FR2927154A1

FR2927154A1 - Solar energy collector, has convergent lens defining one of walls of casing, and mobile receptor held inside beams or in position intersecting beams by motor unit that controls movement of receptor with movement of beams

Info

Publication number: FR2927154A1
Application number: FR0701572A
Authority: FR
Inventors: Qinglong Lin
Original assignee: R & D Ind Sarl
Current assignee: R & D Ind Sarl
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2009-08-07
Also published as: CN101622503B; CN101622503A; ZA200906480B

Abstract

The collector has a convergent lens (2) e.g. planoconvex Fresnel lens, defining one of walls of a casing (1), where lateral walls (4a, 4c) and a bottom wall (3) of the casing are reflective. The depth between front walls and the bottom wall is lower than a focal distance (f) of the lens such that solar radiation beams (R1, R2) are concentrated on a final image focus (I'') located inside the casing. A mobile receptor (6a) e.g. heat pipe, is held inside the beams or in a position intersecting the beams by a motor unit that controls the movement of the receptor with the movement of the beams.

Description

1 La présente invention a pour objet un capteur solaire du type comprenant, comme collecteur, une lentille convergente ayant, d'une manière connue en soi, une distance focale et un plan focal image sur lequel se concentrent, selon une ligne, dite "foyer image primaire", les rayons solaires que reçoit ladite lentille. Une telle lentille est dite "linéaire" en se sens que son foyer est une ligne. Pour tenir compte de la variation de la direction des rayons du soleil au cours de la journée et au cours des saisons, les capteurs solaires connus ou bien utilisent des miroirs paraboliques coûteux ou bien sont inclus dans des équipements pivotants et motorisés, compliqués et fragiles. La présente invention se propose d'apporter une solution simple et efficace pour remédier à ces inconvénients. A cette fin, la présente invention apporte un capteur solaire du type précité, dans lequel la lentille convergente constitue l'une des parois d'un caisson parallélépipédique rectangle, dont la profondeur p est inférieure à la distance focale d de la lentille et dont les autres parois, côté intérieur du caisson, sont réfléchissantes, créant ainsi, à l'issue de réflexions multiples, une image finale desdits rayons sur une ligne dite "foyer image final", parallèle audit foyer image primaire et appartenant à un "plan focal image rapproché" lui-même parallèle audit plan focal image, mais situé à l'intérieur dudit caisson, la profondeur p du caisson répondant, pour ce faire, à la relation p = 0,5*(d+e+b) où . ^ e est l'épaisseur de pénétration de la lentille dans le caisson, et . b est une distance utile de fonctionnement, détaillée 35 plus loin, et un récepteur étant situé dans ledit foyer image final. 2 Une telle structure permet de suivre la course du soleil, non pas en modifiant l'orientation du caisson, mais en montant mobile ledit récepteur, dans le plan focal image rapproché de ladite lentille. A cette fin, il est prévu des moyens d'asservissement du déplacement dudit récepteur à la course du soleil. Ainsi, d'une part, ces moyens d'asservissement peuvent être considérablement plus légers que s'il s'agissait de déplacer tout le caisson et, d'autre part, l'élément mobile (le récepteur) est protégé du milieu extérieur par le caisson. La lentille convergente peut revêtir diverses formes pourvu qu'elle concentre les rayons solaires selon une ligne. Ainsi, la lentille convergente pourra être plan-convexe, biconvexe ou ménisque convergente. The subject of the present invention is a solar collector of the type comprising, as a collector, a convergent lens having, in a manner known per se, a focal distance and an image focal plane on which, in a line, primary image ", the solar rays that receives said lens. Such a lens is said to be "linear" in the sense that its focus is a line. To account for the variation of the direction of the sun's rays during the day and during the seasons, known solar collectors or use expensive parabolic mirrors or are included in pivoting and motorized equipment, complicated and fragile. The present invention proposes to provide a simple and effective solution to overcome these disadvantages. To this end, the present invention provides a solar collector of the aforementioned type, in which the convergent lens constitutes one of the walls of a rectangular parallelepiped box, whose depth p is less than the focal length d of the lens and whose other walls, interior side of the box, are reflective, thus creating, after multiple reflections, a final image of said rays on a line called "final image focus", parallel to said primary image focus and belonging to a "focal plane image close "itself parallel to said image focal plane, but located inside said box, the depth p of the box responding, to do this, to the relationship p = 0.5 * (d + e + b) where. ^ e is the penetration depth of the lens in the box, and. b is a useful operating distance, detailed below, and a receiver being located in said final image focus. Such a structure makes it possible to follow the course of the sun, not by modifying the orientation of the box, but by moving said receiver in the close-up focal plane of said lens. To this end, there is provided means for controlling the movement of said receiver to the race of the sun. Thus, on the one hand, these servo-control means can be considerably lighter than if it were to move the whole box and, on the other hand, the mobile element (the receiver) is protected from the external environment by the box. The converging lens can take various forms as long as it concentrates the sun's rays along a line. Thus, the convergent lens may be plano-convex, biconvex or convergent meniscus.

De préférence et sans que cela soit limitatif, la lentille convergente sera une lentille de Fresnel, ce, pour des raisons de réduction d'encombrement et de poids de la lentille. Une lentille de Fresnel a également l'avantage de moins absorber les rayons qui la traversent que d'autres lentilles. Dans le cas d'une lentille de Fresnel plan-convexe, c'est-à-dire d'une lentille ayant une face plane et une face en dents de scie, ladite lentille sera, de préférence, montée de telle sorte que sa face plane soit tournée vers l'extérieur dudit caisson. Cette orientation a l'avantage de placer à l'intérieur du caisson la face de la lentille qui est la plus susceptible de piéger les salissures, la face plane, extérieure, étant évidemment plus facile à nettoyer. Pour la même raison, si la lentille de Fresnel est biconvexe, c'est-à-dire une lentille ayant une face lisse convexe et une face en dents de scie, la lentille sera, de préférence, montée de telle sorte que sa face convexe soit tournée vers l'extérieur dudit caisson. Preferably and without being limiting, the convergent lens will be a Fresnel lens, for reasons of reducing the size and weight of the lens. A Fresnel lens also has the advantage of less absorbing rays that pass through it than other lenses. In the case of a plano-convex Fresnel lens, that is to say a lens having a flat face and a sawtooth face, said lens will preferably be mounted so that its face plane is turned towards the outside of said box. This orientation has the advantage of placing inside the box the face of the lens that is most likely to trap dirt, the flat face, outside, obviously being easier to clean. For the same reason, if the Fresnel lens is biconvex, i.e. a lens having a convex smooth face and a sawtooth face, the lens will preferably be mounted so that its convex face is turned towards the outside of said box.

Dans une autre forme d'exécution, la lentille peut être une lentille ménisque convergente, c'est-à-dire une lentille ayant une face convexe et une face concave ; une 3 telle lentille sera nécessairement montée de telle sorte que sa face convexe soit tournée vers l'extérieur dudit caisson. Le récepteur est avantageusement un caloduc recouvert d'un matériau dont le coefficient d'absorption de la chaleur est supérieur au coefficient d'émission de la chaleur. Dans une forme d'exécution particulière de l'invention, plus particulièrement destinée aux centrales solaires, le caloduc revêt la forme d'un tube, éventuellement flexible, inclus dans un tube sous-vide, pour limiter la perte thermique. Dans une autre forme d'exécution, le récepteur peut être un récepteur à cellules photovoltaïques. In another embodiment, the lens may be a convergent meniscus lens, i.e. a lens having a convex face and a concave face; such a lens will necessarily be mounted so that its convex face is facing outwardly of said box. The receiver is advantageously a heat pipe covered with a material whose heat absorption coefficient is greater than the emission coefficient of heat. In a particular embodiment of the invention, more particularly intended for solar power plants, the heat pipe takes the form of a tube, possibly flexible, included in a vacuum tube, to limit the heat loss. In another embodiment, the receiver may be a photovoltaic cell receiver.

Qu'il s'agisse d'un caloduc ou d'un récepteur à cellules photovoltaïques, le récepteur est avantageusement connecté à un échangeur d'extraction alimenté en un fluide caloporteur pour exploiter la chaleur obtenue, par exemple pour chauffer de l'eau ou un autre fluide, pour chauffer un dispositif ou pour générer du froid solaire. A des fins de sécurité, le capteur selon l'invention comporte avantageusement des moyens escamoteurs adaptés à écarter le récepteur du plan focal image rapproché en cas de risque de surchauffe, par exemple, au cas où la circulation de fluide caloporteur ne se ferait plus dans le échangeur d'extraction. Le récepteur peut être connecté à un moteur Stirling, c'est-à-dire un moteur qui exploite une différence de température entre une source chaude et une source froide, notamment aux fins de produire de l'électricité. De préférence, les surfaces de la lentille sont traitées de façon à réduire leur altération potentielle avec le temps, altérations qui peuvent consister, côté extérieur principalement, en salissures, et côté intérieur en dépôt de particules métalliques éjectées des surfaces réfléchissantes. Un tel traitement pourra consister en un traitement de surface antiadhérent augmentant la 4 mouillabilité et obtenu par application de couches minces constituées de composés à base de SiOx (SiO2 etc.) et/ou de revêtements qui permettent de réduire l'accrochage de différents polluants, tels que des composés photocatalytiques de type TiO2. Il peut s'agir, en outre, d'une protection contre le vieillissement de la matière de la lentille, obtenue par dépôt sur la surface extérieure de la lentille de couches optiques classiques en matière de traitement anti-reflets. Whether it is a heat pipe or a receiver with photovoltaic cells, the receiver is advantageously connected to an extraction exchanger fed with a heat transfer fluid to exploit the heat obtained, for example to heat water or another fluid, to heat a device or to generate solar cold. For security purposes, the sensor according to the invention advantageously comprises retracting means adapted to move the receiver away from the close-up image focal plane in the event of a risk of overheating, for example, in the event that the circulation of heat-transfer fluid is no longer carried out in the extraction exchanger. The receiver can be connected to a Stirling engine, that is to say an engine that exploits a temperature difference between a hot source and a cold source, especially for the purpose of generating electricity. Preferably, the surfaces of the lens are treated so as to reduce their potential deterioration with time, alterations which may consist, mainly on the outside, in soiling, and on the inner side in depositing metal particles ejected from the reflective surfaces. Such a treatment may consist of an anti-blocking surface treatment increasing the wettability and obtained by application of thin layers consisting of SiOx-based compounds (SiO2 etc.) and / or coatings which make it possible to reduce the adhesion of various pollutants, such as photocatalytic compounds of TiO2 type. It may be, in addition, protection against aging of the lens material, obtained by deposition on the outer surface of the lens of conventional optical layers in anti-reflection treatment.

Un tel traitement anti-reflets a, en outre, l'avantage de réduire la réflexion, par la lentille, des rayons qu'elle reçoit selon certaines incidences. Il en va de même des parois réfléchissantes du caisson qui seront avantageusement traitées de façon à réduire leur 15 altération potentielle avec le temps. S'agissant des parois réfléchissantes, en variante, elles pourront être constituées de panneaux réfléchissants démontables à des fins de nettoyage, de remplacement ou de mise à plat complet du caisson à des fins de transport ou 20 de déplacement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma, en perspective, écorché, 25 d'une forme d'exécution d'un caisson selon l'invention, - les figures 2a, 2b et 2c illustrent divers types de lentilles utilisables selon l'invention avec identification de l'épaisseur e ; - les figures 3a et 3b sont des schémas du caisson 30 selon l'invention, illustrant l'effet de la distance utile b sur la profondeur du caisson ; et - les figures 4a et 4b sont des schémas d'une forme d'exécution d'un caisson selon l'invention, vu en coupe dans un plan perpendiculaire à la direction générale de la 35 lentille, et illustrant le trajet des rayons solaires selon deux incidences différentes. Such an antireflection treatment has, in addition, the advantage of reducing the reflection, by the lens, the rays it receives according to certain incidences. The same is true of the reflective walls of the box which will advantageously be treated so as to reduce their potential deterioration with time. Regarding the reflective walls, alternatively, they may be made of removable reflective panels for cleaning, replacement or complete flattening of the box for transport or displacement. The invention will be better understood on reading the following description given with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic perspective diagram of an embodiment of a box according to FIG. FIGS. 2a, 2b and 2c illustrate various types of lenses that can be used according to the invention with identification of the thickness e; FIGS. 3a and 3b are diagrams of the box 30 according to the invention, illustrating the effect of the useful distance b on the depth of the box; and FIGS. 4a and 4b are diagrams of one embodiment of a box according to the invention, seen in section in a plane perpendicular to the general direction of the lens, and illustrating the path of the solar rays according to two different incidences.

Comme il ressort de la figure 1, le caisson 1 selon l'invention est de forme parallélépipédique rectangle, composée d'une paroi avant constituée d'une lentille convergente linéaire 2, d'une paroi arrière ou fond 3 et de 5 parois latérales 4a-d. Les faces internes des parois latérales 4a-d et de fond 3 du caisson 1 sont réfléchissantes, soit qu'elles sont revêtues d'un film réfléchissant soit qu'elles sont doublées d'une paroi réfléchissante amovible. As is apparent from FIG. 1, the box 1 according to the invention is of rectangular parallelepipedal shape, composed of a front wall consisting of a linear converging lens 2, a rear wall or bottom 3 and 5 side walls 4a. -d. The inner faces of the side walls 4a-d and bottom 3 of the box 1 are reflective, either they are coated with a reflective film or they are lined with a removable reflective wall.

La paroi latérale 4b comporte une fente telle que 5, dans laquelle est susceptible de coulisser un caloduc 6 dans un plan parallèle au plan général de la lentille 2, le caloduc étant supporté, à l'opposé de la fente, par des moyens appropriés (non représentés) autorisant ce coulissement. Le caloduc 6 est gainé d'un matériau ayant un coefficient de dissipation thermique inférieur à son coefficient d'absorption thermique pour limiter les pertes, autant que possible. Un échangeur d'extraction 7, alimenté en fluide froid selon 7a ressortant chaud selon 7b, évacue la chaleur du caloduc pour une exploitation appropriée. Le caisson 1 est prolongé par un logement 8 (amorcé en pointillés) pour l'échangeur d'extraction 7. La lentille 2 du caisson 1 est frappée par les rayons solaires selon une incidence qui varie avec l'heure de la journée, la saison, etc. et deux telles incidences différentes sont illustrées par les rayons R et R'. Si l'on en vient au plan optique, la figure 4a, qui représente le caisson 1 sans le caloduc 6 ni l'échangeur d'extraction 7 pour la clarté de la représentation, on voit que la lentille 2 est constituée par une lentille de Fresnel 2 plan convexe dont la face plane est tournée vers l'extérieur du caisson. L'épaisseur de la lentille a été exagérée sur la figure également à des fins de clarté. La lentille 2 a un axe optique AA, une distance focale d supérieure à la profondeur p du caisson 1 et un plan focal image PFI qui est au-delà du fond 3 dudit caisson 1. 6 Comme indiqué plus haut, la profondeur p du caisson doit répondre à la relation : p = 0,5*(d+e+b) Cette relation est expliquée par référence aux figures 2a-2c et 3a-3b. Les figures 2a, 2b et 2c montrent respectivement . une lentille plan-convexe 2a, en l'occurrence une lentille de Fresnel, • une lentille biconvexe 2b, et une lentille ménisque 2c, formant l'une des parois d'un caisson dont on voit l'amorce des parois latérales 4a et 4c. Dans le cas de la lentille de Fresnel 2a, la face plane de la lentille se confond avec le plan FF passant par le bord adjacent des parois latérales 4a-4d, et l'épaisseur e de pénétration est la distance entre ce plan FF et le plan TT tangent à la partie la plus proéminente de la lentille à l'intérieur du caisson. Dans le cas de la lentille biconvexe 2b, l'une des faces convexes de la lentille fait saillie vers l'extérieur du caisson 1 et l'autre face convexe fait saillie vers l'intérieur du caisson. L'épaisseur e de pénétration est la distance entre le plan médian de la lentille, plan qui se confond avec le plan FF, passant par le bord adjacent des parois latérales 4a-4d, et le plan TT tangent à la partie la plus proéminente de la lentille à l'intérieur du caisson. Dans le cas de la lentille ménisque 2c, aucune partie de la lentille ne pénètre dans le caisson (à la fixation de la lentille près), de sorte que l'épaisseur e est sensiblement nulle. Comme il ressort des figures 3a et 3b, où la lentille a été schématisée sous la forme d'un simple rectangle désigné par 2a-c, pour montrer qu'il peut s'agit de l'un quelconque des types de lentilles 2a, 2b ou 2c illustrées aux figures 2a à 2c, les paramètres nécessaires à la détermination de la profondeur du caisson sont indiqués. 7 Aux figures 3a et 3b, on voit que la lentille 2a-c a une épaisseur e et une distance focale d, distance qui détermine le plan focal image PFI. Dans le cas de la figure 3a, il est prévu une distance utile bl, distance qui doit permettre de loger le récepteur, autrement dit le caloduc 6 dans la forme d'exécution de la figure 1, et son support à l'opposé de la fente 5, en tenant compte de la sensibilité à la chaleur de la lentille, donc du matériau de la lentille. The side wall 4b has a slot such as 5, in which is slidable a heat pipe 6 in a plane parallel to the general plane of the lens 2, the heat pipe being supported, opposite the slot, by appropriate means ( not shown) allowing this sliding. The heat pipe 6 is sheathed with a material having a heat dissipation coefficient lower than its thermal absorption coefficient to limit the losses as much as possible. An extraction exchanger 7, fed with cold fluid according to 7a hot spring 7b, removes heat from the heat pipe for proper operation. The casing 1 is extended by a housing 8 (primed in dotted lines) for the extraction exchanger 7. The lens 2 of the casing 1 is struck by the sun's rays in an incidence that varies with the time of day, the season etc. and two such different incidences are illustrated by the rays R and R '. If we come to the optical plane, FIG. 4a, which represents the casing 1 without the heat pipe 6 nor the extraction exchanger 7 for the clarity of the representation, we see that the lens 2 is constituted by a lens of Fresnel 2 convex plane whose flat face is turned towards the outside of the box. The thickness of the lens has been exaggerated in the figure also for the sake of clarity. The lens 2 has an optical axis AA, a focal length d greater than the depth p of the box 1 and an image focal plane PFI which is beyond the bottom 3 of said box 1. 6 As indicated above, the depth p of the box must answer the relation: p = 0.5 * (d + e + b) This relation is explained with reference to figures 2a-2c and 3a-3b. Figures 2a, 2b and 2c show respectively. a plano-convex lens 2a, in this case a Fresnel lens, • a biconvex lens 2b, and a meniscus lens 2c, forming one of the walls of a box, the side walls 4a and 4c of which are visible . In the case of the Fresnel lens 2a, the plane face of the lens coincides with the plane FF passing through the adjacent edge of the side walls 4a-4d, and the penetration thickness e is the distance between this plane FF and the TT plane tangent to the most prominent part of the lens inside the box. In the case of the biconvex lens 2b, one of the convex faces of the lens protrudes outwardly of the casing 1 and the other convex face protrudes towards the inside of the casing. The penetration thickness e is the distance between the median plane of the lens, which plane merges with the plane FF, passing through the adjacent edge of the side walls 4a-4d, and the plane TT tangential to the most prominent part of the plane. the lens inside the box. In the case of the meniscus lens 2c, no part of the lens penetrates into the box (when the lens is attached), so that the thickness e is substantially zero. As is apparent from FIGS. 3a and 3b, where the lens has been schematized in the form of a simple rectangle designated 2a-c, to show that it may be any of the types of lenses 2a, 2b or 2c illustrated in Figures 2a to 2c, the parameters necessary for the determination of the depth of the box are indicated. In FIGS. 3a and 3b, it can be seen that the lens 2a-c has a thickness e and a distance distance which determines the image focal plane PFI. In the case of Figure 3a, there is provided a useful distance bl, distance which must allow to accommodate the receiver, in other words the heat pipe 6 in the embodiment of Figure 1, and its support opposite the slot 5, taking into account the heat sensitivity of the lens, thus the material of the lens.

Le récepteur 6 se trouve dans le plan PFIR situé à e+bl du plan FF. Le fond 3 du caisson doit être à égale distance du plan PFIR et du plan PFI. Dans le cas où b=b1 (figure 3a), la distance entre PFIR et PFI est de 2 *x1 . The receiver 6 is in the plane PFIR located e + bl of the plane FF. The bottom 3 of the box must be equidistant from the PFIR plane and the PFI plane. In the case where b = b1 (FIG. 3a), the distance between PFIR and PFI is 2 * x1.

Dans le cas où b=b2 avec b2>b1 (figure 3b), la distance entre PFIR et PFI est de 2*x2. On comprend donc que, pour une même épaisseur e et une même distance focale d, l'augmentation de b entraîne une réduction de p. In the case where b = b2 with b2> b1 (Figure 3b), the distance between PFIR and PFI is 2 * x2. It is therefore understood that, for the same thickness e and the same focal length d, the increase of b causes a reduction of p.

Le choix de b est à la portée de l'homme de l'art. Il dépend de l'encombrement du récepteur 6 et des moyens qui lui sont associés ainsi que de la matière de la lentille. A titre d'exemple, pour une lentille de Fresnel plan-convexe de 50 cm x 100 cm, en verre ayant un indice de réfraction n = 1,5, une distance focale d de 80 cm et une épaisseur e = 1,5cm, avec respect d'une distance utile b = 15 cm, la profondeur p du caisson 1 sera égale au produit 0,5(d+e+b)=0,5*(80+1,5+15)=48,25 cm. Il est bien entendu que ces valeurs ne sont données que pour permettre au lecteur de bien comprendre le principe de l'invention. En pratique, ces valeurs peuvent être autres et la profondeur du caisson encore plus réduite par rapport à la distance focale. Si l'on revient à la figure 4a, en l'absence du fond du caisson, des rayons solaires venant frapper la lentille 2 parallèlement au rayon R viendraient former une image linéaire dans le plan focal image PFI sur un foyer image 8 primaire. Cependant, les parois réfléchissantes latérales, telles que 4a, et le fond réfléchissant 3 du caisson arrêtent les rayons R et les réfléchissent jusqu'à ce qu'une image linéaire se forme dans un plan focal image rapproché PFIR parallèle au plan focal image PFI, mais à l'intérieur du caisson 1. Sur la figure 4a, cette image linéaire I, formée sur un foyer image final, est vue "en bout", donc sous la forme d'un point. La figure 4b est semblable à la figure 4a à cela près qu'elle illustre une autre orientation d'impact des rayons, tels que R', sur la lentille 2. Comme on le voit, à l'issue de multiples réflexions, l'image finale de ces rayons R' se forme également dans le plan PFIR, sur un foyer image final, selon une ligne I' vue "en bout" sous la forme d'un point. Ainsi, si l'image des rayons R et celle des rayons R' se forment dans le même plan PFIR, elles se forment selon deux lignes différentes ou deux foyers image finaux différents ou, exprimé autrement, l'image linéaire se déplace en translation dans le plan PFIR au fur et à mesure de la course du soleil. Le caloduc 6 est disposé dans le plan PFIR et il se déplace pour suivre ce déplacement en translation de l'image linéaire. A cette fin, il est prévu des moyens moteurs asservissant le déplacement du caloduc à la course du soleil. Cet asservissement prend en compte le lieu d'implantation du caisson, la saison, l'heure du jour, etc. Comme indiqué plus haut, le caloduc peut, en outre, être soumis à des moyens escamoteurs adaptés à déplacer, si nécessaire, le caloduc hors du plan PFIR pour éviter une surchauffe. Comme il ressort de l'exemple chiffré indiqué plus haut, l'invention réduit considérablement la distance nécessaire entre la lentille et le caloduc. Sans l'invention, dans l'exemple donné, cette distance serait de d-e=80-1,5 = 78,5 cm, alors que selon l'invention et 9 toujours dans l'exemple en cause, elle n'est que de 48,25 cm. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée. Ainsi, au lieu d'incorporer un caloduc, le caisson pourrait renfermer un volume linéaire revêtu de cellules photovoltaïques, mobile comme il a été décrit pour le caloduc. Par ailleurs, il est possible de juxtaposer plusieurs lentilles formant chacune une face d'un "sous-caisson", les sous-caissons ainsi juxtaposés ayant des composants en commun pour limiter la quantité de matériaux constitutifs utilisés et pour réduire le nombre d'asservissements pour le déplacement du récepteur. The choice of b is within the reach of those skilled in the art. It depends on the size of the receiver 6 and the means associated with it and the material of the lens. For example, for a plano-convex Fresnel lens 50 cm × 100 cm, glass having a refractive index n = 1.5, a focal length d of 80 cm and a thickness e = 1.5 cm, with respect to a useful distance b = 15 cm, the depth p of the casing 1 will be equal to the product 0.5 (d + e + b) = 0.5 * (80 + 1.5 + 15) = 48.25 cm. It is understood that these values are given only to allow the reader to understand the principle of the invention. In practice, these values can be other and the depth of the box even smaller compared to the focal length. Returning to FIG. 4a, in the absence of the bottom of the box, sun rays striking the lens 2 parallel to the ray R would form a linear image in the image focal plane PFI on a primary image focus 8. However, the lateral reflecting walls, such as 4a, and the reflecting bottom 3 of the box stop the rays R and reflect them until a linear image is formed in a close-image focal plane PFIR parallel to the image focal plane PFI, but inside box 1. In FIG. 4a, this linear image I, formed on a final image focus, is seen "at the end", thus in the form of a dot. FIG. 4b is similar to FIG. 4a except that it illustrates another orientation of impact of the rays, such as R ', on the lens 2. As can be seen, after multiple reflections, the final image of these rays R 'is also formed in the plane PFIR, on a final image focus, along a line I' end view "in the form of a point. Thus, if the image of the radii R and that of the rays R 'are formed in the same plane PFIR, they are formed according to two different lines or two different final image focal points or, expressed otherwise, the linear image moves in translation in the PFIR plan as the sun rises. The heat pipe 6 is disposed in the plane PFIR and it moves to follow this displacement in translation of the linear image. To this end, there is provided motor means that enslave the movement of the heat pipe to the race of the sun. This enslavement takes into account the location of the caisson, the season, the time of day, etc. As indicated above, the heat pipe may, in addition, be subjected to retractable means adapted to move, if necessary, the heat pipe out of the plane PFIR to avoid overheating. As is apparent from the numerical example indicated above, the invention considerably reduces the distance required between the lens and the heat pipe. Without the invention, in the example given, this distance would be of = 80-1.5 = 78.5 cm, whereas according to the invention and still in the example in question, it is only 48.25 cm. It is understood that the invention is not limited to the embodiment described and shown. Thus, instead of incorporating a heat pipe, the box could contain a linear volume coated with photovoltaic cells, mobile as has been described for the heat pipe. Furthermore, it is possible to juxtapose several lenses each forming a face of a "sub-box", the sub-boxes and juxtaposed having components in common to limit the amount of constituent materials used and to reduce the number of servo for moving the receiver.

Claims

1. A solar collector comprising, as a collector, a converging lens (2; 2a; 2b; 2c) having a focal length d and an image focal plane (IFP) on which a primary image focus ", the solar rays (R; R ') received by said lens, characterized in that said convergent lens (2; 2a; 2b; 2c) constitutes one of the walls of a rectangular parallelepipedic box (1), the depth p is less than the focal length d of the lens and the other walls (3; 4a-4c), the inner side of the box, are reflective, thus creating, after multiple reflections, a final image (I; I ') of said rays on a line called "final image focus", parallel to said primary image focus and belonging to a "close image focal plane" (PFIR), itself parallel to said image focal plane (IFP), but located at the inside said box, the depth p of the box responding, to do this, to the relationship p = 0.5 * (d + e + b) o where: e is the penetration thickness of the lens (2; 2a; 2b; 2c) in the box (1); and b is a useful operating distance, and a receiver (6) being located in said final image focus.

2. Sensor according to claim 1, characterized in that it comprises means for controlling the movement of said receiver (6) to the race of the sun.

3. A sensor according to claim 1 or 2, characterized in that said convergent lens is plano-convex (2; 2a), biconvex (2b) or convergent meniscus (2c).

4. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that said convergent lens is a Fresnel lens (2; 2a). 35

5. The sensor as claimed in claim 4, characterized in that the convergent lens is a plano-convex Fresnel lens (2; 2a) mounted so that its planar face faces outwardly of said box (1).

6. A sensor according to claim 4, characterized in that the convergent lens is a biconvex Fresnel lens, mounted so that its convex smooth face is turned towards the outside of said box.

7. Sensor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said receiver is a heat pipe (6) covered with a material whose heat absorption coefficient 10 is greater than the emission coefficient of the heat.

8. Sensor according to claim 7, characterized in that the heat pipe (6) takes the form of a tube included in a vacuum tube. 15

9. Sensor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the receiver is a photovoltaic cell receiver.

10. Sensor according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the receiver (6) is connected to an extraction exchanger (7) supplied with a heat transfer fluid.

11. A sensor according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises retracting means adapted to separate the receiver (6) from the close-up focal plane (PFIR).

Sensor according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the receiver (6) is connected to a Stirling motor.

Sensor according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the surfaces of the lens (2; 2a; 2b; 2c) and / or the reflecting walls (3,4a-4d) of the box are treated. in order to reduce the potential alteration of their material over time.

14. Sensor according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the outer surface of the lens (2; 2a; 2b; 2c) comprises an anti-reflection treatment12

15. Sensor according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the reflecting walls (3, 4a-4d) consist of removable reflective panels