et aux moyens de production, pour comparer la tension V délivrée par les moyens de production, la tension de P charge effective V des moyens d'accumulation et au moins une B tension de référence caractéristique de la tension de charge minimum V des moyens d'accumulation, m -des deuxièmes moyens d'amplification reliés aux deuxièmes moyens de comparaison et au deuxième interrupteur pour amplifier le signal électrique délivré par les deuxièmes moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant l'ouverture ou la
fermeture dudit deuxième interrupteur.
Les moyens de production de ce générateur ne comportent de préférence qu'un seul dispositif de production étant donné que le premier interrupteur n'est pas commandé en fonction de la tension V délivrée par les moyens de production. P De même que précédemment, on peut utiliser pour la comparaison par les premiers moyens de comparaison la tension de charge maximum V ou de préférence les tensions de référence V
M M1
et V et pour la comparaison par les deuxièmes moyens de M2 comparaison, la tension de charge minium V ou de préférence Les m tensions de référence V et V ml m2 Ainsi, de façon avantageuse, les premiers moyens de comparaison comparent la tension V, et une première et une deuxième tensions de référence V et V telles que V <V <V
M1 M2 M1 M M2
produites à partir desdits premiers moyens de comparaison, le signal électrique délivré par lesdits premiers moyens de comparaison, amplifié par les premiers moyens d'amplification, ouvrant le premier interrupteur lorsque les tensions V et V
B M2
sont telles que V >V2 et fermant ce premier interrupteur lorsque B M2 les tensions V et Vm sont telles que V <V et en ce que les
B M1 B M1
deuxièmes moyens de comparaison comparent la tension V, la tension V et une première et une deuxième tensions de référence B V et V telles que v <V <V produites à partir desdits mi m2 mi m m2 deuxièmes moyens de comparaison, le signal électrique délivré par lesdits deuxièmes moyens de comparaison amplifié par les deuxièmes moyens d'amplification ouvrant le deuxième interrupteur lorsque les tensions VB, V et V sont telles que V <V et/ou P ml B ml V >V et fermant ledit deuxième interrupteur lorsque les tensions P B VB, Vp, V et V2 sont telles que V >V etVpVB-k, o k est mi m2 B m2 V<V-,okes choisi de manière à éviter des battements de l'interrupteur en cas de faibles variations des tensions V et V.
B- P
Dans le cas particulier d'un générateur photovolta;que, la condition V <V +k entrainant la fermeture du deuxième P B interrupteur et donc la possibilité d'utiliser de l'énergie est vérifiée lorsque l'énergie solaire est faible et telle que la tension V vérifie cette condition; en revanche, la condition P V >V entrainant l'ouverture du deuxième interrupteur et donc P B l'impossibilité d'utiliser de l'énergie est vérifiée lorsque L'énergie solaire est importante et telle que la tension V P vérifie cette condition. Cet exemple de réalisation permet donc, dans le cas d'un générateur photovoltalque, d'utiliser de l'énergie uniquement la nuit. Ce générateur peut être utilisé par exemple pour allumer des lampadaires à la tombée de la nuit et les
éteindre au lever du jour.
Selon un autre mode de réalisation, tes moyens de commande comprennent: des premiers moyens de comparaison reliés aux moyens d'accumulation et aux moyens de production, pour comparer la tension V délivrée par les moyens de production, la tension de P charge effective V des moyens d'accumulation et au moins une B tension de référence caractéristique de la tension de charge maximum V des moyens d'accumulation, M - des premiers moyens d'amplification reliés aux premiers moyens de comparaison et au premier interrupteur pour amplifier le signal électrique délivré par les premiers moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant l'ouverture ou la fermeture dudit premier interrupteur, - des deuxièmes moyens de comparaison reliés aux moyens d'accumulation et aux moyens de production, pour comparer la tension V délivrée par les moyens de production, la tension de P charge effective V des moyens d'accumulation et au moins une B tension de référence caractéristique de la tension de charge minimum V des moyens d'accumulation, m - des deuxièmes moyens d'amplification reliés aux deuxièmes moyens de comparaison et au deuxième interrupteur pour amplifier le signal électrique délivré par les deuxièmes moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant l'ouverture ou la
fermeture dudit deuxième interrupteur.
Les moyens de production de ce générateur peuvent
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comporter plusieurs dispositifs de production, étant donné que le premier interrupteur est commandé notamment en fonction de la tension délivrée par les moyens de production, permettant ainsi d'éviter une éventuelle décharge des moyens d'accumulation dans les moyens de production. Comme précédemment, on peut utiliser pour la comparaison par les premiers moyens de comparaison la tension de
charge maximum V ou de préférence les tensions de référence V-
M M1
et V et pour la comparaison par les deuxièmes moyens de M2 comparaison, la tension de charge minimum V ou de préférence les m tensions de référence V et V. mi m2 Ainsi, de façon avantageuse, les premiers moyens de comparaison comparent la tension V, la tension V et une
P B
première et une deuxième tensions de référence V et V telles Ml M2 que V <V<V produites à partir desdits premiers moyens de M1 M f'2 comparaison, le signal électrique délivré par lesdits premiers moyens de comparaison, amplifié par les premiers moyens d'amplification ouvrant le premier interrupteur lorsque les tensions VB, V et V2 sont telles que V >V et/ou V <V et Vp M2 B M2 P B fermant ce premier interrupteur lorsque les tensions V, V, V et VM2 sont telles que V <Vm et/ou V >V +K et en ce que les
M2 P M1 P B
deuxièmes moyens de comparaison comparent la tension V, la tension V et une première et une deuxième tensions de référence V et V tetLes que V <V<V produites à partir desdits deuxièmes moyens de comparaison, le signal électrique délivré par lesdits deuxièmes moyens de comparaison, amplifié par les deuxièmes moyens d'amplification ouvrant le deuxième interrupteur lorsque les tensions V et V sont telles que V <V et/ou V >V B ml B ml P B et fermant ce deuxième interrupteur lorsque les tensions V, V,
Vml et VM2 sont telles que V >V 2 et/ou V <V B+k.
mim2 B m2 P B Dans le cas d'un générateur photovoltaïque, ce mode de réalisation permet d'utiliser de l'énergie uniquement la nuit
pour alimenter par exemple des lampadaires.
De façon avantageuse, un dispositif de production
d'énergie comporte plusieurs cellules photovoltaïques en série.
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Ces cellules photovoLta;ques en série sont regroupées en modules, chaque module comportant par exemple trente cellules photovolta;ques en série. Un dispositif comprend donc un ou
plusieurs modules en série.
De façon avantageuse, le premier interrupteur et/ou le deuxième interrupteur est un relais électromagnétique ou un
transistor tel qu'un transistor MOS.
Par ailleurs, les moyens d'accumulation comprennent de
préférence au moins une batterie d'accumulation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à
titre purement illustratif et non limitatif en référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1, déjà décrite, représente schématiquement un générateur d'énergie électrique connu, - la figure 2 représente schématiquement un générateur d'énergie électrique conforme à l'invention, - la figure 3 représente schématiquement un premier mode de réalisation des moyens de régulation d'un générateur d'énergie électrique conforme à l'invention, - la figure 4 représente un exemple de réalisation plus détaillé des moyens de régulation représentés figure 3, - la figure 5 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation des moyens de régulation d'un générateur d'énergie électrique conforme à l'invention, la figure 6 représente un exemple de réalisation plus détaillée des moyens de régulation représentés figure 5, et - la figure 7 représente schématiquement une variante
de l'exemple de réalisation représenté figure 5.
Pour plus de clarté, la description est donnée pour des
générateurs d'énergie électrique du type photovolta;que, autrement dit tels que les moyens de production d'énergie électrique comprennent des cellules photovoltadques, étant bien
entendu que ces exemples ne sont pas limitatifs.
La figure 2 représente schématiquement un générateur
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d'énergie électrique conforme à l'invention.
Ce générateur comprend des moyens de production I de l'énergie électrique comportant plusieurs dispositifs de production 2 en parallèle. Chacun de ces dispositifs comporte des cellules photovoltalques en série regroupées en modules 3. Un dispositif de production peut comporter un ou plusieurs modules en série. Les moyens de production 1 peuvent bien entendu ne
comporter qu'un seul dispositif de production.
Ce générateur comprend en outre des moyens d'accumulation 5 de l'énergie telle qu'une ou plusieurs batteries d'accumulation, des moyens de régulation 15 pour réguler l'accumulation d'énergie et une sortie électrique reliée par exemple à des moyens d'utilisation 7 pour utiliser l'énergie électrique. Les moyens de régulation 15 sont reliés aux moyens de production 1, aux moyens d'accumulation 5 et aux moyens d'utilisation 7; les moyens 1, 5, 7 et 15 sont reliés par ailleurs à un potentiel de référence tel que le potentiel d'une masse, comme représenté sur cette figure, ou tel que le potentiel
de la borne négative des moyens d'accumulation.
Les moyens de régulation 15 conformes à l'invention comprennent des moyens de commande 17, un premier et un deuxième interrupteurs I et I en série et une diode 19 telle qu'une
I 2
diode Schottky.
La diode 19 est reliée entre un seul dispositif de production 2 et l'interrupteur I, les autres dispositifs de production, dans le cas o les moyens de production comportent plusieurs de ces dispositifs, sont reliés directement au premier
interrupteur, en aval de la diode 19.
Les moyens de commande 17 sont reliés aux moyens d'accumulation 5, aux moyens de production 1 en amont de la diode 19 et aux interrupteurs I et I. Par ailleurs, le point milieu I 2 des interrupteurs I et I est relié aux moyens d'accumulation 5 1 2
et l'interrupteur I aux moyens d'utilisation 7.
La diode 19 permet en arrêtant une éventuelle décharge des moyens d'accumulation, de prélever une tension égale à la
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tension délivrée par te dispositif de production auquel elle est reliée, cette tension correspondant à la tension délivrée par les
moyens de production.
Les moyens 17 permettent d'analyser comme on le verra
au cours de la description des figures suivantes, la tension V
P prélevée en amont de la diode 19, la tension de charge effective V des moyens d'accumulation 5 et des tensions de référence B caractéristique des tensions de charge maximum et minimum V et M V des moyens d'accumulation 5, et de commander en fonction des m valeurs de ces tensions l'ouverture ou la fermeture des interrupteurs I et I de façon à ne pas détériorer les moyens
I 2
d'accumulation 5 et suivant l'utilisation désirée de l'énergie
électrique produite par le générateur.
Ces tensions de référence sont comme on l'a vu précédemment soit les tensions de charge maximum V et minimum V, soit les tensions VM, V et Vm, V encadrant ces valeurs m M2 m2 (V <V <V et V <V <V). Pour stabiliser la commande des M1 M M2 ml m m2 interrupteurs, on utilise de préférence comme tension de référence les tensions V, V et V, V. Dans le reste de la M 1M2 mi m2
description, on prendra à titre d'exemple les tensions de
référence Vm, V m, iV.
Ml M2 mi m2 Ainsi, lorsque les interrupteurs I et I sont fermés,
1 2 l'énergie produite par les moyens de production 1 est stockée dans les
moyens d'accumulation 5 et peut être utilisée par les
moyens d'utilisation 7.
Lorsque l'interrupteur I est fermé et l'interrupteur i I ouvert, l'énergie produite par les moyens de production 1 est uniquement accumulée dans les moyens d'accumulation 5; inversement, lorsque l'interrupteur I est ouvert et l'interrupteur I fermé, aucune énergie n'est accumulée dans les moyens d'accumulation 5, mais en revanche l'énergie utilisée par
les moyens d'utilisation 7 provient des moyens d'accumulation 5.
La figure 3 donne un premier exemple de réalisation des moyens de régulation d'un générateur d'énergie électrique
conforme à l'invention.
On retrouve sur cette figure les moyens de commande 17, La diode 19 et Les interrupteurs I et I constituant ensemble
I 2
les moyens de régulation.
Dans cet exemple, les moyens de commande 17 comprennent des premiers moyens de comparaison 21 reliés aux moyens de production en amont de La diode 19, aux moyens d'accumulation 5 et à des premiers moyens d'amplification 23, ces derniers étant reliés par ailleurs à l'interrupteur I. Les moyens de commande 17 comprennent en outre des deuxièmes moyens de comparaison 25 reliés aux moyens d'accumulation 5 et à des deuxièmes moyens d'amplification 27, ces derniers étant reliés par ailleurs à l'interrupteur I. Les moyens de comparaison 21 comparent la tension V P délivrée par les moyens de production 1, la tension de charge effective V des moyens d'accumulation 5 et les tensions de B
référence Vm et V2 produites par les moyens de comparaison 21.
M1 M2
Les moyens de comparaison 25 comparent la tension de charge V des moyens d'accumulation 5 et les tensions de référence V et mi
V produites par les moyens de comparaison 25.
m2 A titre indicatif, pour des moyens d'accumulation 5 de tension nominale 12 volts, la tension de charge maximum étant de l'ordre de 14 volts, on choisit par exemple les deux tensions de références V- et V2, respectivement de 13,5 volts et de 14,4 M2' volts; par ailleurs, la tension de charge minimum étant de l'ordre de 11,5 volts, on choisit par exemple les deux tensions de référence V et V, respectivement de 10,5 voLts et de 12,2 volts. Ainsi, lorsque la tension V est telle que V >V 2 le
B B M2'
signal électrique issu des moyens de comparaison 21, amplifié par les moyens d'amplification 23, entraîne l'ouverture de l'interrupteur I. Il en est de même si la tension V est telle
I -P
que V <V. En revanche, lorsque la tension V est telle que
P B B
V <V et/ou la tension V est telle que V >V +K, l'interrupteur
B M1 P P B
I est fermé par le signal électrique issu des moyens de
comparaison 21 et des moyens damplification 23.
comparaison 21 et des moyens d'amplification 23.
Par ailleurs, Lorsque La tension V est telle que B V <V, le signal électrique issu des moyens de comparaison 25 B ml amplifié par les moyens d'amplification 27 entraîne l'ouverture de l'interrupteur I; en revanche, lorsque la tension V est 2B telle que VB>V 2, le signal issu des moyens de comparaison 25, amplifié par les moyens d'amplification.27, entraîne la fermeture de cet interrupteur I2 La figure 4 représente de façon plus détaillée un exemple de réalisation des moyens de régulation 15 _de la figure
3.
Sur cette figure, le potentiel de référence des différents éléments du générateur et des moyens d'utilisation est le potentiel en un point de référence, noté B, relié par une diode D à la borne négative des moyens d'accumulation 5. La B
diode D est par exemple du type 1N4004.
Par ailleurs, dans cet exemple, les interrupteurs I et I sont des relais électromagnétiques comportant respectivement des bobines inductives B et B. Pour éviter des surtensions, des
I 2
diodes D et D sont reliées respectivement aux bornes des
I 2
1 2
Les moyens de comparaison 21 comprennent une résistance R reliée d'une part en amont de la diode 19 et d'autre part à une diode D3, une résistance R reliée d'une part à la borne positive des moyens d'accumulation 5 (ou point A) et d'autre part à la diode D et à la base d'un transistor T dont l'émetteur est
3 1
relié au point A. Les moyens de comparaison 21 comportent en outre entre le point A et le point B, cinq résistances en série R4, R5, 1 ' R6, R7, le collecteur du transistor T étant relié au point milieu des résistances R et R par une résistance R. La
6 7 3
résistance t est un potentiométre variable. Par ailleurs, entre le point milieu des résistances R et R et le point B, est 4 5
relié un condensateur C tel qu'un condensateur électrochimique.
En outre, un transistor T est relié par son émetteur au potentiomètre f1' par son collecteur au point A par i L'intermédiaire d'une résistance R et par sa base entre une résistance R et une diode Z du type diode Zener; l'autre
9 1
extrémité de la résistance R est reliée au point A et l'autre extrémité de la diode Z au point B. Ces moyens de comparaison sont reliés aux moyens d'amplification 23 par Le point milieu.des résistances R et R
6 7
et par le point milieu de la résistance R et du collecteur du transistor T. Ces moyens d'amplification 23 comprennent un transistor T dont la base est reliée entre la résistance R et le
3 8
collecteur du transistor T; l'émetteur de ce transistor T est
2 3
relié au point A et te collecteur de ce transistor est relié par l'intermédiaire de deux résistances en série Ri et R12 au point
I1 12
B. Ces moyens 23 comprennent par ailleurs un transistor T dont la base est reliée au point milieu des résistances R et R il 12 dont l'émetteur est relié au point B et dont le collecteur est relié à la fois au point milieu des résistances R et R par une
6 7
résistance R10 et à une extrémité de la bobine inductive B de L'interrupteur I1; l'autre extrémité de la bobine B est reliée
1 1
au point A. Les moyens de comparaison 25 comprennent entre les points A et B cinq résistances en série R 13, R14 P2, R15' R16' la résistance P2 étant un potentiomètre. Entre le point milieu des résistances R et R et le point B est relié un
13 14
condensateur C tel qu'un condensateur électrochimique. Par ailleurs, un transistor T est relié par son émetteur au potentiométre P2, par son collecteur au point A par l'intermédiaire d'une résistance R et par sa base entre une résistance R18 et une diode Z du type diode Zener; la
18 2
résistance R18 est relie en outre au point A et la diode Z au
18 2
point B. Les moyens d'amplification 27 comprennent un transistor T dont la base est reliée au point milieu de la résistance R17
6 17
et du collecteur du transistor T; l'émetteur de ce transistor 535estrelié au point A et e collecteur est relié par est relié au point A et le collecteur est relié par l'intermédiaire de deux résistances en série R et R21, au point 21' B. Ces moyens 27 comprennent par ailleurs un transistor T dont la base est reliée au point milieu des résistances R20 et R21' 2 dont l'émetteur est relié au point B et dont le collecteur est relié à la fois au point milieu des résistances R et R par
16
une résistance R19 et à une extrémité de la bobine inductive B2, l'autre extrémité de cette bobine étant reliée au point A. A titre indicatif, le tableau 1 ci-après donne les valeurs des résistances et des condensateurs utilisables dans cet exemple de réalisation, ainsi que le type des transitors et des diodes.
2 6 1 2 0 1 0
TABLEAU 1
IR iR JR IR IR leI
1 2 3 4 5 6 7
1,2k. 820 iL 3,3k CL 6,8k9 I 2,2kL I 1kQ! 270Q | 1== = = = = = = Ir IrR ===
8 9 10 11 12 13 14
2,7Q | 3,3k. n | 12k n 2,7kC J 820 - 6,8k- | 2,2k-L | jR jR I R jr jr jR r I
R16 17 18 19 20 21
2,7kS I 560- 2,7kQ- I 3,3kQ 10kQL 2,7kZ I 820Q | f2 jIc jD ID J P1 I f2 I c2 Dl D2 D3 4,7kQ | 4,7kQL j 220*F' I 220.F I 1N4148 I 1N4148 | 1N4004 i z1 2 IT1 t2 T3 i.4 T 5 6,8V I 6,8V! 2N2905 j 2N1711 I 2N2905! 2N1711 j 2N1711
T T 7
2N2905 | 2N1711 I
2612 0 1 0
Les tensions de référence VM et V M2, V et V ne Ml,îlml m2 sont pas réellement reproduites par les moyens de comparaison 21 et 25. En fait, un pont diviseur de tension prend une fraction de la tension de la batterie 5 et la compare à des tensions de référence engendrées par les diodes 7 Zener Z et Z 2. Les
I 2
tensions de référence V et V, V et V sont représentées ml m 2 par une fraction de leur valeur soit W et W, W et W. De M1 ml m2 même, la tension V de la batterie 5 est représentée par W.
B B
Pour effectuer la comparaison de V à V, le
B M2'
transistor T compare la tension W à la tension W qui est
2 B M2
produite par la diode Zener Z. Lorsque le comparateur change i d'état, les moyens d'amplification 23 suivent et donnent un signal de retour appelé signal de contre-réaction passant par la résistance R. Quand le seuil V est franchi, il est
M2
momentanément effacé. En effet le signal de contre-réaction ajoute une valeur supplémentaire H au pont diviseur. Ainsi le transistor T2 compare la tension W +H à V. Ce qui revient à
2 B M2
comparer W à V -H. La contre-réaction est calculée de façon que
B M2
W -H=W
M2 MI
Par conséquent, cela revient à comparer W à Wm ou
B M1
* encore V à V B Mi Si le seuil Vm est franchi, la contre-réaction disparaît et la comparaison avec te seuil V peut se faire à M2 nouveau. Pour les deuxièmes moyens de comparaison 25, le
raisonnement est analogue.
Pour effectuer la comparaison de V à V, le B Vm2' transistor T compare la tension W à W qui est produite par la B m2 diode Zener Z. Lorsque le comparateur change d'état, les moyens d'amplification 27 suivent et donnent un signal de retour ou signal de contre-réaction passant par la résistance R. Quand le seuil V est franchi, il est momentanément effacé, en effet le m2
signal de contre-réaction ajoute une valeur h au pont diviseur.
Ainsi le transistor T compare la tension W +h à W. Ce qui B m2 revient à comparer W à W -h. La contre-réaction est calculée de B m2
2612 0 10
façon que W -h=W m2 mil Par conséquent, cela revient à comparer W à Wm ou B mi encore V à V B ml Si le seuil V est franchi, la contre-réaction ml disparaît et La comparaison avec Le seuil V peut se faire à m2 nouveau. Pour La comparaison entre V et V, on effectue une
B P
comparaison directe (sans pont diviseur de tension) par la résistance R qui vient modifier le pont diviseur constitué par les résistances R4, R5,, R et R.
I '6 7
L'action de transistor T est le suivant: i - si V <V, un courant passe par Le transistor R qui À z 3 agit sur Le pont diviseur d'une manière comparable à une forte augmentation de V, ce qui entraîne l'action de T avec toutes
B 2
ses conséquences; - si V >V +k, aucun courant ne passe par le transistor P'B
R3, ce qui laisse le pont diviseur remplir son rôle initial.
La figure 5 représente un deuxième exemple de réalisation des moyens de régulation d'un générateur d'énergie électrique conforme à l'invention. Cet exemple s'applique plus particulièrement a un générateur d'énergie ne comportant qu'un
dispositif de production d'énergie 2.
Ces moyens 15 de régulation comprennent comme décrit précédemment une diode 19, un premier et deuxième interrupteurs
I et I et des moyens de commande 17.
I 2
Seuls les moyens de commande 17 représentés sur cette
figure diffèrent de ceux décrits précédemment.
Ces moyens de commande 17 comprennent des premiers moyens de comparaison 29 reliés aux moyens d'accumulation 5 et à des premiers moyens d'amplification 31, ces derniers étant reliés en outre à l'interrupteur I. Par ailleurs, Les moyens de commande 17 comprennent des deuxièmes moyens de comparaison 33 reliés aux moyens d'accumulation 5, aux moyens de production 1 et à des deuxièmes
26120 10
moyens d'amplification 35, ces derniers étant en outre reliés au deuxième interrupteur I2 2' Les moyens de comparaison 29 comparent la tension de charge effective V des moyens d'accumulation 5 et les tensions B de référence Vm et V2 produites par Les moyens de comparaison
M 1M2
29. Les moyens de comparaison 33 comparent la tension V P prélevée en amont de la diode 19 correspondant à la tension délivrée par les moyens de production 1, La tension de charge effective V des moyens d'accumulation 5 et les tensions de B
référence V et V produites par les moyens de comparaison 33.
ml m2 La commande de l'interrupteur I2 dépend donc notamment de la tension V. Dans le cas d'un générateur photovoltalque, P cette tension V permet d'analyser l'intensité lumineuse reçue P par les cellules photovoltalques. Les moyens de comparaison 33 et d'amplification 35 peuvent donc commander l'ouverture de
l'interrupteur I la nuit et sa fermeture le jour ou l'inverse.
Dans le cas inverse, le générateur permet d'alimenter la nuit des moyens d'utilisation 7 tels qu'un ou plusieurs lampadaires 8. Pour cela, le générateur d'énergie électrique accumule de l'énergie le jour et utilise cette énergie stockée
pour alimenter pendant la nuit les moyens d'alimentation 7.
En définitive, un générateur conforme à l'invention, du type de celui représenté figure 5, utilisé par exemple pour alimenter des moyens d'alimentation 7 pendant la nuit, fonctionne
comme décrit ci-dessous.
Lorsque Les tensions V, V et V2 sont telles que
M1 M2
V >V, l'interrupteur I est ouvert et lorsque V <V
B M2' I B MI'
l'interrupteur I est fermé.
Par ailleurs, lorsque ces tensions V, V, Vm et V B P ml m2 sont telles que V <V et/ou V >V +k, l'interrupteur I est B ml pB 2 ouvert et lorsque V >V et si V <V, l'interrupteur I est B m2 P B 2 fermé. La figure 6 représente de façon plus détaillée un exemple de réalisation des moyens de régulation 15 décrits figure
2612 0 10
, permettant d'alimenter ta nuit par exemple un Lampadaire 8. Sur cette figure Le potentiel de référence des différents éléments du générateur d'énergie électrique et du Lampadaire 8 est comme dans La figure 4, le potentiel de la borne négative des moyens d'accumulation 5. Dans cet exemple, l'interrupteur I est un relais électromagnétique du même type que celui décrit figure 4 et l'interrupteur I est un transistor
T à effet de champ.
M En effet, il est avantageux d'utiliser comme interrupteur, un transistor à effet de champ, plutôt qu'un relais électromagnétique, étant donné qu'un relais électromagnétique consomme plus d'énergie qu'un transistor. Cependant, l'utilisation d'un transistor comme interrupteur n'est conseillée que si le courant qui traverse ce transistor est relativement
constant, c'est-à-dire ne comportant pas ou peu de surintensité.
Cette condition est vérifiée par l'interrupteur I2, lorsque les
moyens d'utilisation 7 sont constitués par un lampadaire.
Pour plus de clarté dans la description, les bornes
positive et négative des moyens d'accumulation 5 seront notées respectivement A et C. Les moyens de comparaison 29 comprennent entre le point A et le point C des moyens d'accumulation 5, cinq résistances en série R24 R25, f3 R26' R27; entre le point milieu des résistances R24 et R25 et le point C est relié un condensateur C
24' 25 3
tel qu'un condensateur électrochimique. La résistance P3 est un potentiomètre. Les moyens de comparaison 29 compennent en outre un transistor T dont l'émetteur est relié au point C par l'intermédiaire d'une diode Z du type diode Zener, dont le collecteur est relié par l'intermédiaire de deux résistances en série R29 et R28 au point A et dont la base est reliée au
29 28
potentiomètre f3. Une résistance R est reliée par ailleurs entre l'émetteur du transistor T et le point A. Les moyens d'amplification 31 comprennent un transistor T10 dont la base est reliée au point milieu des résistances R29 1035etR28 dont l'émetteur est re29ié au point et dont e et R2, dont l'émetteur est relié au point A et dont Le collecteur est relié à La base d'un transistor T Une résistance R est reliée en outre entre le collecteur du transistor T et l'émetteur du transistor T. Le collecteur de il ce transistor Ti est relié au point A et l'émetteur de ce transistor est relié en outre à une extrémité de la bobine inductive B1 de l'interrupteur 11, l'autre extrémité de cette bobine étant reliée au point C. Comme décrit précédemment, de façon avantageuse, une diode D est reliée aux bornes de la bobine B. Les moyens de comparaison 33 comprennent une diode D reliée aux moyens de production 1, en amont de la diode 19, et à une résistance R22, elle-même connectée à la base d'un transistor T. L'émetteur de ce transistor T est relié au point A et son
8 8
collecteur est relié au point C par l'intermédiaire d'une résistance R Les moyens 33 comprennent en outre un transistor T dont la base est reliée au collecteur du transistor T8, dont le collecteur est relié au point A et dont l'émetteur est relié au point C par l'intermédiaire de cinq résistances en série R,
R34' 4', R35 R3, la résistance p4 étant un potentiomètre.
Entre le point milieu des résistances R33 et R et le point C
33 34
est relié un condensateur C tel qu'un condensateur électrochimique. Ces moyens 33 comprennent par ailleurs un transistor T13 dont la base est reliée à un potentiomètre p4', dont le collecteur est relié par deux résistances en série R39 et R38 au point A et dont l'émetteur est relié par une diode Z du
38 4
type diode Zener au point C. Entre le point A et l'émetteur du transistor T est connectée une résistance R
13 40
Les moyens d'amplification 35 comprennent un transistor T14 dont la base est reliée au point milieu des résistances R39
14 39
et R, dont l'émetteur est relié au point A et dont le collecteur est relié au point C par deux résistances en série R et R. Par ailleurs, le collecteur de ce transistor est relié par l'intermédiaire d'une résistance R1 au point milieu des résistances R35 et R36, ce point milieu étant relié en outre au résistances R et R ce point milieu étant relié en outre au
3'
point C par une résistance R 37. Le point miLieu des résistances R et R43 est relié à la grille du transistor T constituant
42 43
l'interrupteur I et à une diode Z du type diode Zener reliée en
2 5
outre au point C. La source de ce transistor T est reliée au M point C et son drain est relié par une résistance R au point A. Les moyens d'utilisation 7 comprenant un Lampadaire 8 sont reliés entre les extrémités de la résistance R 44. La position de la résistance R44, et donc du Lampadaire 8 entre les interrupteurs I et I, au lieu d'#tre de l'autre côté du transistor T résulte
I 2M
de ce que le transistor T utilisé est un transistor à canal N. M Dans le cas d'un transistor T à canal P, La résistance 44 se trouve de l'autre côté de l'interrupteur I 2, c'est-à-dire comme
sur la figure 5.
A titre indicatif le tableau ci-dessous donne Les valeurs des résistances et des condensateurs utilisables dans cet exemple de réalisation ainsi que le type des transistors et des diodes.
2612 0 1 0
TABLEAU 2
22 123 124 25 126 27 128
k.. I 22k.;: I 3,3k- I | k Q lk l 360Q I 2,7kQ Ir Ir IR! R IR Ir IRI
29 30 31 32 33 34 35
3,3k. IQ 5,6k'Q I 12k.Q I 820 Q- I 4,7kQ I 1,8kCL I 4,7k.
IR IR IR IR IR IR IR
36 37 38 39 40 41 42
|390fl oo I 3,3k.L I |10k.0 I 5,6k'CQ I 2,7kQLI 2,2kQ R R " I Ic Ic I
43 44 3 4 3! 4 I 5
6,8k". 10krQ I 2,2kQ.I 2,2k-Q 470 I | 470pI 1N4004 zIZ z IT ' IT I' I T 23 z 4 15 18 T9 110 1 1
4,7V 4,7V I 15V | BC177 I 2N1711 I 2N2905 I 2N1711
T12 T13 T14 ITM
2N1711 j 2N1711 I 2N2905! BUZ10 I Les tensions de référence V et V, V et V ne M1 M2 1ml m2 sont pas réellement reproduites par Les moyens de comparaison 29 et 33. En fait, un pont diviseur de tension prend une fraction de La tension de la batterie 5 et la compare à des tensions de référence engendréespar Les diodes Zener Z et Z. Les tensions
3 4
de référence V M, VM2, Vm et V sont représentées par une M1 M2 mi m2 fraction de leur valeur soit W M, W, W et W. De même, la ml m2 tension V de la batterie 5 est représentée par W.
B B
Pour effectuer La comparaison de V à V, le
B VM2'
transistor T compare la tension W à la tension W qui est
9 B M2
produite par la diode Zener Z. Lorsque le comparateur change d'état, les moyens d'amplification 31 suivent et donnent un signal de retour appelé signal de contre-réaction passant par
R. Quand le seuil V est franchi, il est momentanément effacé.
31 Mi En effet, le signal de contre-réaction ajoute une valeur supplémentaire H ou pont diviseur. Ainsi le transistor T compare la tension W +H à W. Ce qui revient à comparer W à W -H. La
B M2 B M2
contre-réaction est calcuLée de façon que W -H=W. Par
M2 M1
conséquent, cela revient à comparer W à W ou encore V à V.
B M1 B M1
Si le seuil Vm est franchi, La contre-réaction M1 disparaît et La comparaison avec le seuil V peut se faire à M2 nouveau. Pour les deuxièmes moyens de comparaison 33 le
raisonnement est analogue.
Pour effectuer la comparaison de V à V 2 le B m2' transistor T compare la tension W à la tension W qui est 13 B m2 produite par La diode Zener Z Lorsque le comparateur change d'état, les moyens d'amplification 35 suivent et donnent un
signal de retour ou signal de contre-réaction passnt par R41.
Quand le seuil V est franchi il est momentanément efface, en m2 effet, le signal de contre-réaction ajoute une valeur h au pont diviseur. Ainsi le transistor T13 compare la tension W +h à W 13 B m2 Ce qui revient à comparer W à W -h. La contre-réaction est B m2 calculée de façon que W h=W. Par conséquent, cela revient à m2 ml
26120 1 0
comparer W à W ou encore V à V. Si le seuil V est B ml B ml mi franchi, la contre-réaction disparaît et la comparaison avec le
seuil V2 peut se faire à nouveau.
m2 Pour la comparaison entre V et V, on effectue une
B P
comparaison directe (sans pont diviseur de tension) par le transistor T. Celui-ci délivre un signal qui vient bloquer ou saturer le transistor T 12, ce dernier alimente le pont diviseur de tension constitué des résistances, R 39, R34, t R. L'action des transistors T et T12 est le suivant: 8 12 - si Vp<V, le pont diviseur de tension est atimenté normalement, lui laissant donc La possibilité de jouer son rôle initial, si V >V +k, l'alimentation du pont diviseur de tension P B !5 est coupée. L'effet de cette coupure est comparable à forte diminution de V, ce qui entraîne l'action du transistor T
S. 13
avec toutes ses conséquences.
La figure 7 donne une variante de réalisation du
générateur d'énergie électrique représenté figure 5.
Sur cette variante, les moyens de production 1 d'énergie comprennent plusieurs dispositifs de production 2 en parallèle. Aussi, pour que les moyens d'accumulation 5 ne se déchargent pas dans les dispositifs de production autres que celui relié à la diode 19 lorsque les tensions V et V sont
P B
telles que V <VB, on utilise des moyens de comparaison 21 et des moyens d'amplification 23 du même type que ceux décrits figure 3 permettant respectivement de comparer notamment ces deux tensions et d'amplifier le signal issu des moyens 21 pour commander l'interrupteur I en conséquence. Les autres moyens sont
identiques à ceux représentés figure 5.
Ainsi, par exemple pour un générateur photovoltaique utilisé pour alimenter des Lampadaires la nuit, lorsque les tensions V, V, V et V sont telles que V >V et/ou V <V, B P M2 Mi B M2 P B l'interrupteur I est ouvert, et lorsque V >V +K et V <V I P B B m1
l'interrupteur I est fermé.
2612 0 1 0
Par ailleurs, Lorsque Les tensions V, Vp, VM2, Vml sont telles que V <V ou V >V +k, l'interrupteur I est ouvert, - B ml P B 2
et lorsque V >V et V <V, L'interrupteur I est fermé.
B m2 P B 2 Les exempLes de réalisation d'un générateur d'énergie électrique conforme à L'invention décrits précédemment ne sont pas Limitatifs. Des variantes de ces -réaLisations peuvent être
effectuées sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
2612 0 1 0
Claims (13)
1. Générateur d'énergie électrique comportant des moyens (1) pour produire de l'énergie électrique, des moyens d'accumulation (5) pour accumuler de L'énergie, des moyens de régulation (15) pour réguler L'accumulation d'énergie et une sortie électrique, Lesdits moyens de régulation étant reliés aux moyens de production (1), aux moyens d'accumulation (5) et à la sortie électrique du générateur, Ledit générateur étant caractérisé en ce que les moyens de régulation comprennent: - un premier et un deuxième interrupteurs (I1, I 2) en série disposés entre les moyens de production et la sortie du générateur, le point milieu desdits interrupteurs en série étant relié aux moyens d'accumulation (5), - des moyens de commande (17) pour commander les premier et deuxième interrupteurs en fonction de la tension V délivrée P par les moyens de production, de la tension de charge effective V délivrée par les moyens d'accumulation et des tensions de
charge maximum et minimum des moyens d'accumulation.
2. Générateur d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de production (1) de l'énergie comportent un seul dispositif de production (2) et les moyens de régulation (15) comprennent une diode (19) disposée entre le dispositif de production et le premier interrupteur (I1), les moyens de commande (17) étant reliés I
directement audit dispositif de production.
3. Générateur d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de production (1) de l'énergie comportent plusieurs dispositifs de production (2) en parallèle et les moyens de régulation (15) comprennent une diode (19) disposée entre un dispositif de production et le premier interrupteur (I), les autres dispositifs de production étant reliés audit premier interrupteur en aval de ladite diode et les moyens de commande (17) étant reliés directemet audit
dispositif de production.
2612 0 1 0
4. Générateur d'énergie électrique selon l'une
quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les
moyens de commande (17) comprennent: - des premiers moyens de comparaison (21) reliés aux moyens d'accumulation (5) et aux moyens de production (1), pour comparer la tension V délivrée par. les moyens de production, P la tension de charge effective V des moyens d'accumulation (5) B et au moins une tension de référence caractéristique de la tension de charge maximum V des moyens d'accumulation (5), M - des premiers moyens d'amplification (23) reliés aux premiers moyens de comparaison (21) et au premier interrupteur (I1), pour amplifier le signal électrique délivré par les premiers moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant l'ouverture ou la fermeture du premier interrupteur, - des deuxièmes moyens de comparaison (25) reliés aux moyens d'accumulation (5) pour comparer la tension de charge effective V des moyens d'accumulation et au moins une tension de B référence caractéristique de la tension de charge minimum V m des moyens d'accumulation, - des deuxièmes moyens d'amplification (27) reliés aux deuxièmes moyens de comparaison (25) et au deuxième interrupteur (I) pour amplifier le signal électrique délivré par les deuxièmes moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant
l'ouverture ou la fermeture du deuxième interrupteur.
5. Générateur d'énergie électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers moyens de comparaison (21) comparent la tension V, la tension V et une
P B
première et une deuxième tensions de référence V et V, telles
M1 M2
que V m <V <V produites à partir desdits premiers moyens de comparaison, le signal électrique délivré par lesdits premiers moyens de comparaison, amplifié par les premiers moyens d'amplification (23), ouvrant le premier interrupteur lorsque les tensions VB, V et V sont telles que V >V et/ou V <V et
P M2 B M2 P B
fermant ce premier interrupteur lorsque les tensions V, V, Vm1 et V2 sont telles que V <Vm et/ou V >V +K, o K est choisi de
M2 P M1 P B
manière à éviter des battements de l'interrupteur en cas de faibles variations des tensions V et V et en ce que les
B P
deuxièmes moyens de comparaison (25) comparent la tension V et B une première et une deuxième tensions de référence V et V mi m2 telles que V <V <V produites à partir desdits deuxièmes moyens mi m m2 de comparaison, le signal électrique déLivré par cesdits deuxièmes moyens de comparaison amplifié par les deuxièmes moyens d'amplification (27) ouvrant le deuxième interrupteur lorsque les tensions V et V sont telles que V <V et fermant ce deuxième B ml B ml interrupteur lorsque les tensions V et V sont telles que B m2 V >V b m2
6. Générateur d'énergie électrique selon l'une
quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les
moyens de commande (17) comprennent: - des premiers moyens de comparaison (29) reliés aux moyens d'accumulation (5) pour comparer la tension de charge effective V des moyens d'accumulation et au moins une tension de référence caractéristique de la tension de charge maximum V des moyens d'accumulation, - des premiers moyens d'amplification (31) reliés aux premiers moyens de comparaison (29) et au premier interrupteur (I) pour i amplifier le signal électrique délivré par les premiers moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant l'ouverture ou la fermeture dudit premier interrupteur, - des deuxièmes moyens de comparaison (33) reliés aux moyens d'accumulation (5) et aux moyens de production (1), pour comparer la tension V délivrée par les moyens de production, P la tension de charge effective V des moyens d'accumulation et B au moins une tension de référence caractéristique de la tension de charge minimum V des moyens d'accumulation, m - des deuxièmes moyens d'amplification (35) reliés aux deuxièmes moyens de comparaison (33) et au deuxième interrupteur (I2) pour amplifier le signal électrique délivré par les deuxièmes moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant
l'ouverture ou la fermeture dudit deuxième interrupteur.
7. Générateur d'énergie électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premiers moyens de comparaison (29) comparent la tension V, et une première et une deuxième tensions de référence V et V2 telles que V <V <V
M1 M2 M1 M M2
produites à partir desdits premiers moyens de comparaison, le signal électrique délivré par lesdits premiers moyens de comparaison, amplifié par les premiers moyens d'amplification (31) ouvrant Le premier interrupteur lorsque les tensions V et B V sont telles que V >V et fermant ce premier interrupteur
M2 B M2
lorsque les tensions V et Vm sont telles que V <V et en ce
B M1 B M1
que les deuxièmes moyens de comparaison (33) comparent la tension V, la tension V et une première et une deuxième tensions de
P B
référence V met V2 teles que v <V <V produites à partir mi m2 mi m m2 desdits deuxièmes moyens de comparaison, le signal électrique délivré par cesdits deuxièmes moyens de comparaison amplifié par Les deuxièmes moyens d'amplification (35) ouvrant le deuxième interrupteur lorsque les tensions VB, V et V sont telles que B P ml V <V et/ou V >V et fermant ledit deuxième interrupteur lorsque B mi P B les tensions V, Vp, V et V sont telles que V >V et V <V -k, 8 P ml m2 B m2 P B o k est choisi de manière à éviter des battements de l'interrupteur en cas de faibles variations des tensions V et B V. P p
8. Générateur d'énergie électrique selon l'une
quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que Les
moyens de commande (17) comprennent: - des premiers moyens de comparaison (21) reliés aux moyens d'accumulation (5) et aux moyens de production (1), pour comparer La tension V délivrée par les moyens de production, P la tension de charge effective V des moyens d'accumulation et B au moins une tension de référence caractéristique de la tension de charge maximum V des moyens d'accumulation, M - des premiers moyens d'amplification (23) reliés aux premiers moyens de comparaison (21) et au premier interrupteur (I) pour amplifier le signal électrique délivré par Les premiers moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant l'ouverture ou La
2612 0 1 0
fermeture dudit premier interrupteur, - des deuxièmes moyens de comparaison (33) reliés aux moyens d'accumulation (5) et aux moyens de production (1), pour comparer la tension V délivrée par les moyens de production, P la tension de charge effective V des moyens d'accumulation et B au moins une tension de référence caractéristique de la tension de charge minimum V des moyens d'accumulation, m - des deuxièmes moyens d'amplification (35) reliés aux deuxièmes moyens de comparaison (33) et au deuxième interrupteur (I) pour amplifier le signal électrique délivré par les deuxièmes moyens de comparaison, ce signal amplifié entraînant
l'ouverture ou la fermeture dudit deuxième interrupteur.
9. Générateur d'énergie électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les premiers moyens de comparaison (21) comparent la tension V, la tension V et une
P ' B
première et une deuxième tensions de référence V et V telles
M1 M2
que VM < V <V2 produites a partir desdits premiers moyens de comparaison, le signal électrique délivré par lesdits premiers moyens de comparaison, amplifié par les premiers moyens d'amplification (23), ouvrant le premier interrupteur lorsque les tensions V, V et V sont telles que V >V et/ou V <V et
B P M2 B M2 P B
fermant ce premier interrupteur lorsque les tensions V, V, V B, Vp, mi et V sont telles que V <V et/ou V >V +K, o K est choisi de
M2 P M1 P B
manière à éviter des battements de l'interrupteur en cas de faibles variations des tensions V et V et en ce que les
B P
deuxièmes moyens de comparaison (33) comparent la tension V, la P tension V et une première et une deuxième tensions de référence B V et V telles que V <V <V produites à partir desdits mi m2 mi m m2 deuxièmes moyens de comparaison, le signal électrique délivré par cesdits deuxièmes moyens de comparaison amplifié par Les deuxièmes moyens d'amplification (35) ouvrant le deuxième interrupteur lorsque les tensions V et V sont telles que B ml V <V et/ou V >V et fermant ce deuxième interrupteur lorsque B mi P B
les tensions V, V, V et V sont telles que V >V et V <V -
B P mi m2 B rm2 P B k, ou k est choisi de manière à éviter des bttements de l'interrupteur en cas de faibles variations de tensions V et V.
B P
10. Générateur d'énergie électrique selon l'une
quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un
dispositif de production d'énergie comporte plusieurs modules photovolta; ques en série.
11. Générateur d'énergie.électrique selon l'une
quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le
premier interrupteur (I1) et/ou Le deuxième interrupteur (I) est
I 2
un relais électromagnétique.
12. Générateur d'énergie électrique selon l'une
quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le
premier interrupteur (I1) et/ou le deuxième interrupteur (I2) est i 2
un transistor.
13. Générateur d'énergie électrique selon l'une
quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les
moyens d'accumulation (5) de l'énergie comprennent au moins une
batterie d'accumulation.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8702384A FR2612010A1 (fr) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Generateur d'energie electrique a partir notamment d'energie solaire |
| GB8803895A GB2201558B (en) | 1987-02-24 | 1988-02-19 | Generator for the production of electrical energy particularly from solar energy |
| NZ223591A NZ223591A (en) | 1987-02-24 | 1988-02-22 | Electrical energy generator from solar energy |
| AU12156/88A AU608292B2 (en) | 1987-02-24 | 1988-02-24 | Generator for the production of electrical energy particularly from solar energy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8702384A FR2612010A1 (fr) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Generateur d'energie electrique a partir notamment d'energie solaire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2612010A1 true FR2612010A1 (fr) | 1988-09-09 |
Family
ID=9348223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8702384A Withdrawn FR2612010A1 (fr) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Generateur d'energie electrique a partir notamment d'energie solaire |
Country Status (4)
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| FR (1) | FR2612010A1 (fr) |
| GB (1) | GB2201558B (fr) |
| NZ (1) | NZ223591A (fr) |
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| GB2336955B (en) * | 1995-05-30 | 1999-12-15 | Motorola Inc | Power control method and apparatus suitable for use in a radio communication device |
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1988
- 1988-02-19 GB GB8803895A patent/GB2201558B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-22 NZ NZ223591A patent/NZ223591A/en unknown
- 1988-02-24 AU AU12156/88A patent/AU608292B2/en not_active Ceased
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|---|---|
| AU608292B2 (en) | 1991-03-28 |
| GB2201558B (en) | 1991-07-03 |
| GB2201558A (en) | 1988-09-01 |
| AU1215688A (en) | 1988-08-25 |
| NZ223591A (en) | 1990-11-27 |
| GB8803895D0 (en) | 1988-03-23 |
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|---|---|---|---|
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