FR2852063A1 - Wind turbine for generating wind energy, has set of propellers surrounded by streamline shroud which includes high, low and lateral panels to canalize wind towards propellers in open position - Google Patents
Wind turbine for generating wind energy, has set of propellers surrounded by streamline shroud which includes high, low and lateral panels to canalize wind towards propellers in open position Download PDFInfo
- Publication number
- FR2852063A1 FR2852063A1 FR0302551A FR0302551A FR2852063A1 FR 2852063 A1 FR2852063 A1 FR 2852063A1 FR 0302551 A FR0302551 A FR 0302551A FR 0302551 A FR0302551 A FR 0302551A FR 2852063 A1 FR2852063 A1 FR 2852063A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- wind
- fact
- energy
- propellers
- waves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/12—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing kinetic energy, e.g. using flywheels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne des systèmes destinés à capter l'énergie duThe present invention relates to systems for capturing energy from
vent.wind.
Cette énergie est dispensée sur l'ensemble de la planète mais de façon irrégulière dans le temps. Une installation qui doit la recueillir ne peut être dimensionnée pour fonctionner avec le vent maximum susceptible de se produire à l'endroit de son 5 implantation car le coût serait prohibitif Sur les côtes nord ouest de la France, par exemple, on a enregistré des vents atteignant 250 km/h. La moyenne des vitesses de vent est d'environ 36 km/h t soit 10 m/s - C'est ce dernier chiffre qui permettra d'estimer la puissance moyenne et donc le nombre global de kilowatt/heure que l'installation pourra fournir dans l'année. Par contre les installations doivent l o mécaniquement résister aux vents extrêmes. This energy is distributed throughout the planet but irregularly over time. An installation which must collect it cannot be dimensioned to operate with the maximum wind likely to occur at the location of its 5 implantation because the cost would be prohibitive On the north west coasts of France, for example, winds have been recorded reaching 250 km / h. The average wind speed is around 36 km / ht or 10 m / s - It is this last figure which will allow us to estimate the average power and therefore the overall number of kilowatt / hours that the installation will be able to supply in year. On the other hand, the installations must mechanically withstand extreme winds.
Si l'on considère la surface S d'interception du vent par une éolienne, le volume d'air traversant cette section en une seconde est de S x v, v étant la vitesse du vent. La masse spécifique de l'air (au niveau du sol et à la température ambiante) étant de 1,29 kg par mètre cube, la masse d'air traversant la section S en l seconde est donc de 1,29 1 5 x S x v. Il s'en suit que l'énergie cinétique de cette masse d'air est E = l / 2 x 1,29 x S x v3. Pour une éolienne en forme d'hélice (en général tripale dans la technique actuelle) la section S est celle du cercle contenant l'hélice. A titre d'exemple une hélice de 76 mètres de diamètre (existante en France), soit S = 4500 m2 verra passer dans son cercle circonscrit, avec le vent moyen de 10 m/s, une masse d'air de 4500 x 10 x 1,29 = 58000 20 kg par seconde. L'énergie cinétique pour chaque seconde, c'est à dire la puissance correspondante vaut E = x 58000 x 102 = 2,9 x 106 soit 2,9 MW. Malheureusement l'hélice ne pourra recueillir toute cette énergie pour deux raisons - D'une part l'éolienne constituant une obstacle dans la veine d'air, une partie des filets d'air contournent l'éolienne, provoquant une certaine diminution de la vitesse 25 régnant dans les filets d'air traversant la section S. - D'autre part une partie des filets d'air traverse la section S entre les secteurs balayés par les pales. Bien qu'ils contribuent à la forme du champ aérodynamique autour des pales, ces filets d'air sont loin de céder à celles-ci la totalité de leur énergie cinétique. L'énergie recueillie par une éolienne provient en effet uniquement de 30 l'énergie cinétique de la veine d'air. Il n'y a pas d'énergie thermodynamique recueillie puisqu'en aval de l'éolienne, la pression reste la pression atmosphérique et qu'il n'y a donc pas eu de phénomène de détente. Les études théoriques de RANKINE-FROUDE ont montré qu'une hélice éolienne a une possibilité de récupération de l'énergie cinétique de la veine d'air qui la traverse de 60 % au maximum. - 2 If we consider the surface S of wind interception by a wind turbine, the volume of air passing through this section in one second is S x v, v being the wind speed. The specific mass of air (at ground level and at room temperature) being 1.29 kg per cubic meter, the mass of air passing through section S in l seconds is therefore 1.29 1 5 x S x v. It follows that the kinetic energy of this air mass is E = l / 2 x 1.29 x S x v3. For a wind turbine in the shape of a propeller (generally three-bladed in the current technique) section S is that of the circle containing the propeller. As an example, a propeller 76 meters in diameter (existing in France), i.e. S = 4500 m2, will see passing in its circumscribed circle, with the average wind of 10 m / s, an air mass of 4500 x 10 x 1.29 = 58,000 20 kg per second. The kinetic energy for each second, i.e. the corresponding power is equal to E = x 58,000 x 102 = 2.9 x 106 or 2.9 MW. Unfortunately the propeller will not be able to collect all this energy for two reasons - On the one hand the wind turbine constituting an obstacle in the air stream, part of the air streams bypass the wind turbine, causing a certain reduction in speed 25 prevailing in the air streams passing through section S. - On the other hand, part of the air streams crossing section S between the sectors swept by the blades. Although they contribute to the shape of the aerodynamic field around the blades, these air streams are far from yielding to them all of their kinetic energy. The energy collected by a wind turbine in fact comes only from the kinetic energy of the air stream. There is no thermodynamic energy collected since downstream of the wind turbine, the pressure remains atmospheric pressure and there has therefore been no expansion phenomenon. The theoretical studies of RANKINE-FROUDE have shown that a wind propeller has a possibility of recovering the kinetic energy of the air stream passing through it by a maximum of 60%. - 2
On peut estimer que selon les configurations plus ou moins optimales des hélices et de leurs angles d'attaque, la part utilisée de l'énergie cinétique de la veine d'air de section S est de 20 à 30 pour cent seulement selon les conditions de vent. We can estimate that according to the more or less optimal configurations of the propellers and their angles of attack, the used part of the kinetic energy of the air stream of section S is only 20 to 30 percent according to the conditions of wind.
Par ailleurs l'impact visuel d'une hélice éolienne placée sur un mât de grande 5 hauteur (en France jusqu'à 125 m) est très important. Les meilleurs sites se trouvant en bord de mer, ou sur des hauteurs, il serait catastrophique pour l'environnement de couvrir d'hélices gigantesques des sites touristiques remarquables de mer ou de montagne. Placer des éoliennes sur des coques flottant en mer est une idée très ancienne, de nombreux bateaux de plaisance obtiennent ainsi leu électricité de façon 0 o très utile, surtout quand ils sont en mouillage forain. Placer de grandes éoliennes sur des barges ancrées assez loin des côtes permettra de s'affranchir d'un impact visuel néfaste. Furthermore, the visual impact of a wind propeller placed on a tall mast 5 (in France up to 125 m) is very significant. The best sites being by the sea, or on heights, it would be catastrophic for the environment to cover gigantic propellers of remarkable tourist sites of sea or mountain. Placing wind turbines on hulls floating at sea is a very old idea, many pleasure boats thus obtain their electricity in a very useful way, especially when they are in fairground mooring. Placing large wind turbines on barges anchored far enough from the coast will overcome a harmful visual impact.
Que ce soit à terre ou sur des barges en mer, pour obtenir la plus grande efficacité et donc le moindre coût, il y a intérêt à convertir en énergie utilisable la plus grande 1 5 part possible de l'énergie cinétique de la veine d'air se présentant devant l'éolienne. Whether on land or on barges at sea, to obtain the greatest efficiency and therefore the lowest cost, there is an interest in converting as much of the kinetic energy of the vein into usable energy. air appearing in front of the wind turbine.
Les procédés suivant la présente invention remédient aux inconvénients cités plus haut. Ils sont applicables à des installations implantés sur la croûte terrestre aussi bien que sur des barges flottantes ancrées en mer. The methods according to the present invention overcome the disadvantages mentioned above. They are applicable to installations located on the earth's crust as well as on floating barges anchored at sea.
Ces procédés permettent une meilleure efficacité tout en améliorant les problèmes 20 de pollution visuelle et de tenue aux vents extrêmes. Ils sont applicables à des installations fixes sur la terre ferme ou implantés sur le fond de la mer quand celle-ci est peu profonde aussi bien qu'à des installations sur barges flottantes ancrées en mer. These methods allow better efficiency while improving the problems of visual pollution and resistance to extreme winds. They are applicable to fixed installations on land or located on the seabed when the sea is shallow as well as to installations on floating barges anchored at sea.
L'invention a pour caractéristique principale le fait que les parties tournantes de l'éolienne sont entourée d'un carénage au dessus, sur les côtés et au dessous de façon à 2 5 canaliser l'air dans une sorte d'entonnoir provoquant un effet de Venturi. Ce carénage est composé, avantageusement selon l'invention, d'une partie fixe entourant immédiatement les parties tournantes et de panneaux articulés ajoutés à la partie fixe du carénage, pouvant grâce à des asservissements, prendre toutes les positions depuis grandes ouvertes jusqu'à complètement fermées, en cas de vents excessifs pour 3 0 protéger les parties tournantes. The main characteristic of the invention is that the rotating parts of the wind turbine are surrounded by a fairing above, on the sides and below so as to channel the air into a sort of funnel causing an effect. of Venturi. This fairing is composed, advantageously according to the invention, of a fixed part immediately surrounding the rotating parts and of hinged panels added to the fixed part of the fairing, which can, thanks to servo-control, take all positions from wide open to completely closed, in case of excessive winds to protect the rotating parts.
Toujours selon l'invention les hélices classique peuvent alors être remplacées par des turbines à grand nombre d'aubes. Plusieurs hélices ou turbines peuvent être disposées côte à côte dans le fond de l'entonnoir constitué par le carénage. Selon l'invention également, ces hélices ou turbines peuvent être remplacées par des moulins à axes perpendiculaiA-es à la direction du vent. Still according to the invention, the conventional propellers can then be replaced by turbines with a large number of blades. Several propellers or turbines can be placed side by side in the bottom of the funnel formed by the fairing. According to the invention also, these propellers or turbines can be replaced by mills with axes perpendicular to the direction of the wind.
Selon l'invention également toutes les installations décrites ci-dessus peuvent être disposées sur une plate forme terrestre pouvant tourner autour d'un pivot pour être toujours face au vent ou sur une barge flottante pouvant tourner autour de son point 5 d'ancrage. Toujours selon l'invention les installations comportent un empennage permettant de les maintenir face au vent. Dans le cas de barges en mer, elles peuvent comporter de plus, sur l'avant, un dispositif de récupération de l'énergie des vagues. According to the invention also all the installations described above can be arranged on a terrestrial platform which can rotate around a pivot so as to always be facing the wind or on a floating barge which can rotate around its anchoring point. Still according to the invention, the installations comprise a tail unit making it possible to keep them facing the wind. In the case of barges at sea, they may also include, on the bow, a device for recovering the energy of the waves.
Enfin, elles peuvent avoir à bord des volants d'inertie permettant de stocker l'énergie. Finally, they may have flywheels on board allowing energy to be stored.
Sur la planche l: 10o La figure 1 représente une vue en coupe de l'invention. On board l: 10o FIG. 1 represents a sectional view of the invention.
La figure 2 est une vue de face o plusieurs hélices, ou turbines, sont disposées côte à côte. Figure 2 is a front view o several propellers, or turbines, are arranged side by side.
La figure 3 est une vue en coupe d'une installation selon l'invention montée sur une barge ancrée en mer. Figure 3 is a sectional view of an installation according to the invention mounted on a barge anchored at sea.
1 5 La figure 4 est une vue en coupe d'une installation selon l'invention o la partie tournante est un moulin à axe horizontal. 1 5 Figure 4 is a sectional view of an installation according to the invention where the rotating part is a mill with a horizontal axis.
La figure 5 est une vue de profil d'une installation selon l'invention avec les panneaux supérieurs et inférieurs partiellement rabattus. Figure 5 is a side view of an installation according to the invention with the upper and lower panels partially folded.
La figure 6 est une vue en coupe d'un système de récupération de l'énergie des vagues 20 par remplissage de bassins. Figure 6 is a sectional view of a wave energy recovery system 20 by filling basins.
La figure 7 est une vue en coupe d'un système de récupération de l'énergie des vagues à l'aide de flotteurs en boutde bras articulés. Figure 7 is a sectional view of a wave energy recovery system using floats at the end of articulated arms.
En référence à ces dessins, les systèmes selon l'invention comportent des parties tournantes (1), entourées d'un carénage fixe (2) sur lequel peuvent être attachés des 2 5 panneaux supérieurs (3) par des articulations (4), des panneaux latéraux (5) par des articulations (6) et des panneaux inférieurs (7) par des articulations (8). Tout cet ensemble forme un entonnoir canalisant l'air vers les parties tournantes en l'accélérant par effet Venturi. With reference to these drawings, the systems according to the invention comprise rotating parts (1), surrounded by a fixed fairing (2) to which upper panels (3) can be attached by articulations (4), side panels (5) by joints (6) and bottom panels (7) by joints (8). This whole assembly forms a funnel channeling the air towards the rotating parts by accelerating it by the Venturi effect.
Dans le cas o, pour les parties tournantes (1), la technique adoptée est l'hélice, 30 plusieurs de celles-ci, toujours selon l'invention, peuvent être groupées côte à côte comme sur la figure 2. La ou les hélices (1), se trouvant maintenant à l'intérieur d'une veine canalisée o la vitesse de l'air est plus grande qu'à l'air libre, peuvent voir leur nombre de pales augmenté et devenir des aubes (9), le système relevant alors selon l'invention de la technique des turbines. - 4 In the case where, for the rotating parts (1), the technique adopted is the propeller, several of these, still according to the invention, can be grouped side by side as in FIG. 2. The propeller (s) (1), now being inside a channeled vein where the air speed is greater than in the open air, can see their number of blades increased and become blades (9), the system according to the invention then according to the turbine technique. - 4
Quand l'installation est terrestre, c'est à dire fixée soit sur la terre ferme, soit sur le fond marin, la plate-forme (1 O)qui la supporte, est avantageusement montée sur un pivot (11) pour être orientée face au vent, soit au moyen d'un asservissement contrôlé par un capteur de la direction du vent, soit toujours selon l'invention, par un empennage vertical (12). When the installation is terrestrial, that is to say fixed either on dry land or on the seabed, the platform (1 O) which supports it, is advantageously mounted on a pivot (11) to be oriented facing in the wind, either by means of a servo controlled by a wind direction sensor, or still according to the invention, by a vertical tail (12).
Quand la plate-forme (10) supportant l'installation est montée sur une barge flottante (13), elle est capable de s'orienter face au vent en tournant autour de son point d'ancrage (14) comportant un tourillon grâce également selon l'invention, comme cidessus, à un empennage vertical (12). Ces empennages peuvent, avantageusement selon 10 l'invention, que l'installation soit sur pivots ou sur barges flottantes, être équipés de gouvernes mobiles (15) d'axe vertical (16) permettant d'augmenter la rotation dans le cas o l'alignement face au vent est contrarié par des oscillations en lacet dues aux résonances aérodynamiques ou par un courant marin (courant de marée par exemple). When the platform (10) supporting the installation is mounted on a floating barge (13), it is able to orient itself facing the wind by turning around its anchor point (14) comprising a journal also thanks to the invention, as above, to a vertical tail (12). These empennages can, advantageously according to the invention, whether the installation is on pivots or on floating barges, be fitted with movable control surfaces (15) with vertical axis (16) making it possible to increase the rotation in the case where the Windward alignment is thwarted by yaw oscillations due to aerodynamic resonances or by a sea current (tidal current for example).
Il est avantageux que le point d'ancrage (14) d'une barge se déplace le moins possible, 1 s pour pouvoir rapprocher les barges les unes des autres. Pour ce faire plusieurs ancres ou corps morts (17) peuvent être disposés sur le fond de la mer de façon circulaire, le tourillon (14) permettant à la barge de tourner autour de son point d'ancrage. It is advantageous that the anchor point (14) of a barge moves as little as possible, 1 s in order to be able to bring the barges closer to one another. To do this, several anchors or dead bodies (17) can be arranged on the bottom of the sea in a circular manner, the pin (14) allowing the barge to rotate around its anchor point.
Sans que cela soit limitatif les panneaux supérieurs (3) et les panneaux inférieurs (7) peuvent se rabattre comme montré sur la figure 5 pour protéger les parties 20 tournantes (1) en les masquant partiellement ou totalement en cas de très fort vent. Les parties latérales (5) peuvent être également mobiles et se rabattre vers l'avant ou s'effacer vers l'arrière, comme encore montré sur la figure 5. La traînée aérodynamique de l'ensemble se trouve réduite ce qui diminue les efforts sur les ancrages, maritimes ou terrestres. Without being limiting, the upper panels (3) and the lower panels (7) can be folded down as shown in FIG. 5 to protect the rotating parts (1) by partially or totally masking them in the event of very strong wind. The lateral parts (5) can also be mobile and fold back towards the front or disappear towards the rear, as also shown in FIG. 5. The aerodynamic drag of the assembly is reduced, which reduces the forces on anchorages, sea or land.
Dans ce qui a été exposé ci-dessus les parties tournantes (1) évoquées étaient des hélices ou des turbines. Selon une variante de l'invention la technique du récepteur d'énergie peut être celle d'un moulin à axe horizontal ou vertical. La figure 4 est une coupe verticale d'un tel moulin. Les aubes telles que celles indiquées (18) sur cette figure 4 ont un profil d'aile l'avion, adapté aux faibles vitesses d'écoulement d'air 30 qui est le domaine de travail des éoliennes. Avantageusement, selon l'invention, ces ailes peuvent être à forte courbure sans que cela soit limitatif L'avantage d'un tel moulin est de mieux utiliser l'espace, permettant des installations moins hautes et plus compactes, ce qui diminue l'impact visuel pour des installations terrestres, d'autant - 5 plus que, peintes en façon camouflage, elles peuvent apparaitre comme des mouvements de terrain. Fn nmer l" traînée est diminuée: Avantageusemeëit, sefon l'inventiôn-, l'angle d'attaque les différentes aubes du moulin peut être ajusté de façon optimale suivant leurs différentes positions durant la 5 rotation, en orientant la corde de chaque aile constituant ces aubes. Cette orientation peut se faire soit en faisant tourner toute l'aile au tour d'un axe (19) situé au foyer de poussée de l'aile, c'est à dire à environ 25 % de la corde, soit en la munissant de volets hypersustentateurs (20) dont le braquage peut être ajusté, soit en effectuant les deux opérations à la fois. Le contrôle de ces angles peut être obtenu soit par un l o asservissement piloté par des capteurs de direction de filets d'air, soit par un ensemble de tringles analogues à celui communément appelé " araignée " qui contrôlent l'angle d'attaque des pales d'hélicoptère. In what has been explained above, the rotating parts (1) mentioned were propellers or turbines. According to a variant of the invention, the technique of the energy receiver can be that of a mill with a horizontal or vertical axis. Figure 4 is a vertical section of such a mill. The blades such as those indicated (18) in this FIG. 4 have an airplane wing profile, adapted to the low air flow speeds 30 which is the field of work of wind turbines. Advantageously, according to the invention, these wings can be of strong curvature without this being limiting. The advantage of such a mill is to make better use of the space, allowing installations that are lower and more compact, which reduces the impact. visual for terrestrial installations, all the more so since, painted in camouflage fashion, they can appear as ground movements. Finally the drag is reduced: Advantageously, according to the invention, the angle of attack of the different blades of the mill can be optimally adjusted according to their different positions during the rotation, by orienting the cord of each wing constituting These vanes. This orientation can be done either by rotating the whole wing around an axis (19) located at the thrust point of the wing, that is to say about 25% of the chord, or by providing it with high lift flaps (20), the deflection of which can be adjusted, either by carrying out the two operations at the same time. Control of these angles can be obtained either by a servo control controlled by air direction sensors, either by a set of rods similar to that commonly called a “spider” which controls the angle of attack of the helicopter blades.
Pour éviter les trop grandes flexions des aubes, un moulin peut être sectionné en tronçons portés par des paliers intermédiaires. Pour alléger la construction plusieurs 5 s moulins à axes horizontaux peuvent être superposés; de même plusieurs moulins à axes verticaux peuvent placés côte à côte. To avoid excessive bending of the blades, a mill can be sectioned into sections carried by intermediate bearings. To lighten the construction, several 5 s mills with horizontal axes can be superimposed; similarly several mills with vertical axes can be placed side by side.
Lorsque l'éolienne, suivant l'une quelconque des variantes de l'invention, est installée sur une barge flottant en mer, par forte tempête, avec des vents tourbillonnants, les efforts traversiers sur le dispositif éolienlui-même avec son 20 carénage ainsi que sur l'empennage vertical (12), forcément de grande dimension, pourraient faire chavirer la barge. Pour contrer le couple de chavirement d'une telle barge, celle-ci peut être munie, selon l'invention, d'un lest (21) au bout d'une quille (22), la masse et la profondeur sous la coque étant calculées pour fournir un couple de redressement suffisant pour contrer le couple de chavirement pour les vents traversiers 5 extrêmes. Ce lest à grande profondeur induisant un tirant d'eau très grand, il peut, toujours selon l'invention, être rétractable pour permettre à la barge de naviguer en eaux peu profondes lors de son lancement ou pour les opérations de carénage. When the wind turbine, according to any one of the variants of the invention, is installed on a barge floating in the sea, in strong storms, with swirling winds, the transverse forces on the wind power device itself with its fairing as well as on the vertical tail (12), necessarily large, could capsize the barge. To counter the capsizing torque of such a barge, it can be provided, according to the invention, with a ballast (21) at the end of a keel (22), the mass and the depth under the hull being calculated to provide sufficient righting torque to counter the capsizing torque for extreme 5 crosswinds. This ballast at great depth inducing a very large draft, it can, still according to the invention, be retractable to allow the barge to navigate in shallow water when it is launched or for fairing operations.
C'est ainsi qu'une barge présentant une surface au vent traversier de 5000 m2 avec un centre de poussé à 70 m de haut, pour une composante latérale du vent de 80 30 noeuds, donnant une force de 1000 N/m2, subira un couple chavirage de 5000 x 70 x 1000 = 35.107 Newton x mètre. Au bout d'une quille (22) de 35 m le lest devra donc être approximativement de 1000 tonnes. Avantageusement du point de vue économique, ce lest pourra être en béton. - 6 Thus a barge with a crosswind surface of 5000 m2 with a thrust center at 70 m high, for a lateral component of the wind of 80 30 knots, giving a force of 1000 N / m2, will undergo a capsizing torque of 5000 x 70 x 1000 = 35.107 Newton x meter. At the end of a 35 m keel (22) the ballast should therefore be approximately 1000 tonnes. Advantageously from the economic point of view, this ballast can be made of concrete. - 6
Quelque soit leur technique, les parties mobiles (1) entraînent des générateurs électriques (23). L'énergie électrique peut être évacuée soit en courant alternatif après élévation de tension par des transformateurs, soit en courant continu. Whatever their technique, the moving parts (1) drive electric generators (23). Electrical energy can be removed either by alternating current after voltage rise by transformers, or by direct current.
Un avantage supplémentaire de l'invention réside dans le fait que par très fort 5 vent, on peut positionner les panneaux (3) et (7) de façon à ne présenter qu'une faible ouverture et continuer ainsi à produire de l'énergie, alors que dans les solutions anciennes, on est obligé de stopper l'installation et de mettre les pales des hélices en drapeau. An additional advantage of the invention resides in the fact that in very strong winds, the panels (3) and (7) can be positioned so as to have only a small opening and thus continue to produce energy, whereas in the old solutions, we are forced to stop the installation and to feather the propeller blades.
Toujours selon l'invention, lorsque l'installation est placée sur la surface de la i 0 mer, soit implantée en eau peu profonde, soit posée sur une barge flottante, elle peut avantageusement être munie à l'avant d'un système (24) de récupération de l'énergie des vagues. Ce système, sans que cela soit limitatif, peut être constitué par une série de bassins (25) placés à différentes hauteurs. Des plaques obturatrices (26) sont positionnées par des asservissements à la hauteur optimale pour que ce soit le bassin le t 5 plus élevé possible qui soit rempli par les vagues. Des clapets anti-retour (27) empêchent l'eau de ressortir des bassins. Un pan incliné (28) permet aux vagues de s'élancer vers le haut. L'eau s'écoule ensuite des bassins à travers des turbines (29) entraînant des générateurs électriques (30). Still according to the invention, when the installation is placed on the surface of the sea, either located in shallow water, or placed on a floating barge, it can advantageously be fitted at the front with a system (24 ) recovery of wave energy. This system, without being limiting, can be constituted by a series of basins (25) placed at different heights. Sealing plates (26) are positioned by servos at the optimum height so that it is the highest possible t 5 pool which is filled by the waves. Non-return valves (27) prevent water from leaving the basins. A tilted pan (28) allows the waves to rush up. The water then flows from the basins through turbines (29) driving electric generators (30).
Toujours selon l'invention et sans que cela soit limitatif, un autre système 2 0 possible de récupération de l'énergie des vagues est constitué de flotteurs (31) tenus par des bras (32). Le mouvemnent alternatif engendré par la montée et descente des flotteurs dans les vagues est récupéré soit par un embiellage soit par un système de crémaillères pour entraîner en rotation des générateurs (30). Still according to the invention and without being limiting, another possible system for recovering wave energy consists of floats (31) held by arms (32). The alternating movement generated by the raising and lowering of the floats in the waves is recovered either by a connecting rod assembly or by a rack system to drive the generators in rotation (30).
Toujours selon l'invention la plate forme (10) peut porter un volant d'inertie 2 5 (33) permettant de stocker l'énergie pour la restituer à des moments opportuns. Still according to the invention, the platform (10) can carry a flywheel 25 (33) enabling energy to be stored in order to restore it at appropriate times.
Dans le cas d'une barge en mer, pour évacuer l'énergie électrique produite par l'éolienne, par le système de récupération de l'eau des vagues ou encore soutirée du volant d'inertie, un câble électrique peut, selon l'invention, sortir par le tourillon d'amarrage (14),ce qui permet à la barge de tourner suivant le vent sans contraindre le 3 O câble électrique. In the case of a barge at sea, to evacuate the electrical energy produced by the wind turbine, by the system for recovering water from waves or else drawn from the flywheel, an electric cable can, depending on the invention, exit by the mooring pin (14), which allows the barge to turn according to the wind without constraining the 3 O electric cable.
Une autre solution, toujours selon l'invention, pour évacuer l'énergie cidessus, est de la transformer à bord de la plate-f orme (10) en hydrogène, par électrolyse, par exemple, sans que cela soit limitatif. Another solution, still according to the invention, for evacuating the above energy, is to transform it on board the platform (10) into hydrogen, by electrolysis, for example, without this being limiting.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0302551A FR2852063B1 (en) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | SYSTEM FOR CAPTURING WIND ENERGY |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0302551A FR2852063B1 (en) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | SYSTEM FOR CAPTURING WIND ENERGY |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2852063A1 true FR2852063A1 (en) | 2004-09-10 |
FR2852063B1 FR2852063B1 (en) | 2008-02-08 |
Family
ID=32865184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR0302551A Expired - Fee Related FR2852063B1 (en) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | SYSTEM FOR CAPTURING WIND ENERGY |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2852063B1 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2890706A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-03-16 | Der Putten Theodore Johan Van | Converter of wind energy into electricity has series of linked air screws connected by horizontal shafts to transmission shafts |
FR2909138A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-30 | Tech Sub Ind Environnement Sar | WIND AERATOR |
WO2008095265A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Filho, Cesar Peduti | Wind collector for generating power |
FR2923555A1 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-15 | Antoine Liminana | Energy producing device for use on system in e.g. building, has energy producing module placed at interior of channel to receive concentrated fluid, where fluid is evacuated by fluid exhaust zone |
GB2461772A (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-20 | Shih H Chen | Floating power generator with multiple shrouded wind turbines |
FR2954268A1 (en) | 2009-12-23 | 2011-06-24 | Inst Francais Du Petrole | Barge i.e. fuel oil tank, for producing wind energy and water, has wind energy concentrator device whose outlet is communicated with inlet of condensation element comprising venturi throats mounted in parallel |
US7973420B2 (en) | 2008-04-26 | 2011-07-05 | ViewTek2 LLC | Energy storage |
CN102261312A (en) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | 冯以张 | Air-inflow geared-up horizontal shaft wind turbine generating set |
EP2236816A3 (en) * | 2009-03-31 | 2012-03-07 | EA Energiearchitektur GmbH | Small wind power assembly |
ES2546231A1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-21 | Vicente María GAMON POLO | Air concentrator device for driving wind turbines (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
EP3388664A1 (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-17 | XEMC Darwind BV | Buoyant structure carrying wind turbines |
IT201800006389A1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-02-27 | Enrico Rosetta | Wind turbine with two impellers, one for strong wind, with automatic and progressive strong wind safeguards. |
FR3120923A1 (en) * | 2021-03-20 | 2022-09-23 | Edmond Thuries | Horizontal Wind Turbine with Guided Airflow |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB149556A (en) * | 1919-10-27 | 1920-08-19 | Antonino Piraino De Corradi | Improved means for electrolysing water |
DE911840C (en) * | 1951-07-28 | 1954-05-20 | Georg Braun | Wind power machine |
US4288704A (en) * | 1978-12-19 | 1981-09-08 | Bosard James H | Wind driven generator with blade protecting means |
EP0045264A2 (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-03 | Megatec - Industrie | Wind driven electric generator |
WO1983001279A1 (en) * | 1981-10-05 | 1983-04-14 | Martin Denev | Inflatable device for concentration of wind power |
FR2514833A1 (en) * | 1981-10-19 | 1983-04-22 | Greze Andre | Ducted wind driven turbine - has pivoting vanes in convergent inlet to control turbine speed |
WO1994025750A1 (en) * | 1993-05-03 | 1994-11-10 | Nonox Engineering Ab | Windmill |
US5451138A (en) * | 1994-01-11 | 1995-09-19 | Northeastern University | Unidirecional reaction turbine operable under reversible fluid from flow |
DE20109480U1 (en) * | 2001-06-07 | 2001-10-25 | Kusan Kristian | Wind turbine with wind turbine with diffuser |
-
2003
- 2003-03-03 FR FR0302551A patent/FR2852063B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB149556A (en) * | 1919-10-27 | 1920-08-19 | Antonino Piraino De Corradi | Improved means for electrolysing water |
DE911840C (en) * | 1951-07-28 | 1954-05-20 | Georg Braun | Wind power machine |
US4288704A (en) * | 1978-12-19 | 1981-09-08 | Bosard James H | Wind driven generator with blade protecting means |
EP0045264A2 (en) * | 1980-07-29 | 1982-02-03 | Megatec - Industrie | Wind driven electric generator |
WO1983001279A1 (en) * | 1981-10-05 | 1983-04-14 | Martin Denev | Inflatable device for concentration of wind power |
FR2514833A1 (en) * | 1981-10-19 | 1983-04-22 | Greze Andre | Ducted wind driven turbine - has pivoting vanes in convergent inlet to control turbine speed |
WO1994025750A1 (en) * | 1993-05-03 | 1994-11-10 | Nonox Engineering Ab | Windmill |
US5451138A (en) * | 1994-01-11 | 1995-09-19 | Northeastern University | Unidirecional reaction turbine operable under reversible fluid from flow |
DE20109480U1 (en) * | 2001-06-07 | 2001-10-25 | Kusan Kristian | Wind turbine with wind turbine with diffuser |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2890706A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-03-16 | Der Putten Theodore Johan Van | Converter of wind energy into electricity has series of linked air screws connected by horizontal shafts to transmission shafts |
FR2909138A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-30 | Tech Sub Ind Environnement Sar | WIND AERATOR |
WO2008065285A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Tech Sub Industrie Environnement | Wind-powered aerator |
WO2008095265A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Filho, Cesar Peduti | Wind collector for generating power |
FR2923555A1 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-15 | Antoine Liminana | Energy producing device for use on system in e.g. building, has energy producing module placed at interior of channel to receive concentrated fluid, where fluid is evacuated by fluid exhaust zone |
US7973420B2 (en) | 2008-04-26 | 2011-07-05 | ViewTek2 LLC | Energy storage |
GB2461772A (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-20 | Shih H Chen | Floating power generator with multiple shrouded wind turbines |
EP2236816A3 (en) * | 2009-03-31 | 2012-03-07 | EA Energiearchitektur GmbH | Small wind power assembly |
FR2954268A1 (en) | 2009-12-23 | 2011-06-24 | Inst Francais Du Petrole | Barge i.e. fuel oil tank, for producing wind energy and water, has wind energy concentrator device whose outlet is communicated with inlet of condensation element comprising venturi throats mounted in parallel |
CN102261312A (en) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | 冯以张 | Air-inflow geared-up horizontal shaft wind turbine generating set |
ES2546231A1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-21 | Vicente María GAMON POLO | Air concentrator device for driving wind turbines (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
EP3388664A1 (en) * | 2017-04-11 | 2018-10-17 | XEMC Darwind BV | Buoyant structure carrying wind turbines |
IT201800006389A1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-02-27 | Enrico Rosetta | Wind turbine with two impellers, one for strong wind, with automatic and progressive strong wind safeguards. |
FR3120923A1 (en) * | 2021-03-20 | 2022-09-23 | Edmond Thuries | Horizontal Wind Turbine with Guided Airflow |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2852063B1 (en) | 2008-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102171443B (en) | Platform for generating electricity from flowing fluid using generally prolate turbine | |
US20100233919A1 (en) | Check valve turbine | |
FR2852063A1 (en) | Wind turbine for generating wind energy, has set of propellers surrounded by streamline shroud which includes high, low and lateral panels to canalize wind towards propellers in open position | |
AU2020388648B2 (en) | Systems and methods for rain cloud initiation | |
EP2906818B1 (en) | Wind turbine on a spar floating structure with two rotors on a v-shaped support structure | |
WO2012066223A1 (en) | Installation and method for exploiting wind energy | |
EP0024998A1 (en) | System for propelling water-borne vessels with the aid of winds and currents and optional recovery of energy | |
FR2488658A1 (en) | VERTICAL TURBINE WIND POWER PLANT | |
US20070269305A1 (en) | Waterborne power generator | |
FR2997135A1 (en) | FLOATING HYDROLIENNE | |
EP2087231A1 (en) | Wave energy recovery device | |
FR2908479A1 (en) | Wave energy collecting device for producing electric energy, has pivot to orient platform housing annexed installations, motivators comprising energy transformation system at front of platform, and cable passing through pivot or trunnion | |
RU2345248C2 (en) | Method for utilisation of medium flow energy and power complex for its realisation | |
CA2696758A1 (en) | Vertical axis turbine compatible with wind turbines and marine current turbines | |
FR3028895A1 (en) | DEVICE FOR GENERATING ENERGY OF WIND TYPE. | |
FR2864586A1 (en) | Ocean wave vertical energy capturing device for hydroelectric turbine, has rectangular floating platform buoy subjected to oscillation-pivoting inclinations around its vertical axis by oscillations of roll and pitch of ocean wave | |
WO2010130947A2 (en) | Wind turbine with a rotational axis perpendicular to the direction of the wind | |
WO2015055962A1 (en) | Compact floating hydroelectric plant | |
KR20210022665A (en) | Wind turbine, heat pump, energy storage, and heat transfer systems and methods | |
EP4116182B1 (en) | Ship and system adapted for collection of distant windpower | |
FR2607557A1 (en) | Device actuating moving bodies using wind energy | |
SK822022U1 (en) | Multi-rotor wind energy system | |
WO2014198630A1 (en) | Variable lift airship and method for controlling such a variable lift airship | |
FR2975445A1 (en) | Circumferential drive aerogenerator for mass production of electricity on high seas, has fulcrum formed by support of rotor, and aerogenerator jointly relieving aerogenerator with bearing structure and airborne aerogenerator | |
FR2914905A1 (en) | Transporting vehicle e.g. hydro-airship, for e.g. freight, has floats provided with hydrofoils, and inflated balloon filled with gas, where balloon is lighter than air and is associated with structure floating on water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20161130 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
RN | Application for restoration |
Effective date: 20170217 |
|
FC | Decision of inpi director general to approve request for restoration |
Effective date: 20170411 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |