FR2893959A1

FR2893959A1 - Machine de production d'eau a partir d'energie eolienne

Info

Publication number: FR2893959A1
Application number: FR0512052A
Authority: FR
Inventors: Marc Hugues Parent
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2007-06-01
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: FR2893959B1; WO2007063208A1; CN101316969A; US20080289352A1; EP1960606A1; IL191324A; CN101316969B; AU2006319085A1; AU2006319085B2; US8820107B2

Abstract

La présente invention concerne une machine éolienne de production d'eau (1) par condensation, comportant un rotor éolien (3) et une unité de déshumidification (6) de l'air supportés par une tour (4) ancrée au sol, ladite unité de déshumidification comportant au moins un compresseur frigorifique (7), au moins un condenseur (8), et au moins un évaporateur (9) reliés entre eux par un circuit de fluide réfrigérant incorporant un moyen de détente dudit fluide, ladite machine comportant en outre des moyens de récupération et de stockage de vapeur d'eau condensée. Conformément à l'invention, la machine éolienne (1) comporte au moins un moyen de production d'énergie électrique (5, 51) couplé mécaniquement audit rotor éolien et un dispositif de stockage et de restitution de l'énergie électrique (13) ainsi produite, le(s) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique et ledit dispositif de stockage étant connectés entre eux et à ladite unité de déshumidification pour permettre son fonctionnement en continu indépendamment de l'énergie éolienne disponible pour entraîner ledit rotor.

Description

MACHINE DE PRODUCTION D'EAU À PARTIR D'ENERGIE EOLIENNE La présente

invention concerne une machine de production d'eau par condensation de vapeur d'eau contenu dans l'air, fonctionnant par énergie éolienne. Une machine de ce type a fait l'objet de la demande de brevet français FR 2 833 044 au nom de la demanderesse. La machine décrite dans ce document comporte un rotor éolien entraînant un compresseur frigorifique alimentant un condenseur et un évaporateur permettant de condenser la vapeur d'eau contenue dans l'air et de la récupérer sous forme d'eau qui est, par la suite, stockée et filtrée pour une utilisation ultérieure. Le document WO 2004/099685 Al décrit également une machine de production d'eau par utilisation d'énergie éolienne, laquelle comporte des moyens de régulation de la pression de fluide réfrigérant en fonction du débit de ce fluide dans l'évaporateur, ainsi que des moyens de régulation du débit d'air entrant dans l'évaporateur en fonction de la température optimale de condensation. Les machines décrites dans les deux documents cités précédemment permettent de produire de l'eau douce par condensation de vapeur d'eau contenue dans l'air, de façon satisfaisante et avec un rendement énergétique correct dans des conditions de vent et d'hygrométrie régulières. Toutefois, celles-ci ne peuvent fonctionner que lorsque le vent, et donc l'énergie éolienne, est suffisamment important et constant pour permettre l'entraînement du rotor éolien et ainsi le fonctionnement du compresseur frigorifique alimentant l'évaporateur de la machine en fluide réfrigérant pour condenser la vapeur d'eau contenue dans l'air. En revanche, lorsque le vent est irrégulier, cela entraîne des ralentissements et même parfois des arrêts du rotor éolien qui perturbent le fonctionnement du compresseur, voire provoquent son arrêt, ce qui affecte alors les capacités de condensation de la machine, dans la mesure où l'énergie disponible pour le compresseur est trop faible pour permettre une bonne compression du fluide réfrigérant circulant en boucle entre le compresseur et l'évaporateur. En outre, dans les régions tempérées, telles que celles rencontrées en Europe, les conditions de température et d'hygrométrie de l'air propices pour la production d'eau par condensation (fig. 4), ne sont pas toujours réunies en même temps que les conditions de vent appropriées pour l'entraînement du rotor éolien. En été notamment, l'air est relativement sec la journée alors que les vents thermiques soufflent alors à mesure que le soleil chauffe; A l'inverse, l'air se charge d'humidité la nuit, alors que les vents ne soufflent plus. Cette dépendance des machines de production d'eau décrites dans les documents FR-2833044-A1 et WO-2004/099685-A1, aux conditions météorologiques et hygrométriques est problématique car cela grève considérablement le rendement de ces machines en termes énergétique mais également de capacité de production d'eau. La présente invention vise à résoudre les problèmes rencontrés avec les machines de production d'eau décrites précédemment. L'invention vise notamment à fournir une machine qui permette de produire de l'eau en quantité importante et régulière, de manière continue, indépendamment de l'énergie éolienne disponible au moment où les conditions de température et d'humidité relative de l'air sont adéquates pour produire de l'eau par condensation. La solution proposée par la présente invention consiste à fournir une machine du type de celle décrite dans le document FR-2833044-A1, comportant un rotor éolien et une unité de déshumidification de l'air supportés par une tour ancrée au sol et étant caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un moyen de production d'énergie électrique couplé mécaniquement audit rotor éolien et un dispositif de stockage et de restitution de l'énergie électrique ainsi produite, le(s) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique et ledit dispositif de stockage étant connectés entre eux et à ladite unité de déshumidification pour permettre son fonctionnement en continu indépendamment de l'énergie éolienne disponible pour entraîner ledit rotor. La machine selon l'invention permet ainsi avantageusement de convertir l'énergie éolienne du vent en énergie électrique, dans un premier temps, puis de la stocker pour constituer un stock tampon d'énergie susceptible de permettre le fonctionnement continu de l'unité de déshumidification pour produire de l'eau pendant une durée continue d'au moins 24 heures, même en cas de vent insuffisant pour entraîner le rotor éolien. De plus, la machine selon l'invention permet également une exploitation différée de l'énergie électrique produite afin de ne faire fonctionner l'unité de déshumidification que lorsque les conditions de température et d'hygrométrie de l'air sont les plus propices pour produire de l'eau. Une fois le stock d'énergie électrique tampon constitué, l'énergie électrique produite par le moyen de production d'énergie électrique au fil du vent, peut être utilisée directement par l'unité de déshumidification ou bien elle peut être stockée dans un premier temps, puis restituée à l'unité de déshumidification dans des conditions appropriées au fonctionnement de celui-ci. Ceci peut être le cas, notamment, lorsque l'énergie électrique produite grâce à l'énergie éolienne est supérieure à la consommation d'énergie électrique de l'unité de déshumidification. Il est ainsi également possible d'utiliser les excédents d'énergie électrique produite à d'autres fins que celle de production d'eau de la machine. La machine selon l'invention permet ainsi une plus grande souplesse d'utilisation et un meilleur rendement énergétique que les machines connues de l'art antérieur, en ce qu'elle permet de capter, convertir et conserver le cas échéant toute l'énergie éolienne disponible sous forme d'énergie électrique, et d'utiliser celle-ci lorsque les conditions météorologiques et hygrométriques sont les plus propices à la production d'eau pour faire fonctionner en continu et de façon régulière l'unité de déshumidification pour produire de l'eau.

Conformément à une caractéristique préférée de l'invention, ledit moyen de production d'énergie électrique est, au choix, un alternateur ou un générateur. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, ledit dispositif de stockage comporte au moins une batterie d'accumulateur et au moins un dispositif de conversion de courant continu en courant alternatif pour alimenter l'unité de déshumidification. En variante, le dispositif de stockage d'énergie électrique de la machine selon l'invention, peut être constitué par un réseau d'alimentation électrique auquel les(s) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique et ladite unité de déshumidification de la machine sont connectés. On évite ainsi le recours à un dispositif matériel de stockage d'énergie électrique, ce qui simplifie l'installation et diminue son encombrement. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le(s) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique et ladite unité de déshumidification sont préférentiellement installés dans une nacelle positionnée à l'extrémité supérieure du mât de la machine, ledit rotor éolien étant alors solidaire de ladite nacelle au niveau de son axe de rotation et en prise directe par celui-ci avec le dit moyen de production d'énergie électrique, lequel peut être par exemple constitué par une génératrice. Une telle nacelle permet ainsi de recouvrir et protéger les éléments critiques de la machine contre les vents violents, les intempéries et les éléments solides véhiculés dans l'air. Cela permet également de former une unité au profil plus aérodynamique à l'extrémité supérieure du mât de support de la machine, rendant ainsi celle-ci moins sujette aux perturbations et vibrations générées par les vents. Dans un mode de réalisation préféré, ladite unité de déshumidification comporte un moyen de régulation de la pression de condensation du fluide réfrigérant circulant entre ledit compresseur, ledit condenseur et ledit évaporateur. Un tel moyen de régulation de la pression de condensation permet avantageusement de contrôler la pression du fluide réfrigérant dans le condenseur pour compenser les variations de température de l'air entrant dans l'unité de déshumidification, et maintenir un différentiel de pression entre le condenseur et l'évaporateur qui permette une vaporisation du fluide réfrigérant dans l'évaporateur pour condenser les vapeurs d'eau contenues dans l'air sous forme d'eau. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la machine comporte également un dispositif de commande et de régulation automatique de l'unité de déshumidification. Un tel dispositif de commande et de régulation automatique comporte avantageusement des moyens de mesure de la température et de l'hygrométrie de l'air ainsi que des moyens de pilotage automatique de l'unité de déshumidification, notamment du compresseur, de manière à actionner ladite unité de déshumidification uniquement lorsque les conditions de température et d'hygrométrie de l'air sont adéquates pour la production d'eau. Différentes variantes de la machine selon l'invention présentent également d'autres caractéristiques avantageuses pour améliorer l'encombrement, le fonctionnement et/ou les performances de celle-ci parmi lesquelles on peut notamment citer: - ladite unité de déshumidification comporte au moins un moyen de ventilation placé de préférence en regard dudit condenseur et étant adaptés pour aspirer l'air de l'extérieur vers l'intérieur de ladite unité au travers dudit évaporateur et projeter celui-ci après déshumidification sur ledit condenseur - lesdits moyens de récupération et de stockage de la vapeur d'eau condensée comportent au moins un collecteur disposé sous ledit évaporateur et au moins un réservoir relié par des canalisations audit collecteur; - ledit réservoir est placé dans le mât supportant ledit rotor éolien et ladite unité de déshumidification; - un dispositif de filtration de l'eau produite est prévu en amont ou en aval du réservoir de stockage de la vapeur d'eau condensée, - un système de filtration de l'air entrant au niveau dudit évaporateur est prévu ainsi que des moyens de recouvrement et/ou d'obturation dudit évaporateur afin d'éviter tout encrassement de celui-ci lorsque la machine est placée dans des zones arides, poussiéreuses ou désertiques par exemple; - la nacelle est montée à l'extrémité supérieure du mât de façon pivotante, la machine comportant également des moyens d'orientation de ladite nacelle; - au moins un collecteur tournant est prévu entre ladite nacelle et ledit mât, de manière à permettre la circulation d'eau de l'unité de déshumidification vers le réservoir et/ou la circulation d'énergie électrique entre le dispositif de production d'énergie électrique contenu dans la nacelle, et un réseau d'électricité ou un dispositif de stockage annexe auquel il est relié, ainsi que depuis ce dit réseau ou ce dit dispositif de stockage, vers le unité de déshumidification; - un multiplicateur ou une boite de vitesse est prévu entre l'axe du rotor éolien et le dispositif de production d'énergie électrique, de manière à multiplier la vitesse de rotation de l'arbre du rotor éolien pour optimiser la production d'énergie électrique; - une source d'énergie électrique auxiliaire est reliée à la machine de manière à compléter l'énergie électrique produite par le dispositif de production d'énergie électrique de celle-ci lorsque l'énergie éolienne est faible ou insuffisante pour entraîner le rotor éolien. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus distinctement à la lecture de la description détaillée de l'invention qui va suivre, faite de manière non limitative et en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 représente, en perspective, une machine conforme à l'invention dans un mode de réalisation préféré, - la figure 2 représente une coupe longitudinale de la machine selon l'invention, - la figure 3 représente, en perspective tronquée, le module de déshumidification de la machine des figures 1 et 2, - la figure 4 représente un diagramme psychométrique de l'air humide.

En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, la machine de production d'eau selon l'invention se présente, dans le mode de réalisation représenté sous la forme générale d'une éolienne 1 comportant un rotor éolien 3 muni de pales 3a, 3b solidaires d'un arbre principal 3c par l'intermédiaire duquel ledit rotor 3 est monté sur une nacelle 2, elle-même installée à l'extrémité supérieure d'un mat ou tour 4, de préférence de façon pivotante. Selon la taille du rotor éolien et de la nacelle, la tour 4 peut être en treillis ou, de préférence, tubulaire. La nacelle 2 renferme un dispositif de production d'énergie électrique 5 et une unité de déshumidification 6 pour produire de l'eau par condensation de vapeur d'eau contenue dans l'air, cette dernière étant alimentée partir de l'électricité produite par le premier. Le dispositif de production d'énergie électrique 5 est de construction classique dans le domaine de l'éolien. Il comporte au moins une génératrice 51 (en pratique un alternateur ou un générateur), couplée à l'arbre principal 3c du rotor éolien pour convertir l'énergie éolienne captée par les pales 3a, 3b du rotor en électricité. De préférence, le dispositif de production d'énergie électrique 5 comporte également un multiplicateur (non représenté) entre l'arbre principal 3c du rotor 3 et la génératrice 51, ledit multiplicateur ayant pour fonction d'accélérer la vitesse de rotation de l'arbre principal jusqu'à une vitesse de l'ordre de la vitesse nominale de la génératrice 51 pour permettre un fonctionnement et un rendement optimaux de celle-ci.

Comme représenté en détail à la figure 3, l'unité de déshumidification de l'air 6 s'apparente à une machine frigorifique. Elle se compose d'un compresseur électrique 7, d'un condenseur 8 et deux évaporateurs 9 reliés entre eux par un circuit (non représenté) de fluide réfrigérant conservé dans un réservoir 10, un système de détente du fluide réfrigérant tel que capillaire ou détendeur étant en outre intercalé, de façon connue, entre le condenseur et les évaporateurs pour permettre la vaporisation du fluide réfrigérant dans les évaporateurs 9. Afin d'éviter l'encrassement de l'unité de déshumidification 6, il peut en outre être intéressant de prévoir des moyens de filtration de l'air au niveau desdits évaporateurs 9. De même, lorsque la machine de l'invention est installée dans des zones sèches, voire désertiques ou en zones côtières, il est préférable de prévoir des dispositifs de recouvrement et/ou d'obturation des évaporateurs 9 pour éviter la détérioration de ceux-ci et de la machine par des vents sableux ou chargés de sels marins.

L'unité de déshumidification 6 comporte également un dispositif de ventilation forcée 11 disposé en regard du condenseur 8. Ce dispositif de ventilation est affecté d'une double fonction. En premier lieu, il sert à créer à l'intérieur du dispositif de déshumidification 6 une dépression engendrant un phénomène d'aspiration de l'air depuis l'extérieur de la nacelle 2 de la machine vers l'intérieur du dispositif de déshumidification 6 au travers des évaporateurs 9, ce provoquant la déshumidification de l'air entrant par condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air sur les évaporateurs, l'eau condensée s'écoulant ensuite par gravité vers des moyens de récupération et de stockage de l'eau. En second lieu, ledit dispositif de ventilation a également pour fonction de refroidir le condenseur 8 en soufflant sur celui-ci l'air aspiré de manière à évacuer la chaleur échangée entre l'air et le fluide réfrigérant lors de la condensation de la vapeur d'eau et dégagée lors de la compression du fluide par le compresseur 7. L'unité de déshumidification comporte enfin un système de régulation de la pression de condensation (non représenté sur les figures). Ce dernier permet de contrôler le pression du fluide réfrigérant dans le condenseur pour compenser les variations de température de l'air entrant au niveau des évaporateurs de manière à maintenir entre le condenseur et les évaporateurs un différentiel de pression de fluide réfrigérant qui soit suffisant pour obtenir une vaporisation dudit fluide dans les évaporateurs permettant la condensation de la vapeur d'eau de l'air. Pour récupérer l'eau condensée sur les évaporateurs 9, la machine 1 comporte des collecteurs disposés sous lesdits évaporateurs dans lesquels l'eau condensée s'écoule par gravité puis est transférée par des moyens appropriés vers un réservoir de stockage 12 prévu à cet effet dans la tour 4. Une telle disposition du réservoir de stockage dans la tour de la machine 1 est notamment avantageuse car cela permet de bénéficier de la pression gravitionnelle pour acheminer l'eau depuis le réservoir vers les différents utilisateurs potentiels au niveau du sol. Toutefois, on peut bien entendu également prévoir le réservoir 12 de stockage au sol dans un local ou une cuve appropriés, pour alléger et simplifier la structure de la machine 1. en complément de ce réservoir 12, il est également préférable de prévoir en amont ou en aval de celui-ci des moyens de filtration 15 de l'eau produite pour assainir et purifier le cas échéant celle-ci et surtout la rendre potable pour un permettre son approvisionnement et son utilisation directe par des consommateurs.

Conformément à l'invention, la machine 1 comporte également un dispositif 13 de stockage et de restitution de l'énergie électrique produite par la génératrice 51. Ce dispositif de stockage 13 est avantageusement relié par des connections appropriées à la génératrice 51 et à l'unité de déshumidification 6, notamment au compresseur 7 et au dispositif de ventilation 11. Ce dispositif de stockage 13 permet de constituer un stock d'énergie électrique tampon autorisant le fonctionnement en continu de l'unité de déshumidification indépendamment de l'énergie éolienne disponible pendant une durée déterminée au cours de la période de production d'eau choisie par l'exploitant de la machine 1. La constitution d'un tel stock d'énergie électrique tampon permet également d'éviter les arrêts intempestifs du compresseur électrique 7 de l'unité de déshumidification 6 lorsque le vent est irrégulier, arrêts qui affectent grandement le rendement énergétique des machines éoliennes de production d'eau connues de l'art antérieur. Un autre avantage procuré le dispositif de stockage 13 est qu'il permet le cas échéant de séparer les périodes de production d'énergie électrique et de production d'eau et ainsi de faire fonctionner l'unité de déshumidification 6 en continu aux moments de la journée où les paramètres de température et d'humidité relative (HR) de l'air (voir figure 4) sont les plus propices pour la production d'eau. Si toutefois les conditions de production d'eau et des vents réguliers sont simultanément réunies, il est également possible d'alimenter directement l'unité de déshumidification avec l'électricité produite par la génératrice 51 sans stockage de cette électricité.

Le dispositif de stockage et de restitution d'énergie électrique 13, représenté de façon schématique sur les figures 1 et 2, peut être composé dans une première variante de réalisation par au moins une batterie d'accumulateurs aptes emmagasiner l'électricité produite par la génératrice et à la restituer par l'intermédiaire d'un convertisseur sous forme de courant alternatif du type secteur correspondant au pays d'exploitation du dispositif (par exemple 220V ou 380V pour la France) directement utilisable par l'unité de déshumidification 6. Dans une seconde variante de réalisation, le dispositif de stockage 13 peut être constitué par un réseau d'alimentation électrique existant auquel la machine 1 est branchée, auquel cas le stockage de l'électricité produite par la génératrice 51 n'est pas réalisé physiquement par accumulation, mais par crédit de la puissance électrique produite par la génératrice 51 directement sur ledit réseau électrique, ce crédit de puissance étant comptabilisé par un compteur approprié. Par la suite, le fonctionnement de l'unité de déshumidification est permis par débit sur le réseau d'une puissance électrique équivalente au crédit préalablement comptabilisé (ou moindre le cas échéant). Bien entendu, il est également possible de prévoir d'autres dispositifs de stockage et de restitution de l'énergie électrique produite par la génératrice 51 de la machine, pour autant que ceux-ci présentent un encombrement réduit et permettent un stockage et une restitution de l'énergie électrique de façon simple et en continu. Pour contrôler la bonne opération du dispositif de production d'énergie électrique 5 et de l'unité de déshumidification 6, la machine comporte également dans la nacelle 2 un dispositif de commande et de régulation automatique (non représenté) comportant un automate ou ordinateur programmable de pilotage du fonctionnement du rotor éolien 3 et de la génératrice 51 ainsi que de l'unité dé déshumidification 6, en particulier le compresseur 7 et le dispositif de ventilation forcée 11 de celle-ci. Cet automate est relié à un anémomètre et des capteurs de température et d'hygrométrie disposés à l'extérieur de la nacelle 2. Il est ainsi possible de déclencher ou stopper automatiquement aussi bien le rotor éolien 3, et/ou la génératrice 51 que l'unité de déshumidification 6 dès que les paramètres mesurés par ledit anémomètre et lesdits capteurs dépassent ou sont inférieurs à des valeurs de consignes préalablement réglées lors de l'installation de la machine 1. Bien entendu ces valeurs de consignes peuvent être modifiées à tout moment par un opérateur chargé de modifier la programmation de l'automate ou de l'ordinateur du dispositif de commande, ou lors des opérations de maintenance de la machine.

Comme indiqué précédemment, la nacelle 2 peut être montée pivotante à l'extrémité supérieure de la tour 4, afin de permettre au rotor 3 d'être constamment positionné dans la direction du vent. En fonction des dimensions de la nacelle 2, différents systèmes peuvent être choisis pour permettre ce pivotement et cette orientation de la nacelle. Un premier système d'orientation consiste, comme représenté sur les figures 1 et 2, en une dérive 16 fixée à demeure sur la nacelle 2, cette dernière étant fixée sur un pivot autour d'un axe vertical commun avec celui de la tour 4. Un tel système d'orientation est particulièrement adapté aux machines de petite taille et de faible puissance. Pour des installations plus importantes, la masse de la nacelle et du rotor devient trop importante pour que l'orientation au vent puisse être réalisée par une dérive. Dans de tels cas, on utilise alors un système composé d'une couronne dentée installée sur l'extrémité supérieure de la tour et d'un moto-réducteur d'orientation placé dans ou sous la nacelle et entraînant un pignon engrenant avec la couronne de la tour 4 pour provoquer une rotation de la nacelle, ledit moto-réducteur étant commandé par ledit dispositif de commande et de régulation de la machine 1. Lorsque la nacelle 2 est ainsi pivotante sur la tour 4, l'acheminement de l'électricité de la génératrice 51 au dispositif de stockage 13 ainsi que de l'eau condensée de l'unité de déshumidification 6 au réservoir par des câbles et conduites traditionnels devient problématique car la rotation de la nacelle peut générer des torsions et enroulements de ceux-ci qui nuisent à leur intégrité. C'est pourquoi sont prévus à la base de la nacelle des collecteurs tournants 14 qui permettent l'acheminement de l'eau et l'électricité vers leurs moyens de stockage respectifs 12, 13 sans câbles ni conduites dans le plan de rotation de la nacelle 2 sur la tour 4. Dans le cas où la machine est dotée d'une génératrice de forte puissance, le collecteur tournant électrique est substitué par un système de contrôle de torsion de câbles électrique, desdits câbles étant alors utilisé pour transporter l'énergie électrique. Dans une autre variante de réalisation de l'invention non représentée, il peut également être prévu des sources d'énergies auxiliaires, telles que panneaux photovoltaïques, groupes électrogènes, turbines à gaz, pouvant compléter ou se substituer à l'énergie éolienne en périodes de vent nul ou faible afin de permettre la production quotidienne d'une quantité d'eau minimale.

La machine 1 de l'invention permet une grande souplesse d'utilisation et garantie une production d'eau quotidienne quelques soient les conditions météorologiques, notamment de vent. Pratiquement, une fois la machine 1 installée sur son site de production et ses paramètres de fonctionnement réglés et enregistrés dans le dispositif de commande et de régulation dans la nacelle, le fonctionnement se déroule de manière entièrement automatisée. L'anémomètre sur la nacelle mesure en permanence la force du vent sur la zone et une girouette la direction, ce qui détermine l'orientation de la nacelle 2 pour positionner le rotor 3 en face du vent, soit par actionnement du moteur d'orientation soit par l'effet de la dérive selon le dispositif d'orientation choisi. Ensuite, dès que la force du vent est suffisante pour entraîner le rotor 3, la machine 1 constitue dans un premier temps un stock tampon d'énergie électrique par l'intermédiaire de la génératrice 51 qui produit de l'électricité sous l'entraînement du rotor, cette électricité étant acheminée de la génératrice 51 au dispositif de stockage 13 et comptabilisée pour déterminer l'énergie électrique disponible. Une fois le stock tampon constitué (lequel correspondra approximativement à l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l'unité de déshumidification 6 pendant 12 ou 24h au minimum), l'unité de déshumidification 6 peut ensuite être mise en fonction automatiquement par le dispositif de commande et de régulation. Cette mise en fonction est déterminée par la mesure des paramètres de température et d'hygrométrie de l'air, effectuée de manière également automatique et en continue par l'intermédiaire des capteurs sur la nacelle 2, paramètres qui, comme cela ressort du diagramme psychométrique de l'air humide à la figure 4, déterminent la masse d'eau potentiellement condensable dans l'air. Si les conditions atmosphériques permettent le fonctionnement de l'unité de déshumidification 6 simultanément à la production d'électricité par la génératrice 51, ladite unité de déshumidification 6 est alimentée directement par la génératrice, le stock d'énergie tampon étant conservé pour une utilisation ultérieure en cas de défaillance du vent. Si en revanche, les conditions de température et d'hygrométrie de l'air ne sont pas adéquates pour produire une quantité d'eau conséquente alors que le vent souffle suffisamment pour entraîner le rotor 3 et produire de l'électricité, on continue à accumuler cette énergie électrique dans le dispositif de stockage et, le cas échéant, on distribue l'excédent pour tout autre besoin ou autre utilisation comme avec un aérogénérateur traditionnel. Par la suite une fois que les conditions requises pour produire de l'eau sont réunies, le dispositif de commande et de régulation de la machine 1, déclenche le fonctionnement de l'unité de déshumidification 6, qu'il y ait du vent ou non, l'alimentation de ladite unité étant effectuée grâce au stock d'énergie tampon préalablement constitué, que le dispositif de stockagesoit une batterie d'accumulateurs ou un réseau de distribution électrique. Une fois l'unité de déshumidification 6 en fonction, le dispositif de ventilation 11 à l'intérieur de celle-ci provoque une aspiration de l'air vers l'intérieur de la nacelle 2 au travers des évaporateurs 9, lesquels sont refroidis par circulation de fluide réfrigérant par l'entremise du compresseur frigorifique 7 et du condenseur 8. Ainsi, au contact des parois des évaporateurs 9, la vapeur d'eau contenue dans l'air aspiré se condense sur les évaporateurs et s'écoule vers des bacs de récupération et un réservoir 12 dans la tour 4. De ce réservoir, l'eau peut ensuite être acheminée par des conduites appropriées vers tout point de consommation

Claims

REVENDICATIONS

1. Machine de production d'eau (1) par condensation, comportant un rotor éolien (3) et une unité de déshumidification de l'air (6) supportés par une tour (4) ancrée au sol, ladite unité de déshumidification comportant au moins un compresseur frigorifique (7), au moins un condenseur (8), et au moins un évaporateur (9)reliés entre eux par un circuit de fluide réfrigérant incorporant un moyen de détente dudit fluide, ladite machine comportant en outre des moyens de récupération et de stockage (12) de vapeur d'eau condensée et étant caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une moyen de production d'énergie électrique (5, 51) couplé mécaniquement audit rotor éolien et un dispositif de stockage et de restitution de l'énergie électrique (13) ainsi produite, le(s) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique et ledit dispositif de stockage étant connectés entre eux et à ladite unité de déshumidification pour permettre son fonctionnement en continu indépendamment de l'énergie éolienne disponible pour entraîner ledit rotor.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen de production d'énergie électrique (5) comporte une génératrice (51), de préférence un alternateur ou un générateur.

3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit dispositif de stockage d'énergie électrique (13) comporte au moins une batterie d'accumulateurs.

4. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit dispositif de stockage est constitué par un réseau d'alimentation électrique auquel le(s) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique et ladite unité de déshumidification sont connectés.

5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le(s) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique et ladite unité de déshumidification sont installés dans une nacelle (2) positionnée àl'extrémité supérieure de ladite tour (4), ledit rotor éolien (3) étant solidaire de ladite nacelle au niveau de son arbre de rotation (3c) et accouplé par celui-ci au(x) dit(s) moyen(s) de production d'énergie électrique (5, 51).

6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite unité de déshumidification (6) comporte un moyen de régulation de la pression de condensation du fluide réfrigérant circulant dans ledit condenseur (8).

7. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de commande et de régulation automatique de l'unité de déshumidification (6).

8. Machine selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite unité de déshumidification (6) comporte au moins un moyen de ventilation (11) placé de préférence en regard dudit condenseur (8) et étant adaptés pour aspirer l'air de l'extérieur vers l'intérieur de ladite unité au travers dudit évaporateur (9) et projeter celui-ci après déshumidification sur ledit condenseur.

9. Machine selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lesdits moyens de récupération et de stockage de la vapeur d'eau condensée comportent au moins un collecteur disposé sous ledit évaporateur et au moins un réservoir (12) relié audit collecteur.

10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit réservoir (12) est placé dans la tour supportant ledit rotor éolien (3) et ladite unité de déshumidification.

11. Machine selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de purification (15) de l'eau produite par ladite unité de déshumidification.

12. Machine selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte également un système de filtration de l'air entrant au niveau dudit évaporateur.

13. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de recouvrement et/ou d'obturation dudit évaporateur.

14. Machine selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'orientation de ladite nacelle, ladite nacelle étant montée pivotante sur ladite tour.

15. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un collecteur tournant (14) entre ladite nacelle (2) et ladite tour (4).

16. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un multiplicateur ou une boite de vitesse disposé entre l'axe du rotor éolien et le dispositif de production d'énergie électrique.

17. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une source d'énergie électrique auxiliaire permettant de compléter celle produite par le dispositif de production d'énergie électrique lorsque l'énergie éolienne est faible ou insuffisante pour entraîner le rotor éolien.