FR2796216A1

FR2796216A1 - Systeme de stockage d'energie electrique

Info

Publication number: FR2796216A1
Application number: FR9908727A
Authority: FR
Inventors: Jean Marc Boutet; Omar Saaid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2001-01-12
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: CA2277343A1; FR2796216B1

Abstract

- Système de stockage non polluant d'énergie électrique - Selon l'invention, le système comprend une base d'alimentation (8, 9) reliée à une source d'électricité et un circuit de stockage incluant un régulateur (4) et au moins un condensateur (5) à grande capacité. - Applications : remplacement des piles et accumulateurs.

Description

SYSTÈMEDE STOCKAGE D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE.

La présente invention a pour objet un système de stockage non polluant d'énergie électrique destiné en particulier, mais non exclusivement, au stockage d'électricité sous basse tension et faible ampérage.

La solution classique pour stocker une telle énergie consisteà utiliser des batteries constituées de produits chimiques et délivrent l'énergie électriqueà partir de réactions réversibles (pour les accumulateurs)ou irréversibles( pour les piles). Ces sources d'énergie présentent l'inconvénient d'avoir une durée de vie limitée et d'utiliser des matériaux polluants nocifs pour l'environnement ce qui génère des coûts élevés de collecte et de recyclage.

Un premier objet de l'invention est de pallier cet inconvénient et de proposer un circuit de stockage d'énergie électrique propre et pratiquement indéfiniment renouvelable. Selon l'invention, le système de stockage d'énergie électrique est caractérisé en ce qu'il comprend une base d'alimentation reliéeà une source d'électricité et un circuit de stockage incluant un régulateur et au moins un condensateur.

Le principe de fonctionnement de charge/décharge des condensateurs est purement physique. Aucune réaction chimique n'est nécessaire pour charger le condensateur dont la capacité est supérieureà 0,22 Farads (variant par exemple de 0,22à plusieurs milliers de Farads), de faible encombrement pouvant conserver une charge appréciable pendant une durée de l'ordre du mois. La durée de vie (supérieureà 100.000 cycles de charge/décharge) est, bien entendu, supérieureà celle des piles et accumulateurs. Les condensateurs utilisés selon l'invention dits "double couche" ou condensateurs "OR" présentent l'avantage d'avoir def aibles durées de chargement et de pouvoir stocker des charges importantes. Le champ électrique resulte de l'accumulation des charges électrostatiques entre ces doubles couches. Le ou les condensateurs de stockage sont normalement déchargés par le branchement d'appareils utilisateurs, le courant de fuite étant pratiquement négligeable par rapport au courant consommé par l'appareil utilisateur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le transfert entre la base et le circuit de stockage est effectué par induction électromagnétique. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire qu'ily ait un contact physique entre la base et le circuit. Bien entendu, ce couplage nécessite un courant de base alternatifà une fréquence variant, par exemple, entre 20 Hz et 20 MHz. Dans le cas d'un transfert électromagnétique, cela implique un redressement et une régulation de la tension. La distance entre la base d'alimentation et le circuit de stockage pouvant ainsi être relativement grande puisque le circuit de stockage inclût un circuit résonant formant antenne.

Dans un second mode de réalisation, la base alimente le circuit de stockage en courant continu, la liaison entre la source et le circuit s'effectuant par contact. Le courant continu peut provenir soit d'une source continue, soit d'une source alternative, le courant étant redressé.

Selon une autre caractéristique de l'invention, un circuit de contre-réaction permet d'informer l'utilisateur de l'-état de charge du condensateur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquementà titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - La figure1, une vue du circuit de stockage avec couplage entre la base et le circuit par une liaison électromagnétique; - la figure 2, une vue du circuit de la figure1 avec un circuit de contre-réaction; la figure3, un schéma par blocs avec liaison électromagnétique; - laf igure 4, un schéma par blocs dans le cas d'une liaison par contact; - laf igure 5, un exemple de connexion de condensateurs permettant l'obtention de capacités de fortes valeurs; - laf igure 6, une connexion en série de condensateurs permettant l'obtention de tensions élevées.

Sur l'ensemble des figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments. Sur les figures1 et 2, la liaison entre la base (représentée sur la figure3) et le circuit de stockage est une liaison inductive. Les éléments du circuit peuvent être considérés comme appartenantà trois sous- ensemble: le sous ensemble bobine1 (ou antenne) et capacité d'accord 2 permettant d'induire la puissance électrique émise par la source, le redresseur3 délivre en sortie un courant redressé qui est filtré et régulé dans le régulateur 4. Le condensateur 2 classique permet de constituer le circuit résonant LC aux bornes duquel est branché le circuit redresseur6 constitué par un pont de diodes3 dont la sortie est connectéeà l'entrée d'un régulateur de filtrage 4. La sortie du régulateur 4 est connectéeà l'armature positive d'un condensateur de stockage5 dont la seconde armature està la masse. La tension continue régulée#utile est disponible entre les deux armatures du condensateur5. Lafigure 2 est analogueà laf igure 1 à ceci près qu'un circuit de contre-réaction 7 est connecté entre l'armature positive du condensateur de stockage5 et le circuit oscillant 1,2. Le sous ensemble7 est essentiellement constitué d'une entrée analogique /numérique et fournit en sortie une quantification de la valeur de la tension aux bornes du condensateur de stockage5. Ce signal module le signal aux bornes de la bobine1 et de la capacitéd 'accord 2 et crée par suite une variation du champ électromagnétique qui est détectée par la base représentée sur la figure 3,.Le sous-ensemble7 peut être plus ou moins complexe en fonction de la précisionà obtenir. Conformémentà l'invention, on peut ainsi transmettre le niveau de charge du condensateur de stockage5 à la base de chargement par l'intermédiaire du circuit résonant 1,2.

La figure3 représente, par blocs la base de chargement comprenant de la droite vers la gauche de la figure une bobine10, couplée avec la bobine1 du circuit de stockage, un condensateur d'accord11 monté en parallèle sur la bobine, un étage oscillateur amplificateur comprenant un oscillateur13 suivi d'un driver 12 et un amplificateur démodulateur 14 permet d'amplifier le signal oscillant cet étage étant commandé par un microcontrôleur 15. Le sous- ensemble 14 permet de démoduler le signal de contre-réaction provenant de l'étage7 du circuit de stockage. Le microcontrôleur traite ce signal et le transmetà l'afficheur16. Une liaison17 interrompt le fonctionnement de l'oscillateur un certain temps après que le circuit7 ait signalé que la charge du condensateur5 était maximale, ce qui interrompt la charge de celui-ci.

La figure 4 représente un circuit de remplacement des piles et batteries rechargeables par contact direct.A partir d'une source d'énergie électrique telle quele secteur, la tension du courant est abaissée par un transformateur9 suivi d'un convertisseur courant alternatif /courant continu si nécessaire. La sortie du convertisseur est reliée par l'intermédiaire du régulateur 4à l'armature positive du condensateur de stockage5 à laquelle est également connectée une entrée du circuit de contre-réaction 7.

Dans la description qui précède, il a été fait mention d'une capacité de stockage5 dont la valeur est choisie en fonction de l'utilisation projetée. Il est possible, comme représenté sur les figures5 et6 de remplacer le condensateur par des montages de plusieurs condensateurs en parallèle (Fig.5) ou en série (FIG.6) pour obtenir, comme en soi connu, soit une plus grande capacité ou une plus grande tension d'utilisation.

Les applications de l'invention sont extrêmement nombreuses, le circuit de stockage remplaçant les piles pour toutes les télécommandes, les postes de radio, les téléphones portables, les éclairages de vélo etc.

Alimentéà partir du secteur, la liaison s'effectuant par contact, l'invention trouve une application particulièrement intéressante dans les éclairages de secours.

L'énergie stockée peut provenir de toute source d'électricité adaptée et notamment du secteur, de cellules solaires, d'une dynamo ou alternateur, d'éoliennes etc. Le système constitue, grâceà son régulateur un étage'tampon dans toutes les alimentations Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

Claims

RE-VEND-ICAT-T-ONS 10 Système de stockage d'énergie électrique est caractérisé en ce qu'il comprend une base d'alimentation reliéeà une source d'électricité et un circuit de stockage incluant un régulateur (4) et au moins un condensateur(5) à grande capacité. 20 Système de stockage d'énergie électrique selon la revendication1, caractérisé en ce que le transfert d'énergie entre la base et le circuit de stockage est effectué par induction(1,10), le circuit de stockage incluant un circuit oscillant (1,2), un circuit de redresseur(3) et un régulateur (4). 30 Système de stockage d'énergie électrique selon la revendication1, caractérisé en ce que le transfert d'énergie entre la base et le circuit de stockage est effectué par contact, le condensateur(5) étant alimenté en courant continu. 4'D Système de stockage d'énergie électrique selon la revendication1, caractérisé en ce que un circuit de contre-réaction (7) est connecté entre l'électrode positive du condensateur(5) et un microcontrôleur (15) de la base, un afficheur (16) de celle-ci indiquant l'état de charge du condensateur. 50 Système de stockage d'énergie électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base connectéeà une source d'énergie électrique comprend, lorsque la source délivre un courant alternatif, un transformateur(9), un convertisseur(8) dont une sortie est reliéeà une entrée du régulateur (4)_