FR2936027A1

FR2936027A1 - Solar tower for producing electricity, has rings permitting tensioning and forming of evacuation duct, and intermediate rings joined to rings to distribute tension, where rings are divided into top ring and base ring

Info

Publication number: FR2936027A1
Application number: FR0805050A
Authority: FR
Inventors: Pierre Benhaiem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-03-19

Abstract

The tower has a cable stayed structure (6) with posts (2) fixed to rigid rings, where rings permit tensioning and forming of an evacuation duct (1). The evacuation duct is made of cylindrical flexible membrane e.g. ethylene tetrafluoroethylene translucent and transparent plastic sheet. The rings are divided in to a top ring (3) and a base ring (4). Intermediate rings (5) are joined to the rings to distribute the tension by fixing the ring with the other ring.

Description

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L'invention concerne un dispositif permettant de produire de l'électricité.Elle se rapporte aux tours solaires et dispositifs similaires. Pour le présent descriptif les termes de "tour solaire" désignent l'ensemble de l'installation, la "cheminée" désigne uniquement l'édifice comprenant le conduit d'évacuation. The invention relates to a device for producing electricity. It relates to solar towers and similar devices. For the purposes of this description, the term "solar tower" refers to the entire installation, the "chimney" refers only to the building comprising the exhaust duct.

Dans sa configuration de base décrite par Jôrg Schlaich de SBP une tour solaire se compose d'une immense serre ouverte à la périphérie et constituant le collecteur au milieu duquel se dresse la cheminée tirant l'air chaud.Le vent artificiel produit en permanence actionne la ou les turbines situées à la base.Le tirage est proportionnel à la hauteur de la cheminée,d'où ses très grandes dimensions.Un cône de convergence permet de faciliter le passage des flux d'air dans la cheminée. Une tour solaire comporte des inconvénients.La cheminée,haute de 1000 m environ et d'un diamètre de l'ordre de 120 m,est en béton sur toute sa surface,ce qui induit une masse de matériaux considérable nécessitant un amortissement de l'énergie grise,un coût très élevé,une vulnérabilité face aux vents forts,aux séismes,aux attentats. In its basic configuration described by Jörg Schlaich of SBP a solar tower consists of a huge greenhouse open to the periphery and constituting the collector in the middle of which stands the chimney pulling the hot air.The artificial wind produces continuously actuates the or the turbines located at the base.The draw is proportional to the height of the chimney, where its very large dimensions.Une convergence cone facilitates the passage of air flows in the chimney. A solar tower has disadvantages. The chimney, about 1000 m high and with a diameter of the order of 120 m, is made of concrete on all its surface, which induces a considerable mass of materials requiring a damping of the gray energy, a very high cost, vulnerability to strong winds, earthquakes, attacks.

Des recherches tendent à contourner les problèmes structurels. Le brevet DE 29622549U décrit une tour solaire gonflée avec un gaz plus léger que l'air en grandes quantités,représentant un coût de départ élevé s'ajoutant aux coûts de maintenance dus à l'acheminement du gaz remplaçant le gaz perdu.Sans gaz le maintien d'une tour d'une telle hauteur nécessiterait de l'air comprimé dans des poches gonflables imposant l'emploi d'un film épais et lourd.Quelque soit sa configuration une tour gonflable ne possède pas suffisamment de rigidité et se plie au vent,même haubanée.Rien n'est prévu voire possible pour affaler la cheminée en cas de vents excessifs,relativement fréquents en altitude:en effet il serait très difficile,long et coûteux d'évacuer l'air et l'hélium et les réintroduire à chaque variation météorologique. Research tends to circumvent structural problems. Patent DE 29622549U describes a solar tower inflated with a gas lighter than air in large quantities, representing a high starting cost in addition to maintenance costs due to the routing of the gas replacing the lost gas. Without gas the maintaining a tower of such a height would require compressed air in inflatable pockets requiring the use of a thick and heavy film. Whatever its configuration an inflatable tower does not have enough rigidity and bends to the wind , even cable-stayed.Nothing is planned or possible to lower the chimney in case of excessive winds, relatively frequent at altitude: indeed it would be very difficult, long and expensive to evacuate the air and helium and reintroduce them to each weather variation.

Le brevet ZA 200507212 décrit une tour solaire gonflée flottant dans l'air.Les pertes de charge sont très importantes en raison du coude formé par l'inclinaison de la tour.La poussée aérostatique n'est pas suffisante pour contrer un vent même léger de sorte que la tour penche rapidement vers l'horizontale et perd de son rendement. Certains des projets de tours gonflables conservent le bâtiment rigide de la base.Or bien que moins important que l'ensemble de la tour c'est un bâtiment d'autant plus considérable qu'il porte les turbines;il est donc coûteux et de plus occasionne des pertes de charges dues aux espaces fermés entre chacune des turbines. Les demandes de brevets DE 19806144 et FR 2893089 décrivent des installations insérées en milieu montagneux,et posant alors des problèmes liés à l;a nécessité d'un relief parfaitement linéaire sous l'ensemble de la surface collectrice pour permettre une convergence correcte des flux d'air,ce qui réduit les possibilités réelles d'installation.En outre le collecteur en pente a un rendement diminué par rapport à un collecteur plat. Patent ZA 200507212 describes an inflated solar tower floating in the air. The pressure drops are very important because of the elbow formed by the inclination of the tower. The aerostatic thrust is not sufficient to counter a wind even slight. so that the tower leans quickly towards the horizontal and loses its yield. Some of the projects of inflatable towers retain the rigid building of the base.Or although less important than the entire tower is a building all the more considerable that it carries the turbines, so it is expensive and more causes losses of loads due to the closed spaces between each of the turbines. The patent applications DE 19806144 and FR 2893089 describe installations inserted in a mountainous environment, and then posing problems related to the need for a perfectly linear relief under the whole of the collecting surface to allow a correct convergence of the flows of This reduces the actual installation possibilities. In addition, the sloped collector has a reduced efficiency compared to a flat collector.

Les brevets WO 9424435 et FR 2307982 s'écartent de la conception d'une cheminée affectée au tirage simple en décrivant une cheminée collectrice en forme de cône,la turbine étant placée au col où la vitesse de l'air est accélérée selon l'effet Venturi.Cependant leur efficacité réelle est réduite car la montée de l'air est due principalement à sa poussée ascensionnelle,et très peu à l'effet de tirage de la cheminée limité à la hauteur du cône. Des structures en réseau de câbles recouverte d'une pellicule ont été employées pour des tours de refroidissement dont la forme est ramassée et la hauteur limitée à 180 m. Dépourvues de haubans elles nécessitent la mise en oeuvre d'un seul mât central,ce qui est un handicap rédhibitoire pour des tours d'une hauteur de l'ordre de 1000 m et de forme effilée,le mât devant alors être très robuste lourd et coûteux pour soutenir la structure;de plus il occasionne des pertes de charges de même que les filins descendant du sommet et suspendant la structure.Une très grande quantité de câbles sont nécessaires afin de maintenir la structure,d'où un coût et un impact visuel élevés. La présente invention permet de résoudre les problèmes structurels et de coûts de la tour solaire dans son ensemble,de la cheminée en particulier.La cheminée est constituée d'une structure légère haubanée comprenant plusieurs mâts fixés à des anneaux rigides et les encadrant à leur périphérie.Les anneaux permettent de tendre et de former le conduit d'évacuation.Le conduit d'évacuation est fait d'au moins une membrane souple cylindrique.Les anneaux sont déclinés en un anneau sommital et un anneau à la base tendant le conduit de part et d'autre,auxquels s'ajoutent éventuellement un ou plusieurs anneaux intermédiaires tendant le conduit dans les zones intermédiaires répartissant alors les tensions par fixations anneau par anneau,étant donné les très grandes dimensions de la cheminée. Ainsi la présente invention permet l'élimination des plus importantes masses de matériaux de construction traditionnelle constituant la surface de la cheminée tout en conservant le bénéfice d'une structure rigide de meilleure tenue qu'une structure gonflable, et ce en limitant l'impact visuel de par la transparence de la membrane.La légèreté de la membrane permet de l'associer à un support également léger.Le diamètre et donc le tirage de la cheminée peuvent être bien plus importants,d'autant que par sa transparence la cheminée permet le passage du rayonnement solaire dans les zones du collecteur situées habituellement et successivement à I'ombre.Le concept de construction associant une membrane tendue pouvant être transparente à une structure légère est étendu à d'autres pièces de l'installation:le cône de convergence des flux d'air, ?a partie surélevée du collecteur.Le coût et l'impact visuel sont diminués. Patents WO 9424435 and FR 2307982 deviate from the design of a chimney assigned to the simple draft by describing a conical collector chimney, the turbine being placed at the neck where the speed of the air is accelerated according to the effect Venturi.However their real efficiency is reduced because the rise of air is due mainly to its upward thrust, and very little to the draft effect of the chimney limited to the height of the cone. Film-coated cable network structures were used for cooling towers whose shape was collected and the height was limited to 180 m. Without shrouds they require the implementation of a single central mast, which is a crippling handicap for towers of a height of the order of 1000 m and tapered shape, the mast must then be very heavy heavy and expensive to support the structure, it also causes losses of loads as well as the cables descending from the top and suspending the structure.A very large amount of cables are necessary to maintain the structure, resulting in a cost and a visual impact high. The present invention makes it possible to solve the structural and cost problems of the solar tower as a whole, of the chimney in particular. The chimney consists of a light cable-stayed structure comprising several masts fixed to rigid rings and framing them at their periphery. The rings make it possible to tension and form the evacuation duct. The evacuation duct is made of at least one flexible cylindrical membrane. The rings are declined in a top ring and a ring at the base tending the duct from and else, to which are optionally added one or more intermediate rings tending the conduit in the intermediate zones then distributing the tensions ring fastenings per ring, given the very large dimensions of the chimney. Thus, the present invention makes it possible to eliminate the most important masses of traditional construction materials constituting the surface of the chimney while preserving the benefit of a rigid structure better able than an inflatable structure, and this by limiting the visual impact. thanks to the transparency of the membrane.The lightness of the membrane makes it possible to associate it with a support that is also light.The diameter and thus the draft of the chimney can be much more important, especially since by its transparency the chimney allows the solar radiation passes through the areas of the collector usually and successively in the shade. The concept of construction associating a tensioned membrane that can be transparent to a light structure is extended to other parts of the installation: the cone of convergence of airflow, at elevated portion of the collector. Cost and visual impact are reduced.

Avantageusement les mâts et les anneaux de la cheminée sont construits en treillis,tout comme les pièces rigides du cône de convergence.Les haubans sont disposés sur le pourtour de la structure mâts-anneaux,l'intérieur étant occupé par le conduit de cheminée en matériau souple et tendu dans la structure.Les mâts haubanés en treillis ont fait leurs preuves et sont les plus légères et moins coûteuses des structures rigides:nombre de relais de télévision ont une hauteur de plus de 600 m,et pour un poids inférieur à 400 tonnes.Comme les mâts sont à la périphérie des anneaux,ils ne peuvent engendrer des pertes de charge.Les haubans sont orientés,à différentes hauteurs,vers au moins trois directions.Une installation haubanée a la particularité de ne pas générer au sol un espace occupé supplêmentaire conséquent puisque les points d'ancrage des haubans se situent à proximité du pourtour du collecteur.Par ailleurs bien que les forces de compression soient plus faibles du fait de la verticalité de la cheminée il est possible de limiter encore ces efforts par l'emploi de films d'épaisseur décroissante avec l'altitude. Advantageously, the masts and the rings of the chimney are constructed in lattice, just like the rigid parts of the cone of convergence. The stays are arranged on the periphery of the mast-ring structure, the interior being occupied by the chimney of material flexible and taut in the structure.The guyed guyed lattice masts have proven themselves and are the lightest and least expensive rigid structures: number of TV relays have a height of more than 600 m, and for a weight less than 400 tons As the masts are at the periphery of the rings, they can not generate pressure drops. The stays are oriented, at different heights, in at least three directions. A guyed installation has the particularity of not generating on the ground an occupied space. consequently, since the anchor points of the stay cables are close to the perimeter of the collector. Moreover, although the compressive forces are more s low because of the verticality of the chimney it is possible to further limit these efforts by the use of films of decreasing thickness with altitude.

Avantageusement les membranes constituant le conduit d'évacuation,le cône de convergence,la partie surélevée du collecteur,les cloisons des compartiments,sont en feuille plastique transparente ou translucide ETFE.La tension d'une membrane à bonne mémoire élastique telle que l'EFTE permet l'obtention d'une forme lisse et précise,d'où une réduction des frottements. Advantageously, the membranes constituting the evacuation pipe, the cone of convergence, the elevated part of the collector, the partitions of the compartments, are made of transparent or translucent plastic sheet ETFE. The tension of a membrane with good elastic memory such as the EFTE allows obtaining a smooth and precise shape, resulting in a reduction of friction.

Avantageusement la zone surélevée du collecteur allant vers la cheminée et comprenant dans les projections habituelles le lourd bâtiment de la base est constituée de même d'une membrane également tendue,ce du premier anneau de la cheminée vers la zone de faible hauteur du collecteur en aval,et formant un cône.Cette zone comprend les turbines. Avantageusement la zone surélevée du collecteur est compartimentée,ce afin de diriger les flux d'air vers chaque turbine d'axe horizontal respective.Chaque compartiment est constitué d'une cloison verticale reliant le plafond de la zone surélevée au sol,et de la base à la cheminée,et canalise l'air vers la turbine puis vers la cheminée.Les pertes de charges sont réduites car l'espace entre chaque turbine est diminué.Chaque turbine comporte une structure ancrée au sol.Ainsi l'application du concept de la membrane tendue sur au moins un anneau d'une structure légère permet également d'éviter la construction du très lourd bâtiment de la base. La cheminée selon la présente invention peut aussi ne comporter qu'une seule turbine, alors d'axe vertical.Selon une variante la partie surélevée pseudo-conique du collecteur peut,de par sa mise en forme par tension de l'anneau de la base au pilier,avoir des dimensions et une hauteur aussi importantes que le permet l'élévation de la turbine et donc peut être rehaussée,ce afin de réduire l'angle de passage de l'horizontale à la verticale,et afin d'augmenter le volume d'air chauffé. La présente invention permet la mise en oeuvre d'un dispositif de levage de sécurité pour affaler rapidement,en moins d'une heure,le conduit ainsi que,accessoirement,la partie surélevée du collecteur,ce en cas de vents excessifs ou d'alerne météo,ou pour le remonter. L'objectif est de limiter la surface offerte au vent pour ne pas faire travailler la structure lors de coups de vent.Ce dispositif peut emprunter les techniques de levage connues,de préférence n'employant pas de contrepoids et n'encombrant pas la structure:dispositif à treuil ou à crémaillère.L'affalement est partiel ou total selon les vents à différentes altitudes. La mise en oeuvre du dispositif de sécurité de levage ou d'affalement du conduit et éventuellement de la partie surélevée du collecteur alors évidée à l'endroit de chaque mât pour pouvoir coulisser comprend leur équipement à leurs sommets respectifs d'un anneau pouvant être en en treillis ou de section annulaire en fibre de carbone,en fibre de verre ou en matériaux composites.Les anneaux du conduit et de la partie surélevée du collecteur sont d'une part fixés respectivement à l'anneau sommital et à l'anneau de la base de la structure,par des mousquetons à ouverture télécommandée,ci'autre part reliés à chacun des mâts par l'intermédiaire d'un dispositif à crémaillère ou d'un système de treuillage. Advantageously, the elevated zone of the collector going towards the chimney and including in the usual projections the heavy building of the base is constituted by the same of a membrane also tensioned, that of the first ring of the chimney towards the low zone of the collector downstream , and forming a cone.This area includes turbines. Advantageously, the elevated area of the collector is compartmentalized, in order to direct the air flows to each respective horizontal axis turbine. Each compartment consists of a vertical partition connecting the ceiling of the raised area to the ground, and the base at the chimney, and channel the air towards the turbine then towards the chimney. The losses of charges are reduced because the space between each turbine is diminished. Each turbine comprises a structure anchored on the soil. Thus the application of the concept of the membrane stretched over at least one ring of a light structure also avoids the construction of the very heavy building of the base. The chimney according to the present invention may also comprise only one turbine, then of vertical axis. According to one variant, the raised pseudo-conical portion of the collector can, by virtue of its shaping by tension of the ring of the base. to the pillar, have dimensions and height as large as the elevation of the turbine allows and therefore can be raised, to reduce the angle of passage from horizontal to vertical, and to increase the volume heated air. The present invention allows the implementation of a safety lifting device to rapidly reduce, in less than one hour, the conduit and, incidentally, the raised portion of the collector, in case of excessive winds or alern weather, or to wind it up. The objective is to limit the surface offered to the wind so as not to make the structure work during gusts.This device can borrow known lifting techniques, preferably using no counterweight and not encumbering the structure: winch or rack device. Affaliation is partial or total depending on the wind at different altitudes. The implementation of the safety device for lifting or spreading the duct and possibly the raised part of the collector then recessed at the location of each mast to be able to slide comprises their equipment at their respective vertices of a ring which can be lattice or annular section carbon fiber, fiberglass or composite materials.The rings of the duct and the raised portion of the collector are firstly fixed respectively to the top ring and the ring of the base of the structure, by snap hooks remote controlled, on the other hand connected to each of the masts via a rack device or a winching system.

La membrane formant le cône de convergence peut être détachable pour que soit assuré de même son affalement pour soulager la structure d'une prise au vent trop importante. Pour une installation à turbines disposées concentriquement les turbines sont équipées d'une rehausse afin d'éviter tout contact direct de la partie surélevée du collecteur avec les turbines lors de son affalement,ou en cas de détente de la membrane. The membrane forming the cone of convergence can be detachable so that is ensured likewise its affalement to relieve the structure of taking too much wind. For a turbine installation arranged concentrically the turbines are equipped with a riser to avoid direct contact of the raised portion of the collector with the turbines during its affalement, or in case of relaxation of the membrane.

Avantageusement le dispositif de sécurité comprend un dispositif à crémaillère,apparenté aux systèmes mis en oeuvre pour les ascenseurs de chantier.Le rail ou le mât ou l'échelle crantée est emboîté par un dispositif à roues crantées. Le dispositif à crémaillère comprend sur chaque mât un rail denté vertical permettant à l'anneau du conduit et éventuellement à l'anneau éventuel de la partie surélevée du collecteur de coulisser par l'intermédiaire de la roue dentée maintenue par une fourche fixée d'un côté à l'anneau,de l'autre côté entourant chacune des deux glissières disposées de part et d'autre du rail.La fourche comprend deux roulettes parcourant chacune les chemins de roulement que sont les deux glissières.Un moteur thermique,ou un moteur électrique alimenté par l'intermédiaire du câble d'alimentation électrique qui s'enroule et se déroule au fil des montées et descentes,assure le déplacement vertical en actionnant la roue.Le dispositif d'affalement est dirigé informatiquement selon les données fournies par des anémomètres et des baromètres disposés à différentes hauteurs de la structure. L'installation d'un ou plusieurs anneaux intermédiaires dans la structure permet de consolider la structure,et de faciliter la mise en forme et la répartition des tensions du conduit,lequel est alors équipé de fixations de type mousquetons à ouverture également télécommandée,ce pour chaque anneau structurel. Les dessins illustrent schématiquement les principes essentiels du dispositif selon l'invention dans des formes particulières de réalisation décrites ci-après. La figure 1 représente une vue d'ensemble d'une tour solaire selon l'invention,avec les 35 turbines d'axe horizontal disposées concentriquement à la cheminée. La figure 2 représente une vue d'ensemble d'une tour solaire selon l'invention,avec une seule turbine disposée sous le conduit. Advantageously, the safety device comprises a rack device, related to the systems used for the construction elevators. The rail or the mast or the notched ladder is fitted by a notched wheel device. The rack device comprises on each mast a vertical toothed rail allowing the ring of the duct and possibly the ring of the raised part of the collector to slide by means of the toothed wheel held by a fork fixed by a side to the ring, the other side surrounding each of the two rails disposed on either side of the rail.La fork includes two wheels each running the tracks that are the two slides.Un engine, or engine electrical powered via the power cable that winds and unwinds during the ascents and descents, ensures the vertical movement by actuating the wheel. The device is directed computeratically according to the data provided by anemometers and barometers arranged at different heights of the structure. The installation of one or more intermediate rings in the structure makes it possible to consolidate the structure, and to facilitate the shaping and distribution of the voltages of the duct, which is then equipped with fasteners of the carabiner type with remote-controlled opening, this for each structural ring. The drawings schematically illustrate the essential principles of the device according to the invention in particular embodiments described below. FIG. 1 represents an overall view of a solar tower according to the invention, with the turbines of horizontal axis arranged concentrically at the chimney. FIG. 2 represents an overall view of a solar tower according to the invention, with a single turbine arranged under the conduit.

La figure 3 représente une variante de la tour solaire représentée sur la figure 2. La figure 4 représente une vue du dessus de la tour solaire,variante à membrane double. La figure 5 représente une vue de la crémaillère et,plus bas,de l'enrouleur. La figure 6 représente une vue du dessus d'une partie du mécanisme de la crémaillère. FIG. 3 represents a variant of the solar tower shown in FIG. 2. FIG. 4 represents a view from above of the solar tower, a variant with a double membrane. Figure 5 shows a view of the rack and, below, the winder. Figure 6 shows a view from above of a part of the mechanism of the rack.

La figure 7 représente la cheminée solaire,le conduit (1) et la partie surélevée (7) du collecteur étant affalés,la sangle (26) de l'enrouleur étant grossie par la membrane enroulée. La cheminée est constituée d'un conduit (1) d'évacuation fait d'une membrane cylindrique transparente en ETFE tendue de part et d'autre de l'anneau sommital (3) et de l'anneau de la base (4), lesquels sont encadrés à leur périphérie par quatre mâts (2) haubanés (6).Les anneaux structurels d'extrémité (3 et 4), ainsi qu'éventuellement l'anneau intermédiaire (5), forment avec les mâts (2) l'ensemble de la structure légère en treillis soutenant la membrane (1). La partie surélevée (7) du collecteur (10), de forme pseudo-conique,est une membrane transparente en ETFE tendue de l'anneau de la base (4) vers les piliers (9) ancrés au sol et marquant aussi la liaison avec le reste du collecteur (10).Les piliers (9) sont noirs et remplis d'eau afin de constituer des ancrages solides ainsi que des accumulateurs de chaleur.Le cône de convergence est constitué d'un mât en treillis (11) au sommet duquel est tendu une membrane transparente (13) en ETFE formant le cône de convergence. Pour une installation à plusieurs turbines d'axe horizontal (8) disposées concentriquement à la périphérie de la cheminée,des cloisons (14) faites de membrane,de préférence en ETFE, canalisent le vent artificiel vers les turbines (8).Ces cloisons (14) atteignent le plafond de la partie surélevée (7) du collecteur (10) et relient la cheminée aux piliers (9).Les turbines (8) sont équipées d'une rehausse (25) empêchant tout contact entre elles et la partie surélevée (7) du collecteur. Figure 7 shows the solar chimney, the duct (1) and the raised portion (7) of the collector being slumped, the strap (26) of the reel being enlarged by the wound membrane. The chimney consists of an evacuation duct (1) made of a transparent cylindrical ETFE membrane stretched on both sides of the top ring (3) and the ring of the base (4), which are framed at their periphery by four masts (2) braced (6) .The structural end rings (3 and 4), and optionally the intermediate ring (5) form with the masts (2) the all of the light lattice structure supporting the membrane (1). The raised part (7) of the collector (10), of pseudo-conical shape, is a transparent ETFE membrane stretched from the ring of the base (4) to the pillars (9) anchored to the ground and also marking the connection with the rest of the collector (10). The pillars (9) are black and filled with water to form solid anchors and heat accumulators. The cone of convergence consists of a lattice mast (11) at the top which is stretched a transparent membrane (13) ETFE forming the cone of convergence. For an installation with several horizontal axis turbines (8) arranged concentrically at the periphery of the chimney, partitions (14) made of membrane, preferably made of ETFE, channel the artificial wind towards the turbines (8). These partitions ( 14) reach the ceiling of the raised portion (7) of the collector (10) and connect the chimney to the pillars (9) .The turbines (8) are equipped with a riser (25) preventing any contact between them and the raised portion (7) of the collector.

L'installation peut aussi comporter une seule turbine (12) d'axe vertical,soutenue par un mât (23) d'où est tendue la membrane (13) formant le cône de convergence. Selon une variante représentée sur la figure 3 la partie surélevée (7) du collecteur (10), la turbine (12) et son mât (23) alors équipé de haubans (24), l'anneau de base (4) de la structure,la membrane (13) formant le cône de convergence,sont rehaussés,la partie surélevée (7) du collecteur (10) est également élargie,ce afin que soit augmenté le volume d'air chauffé dans la partie surélevée (7) du collecteur et afin de rendre plus progressif le passage des flux d'air de l'horizontale à la verticale. La mise en oeuvre du dispositif de levage de sécurité d'affalement du conduit (1) et éventuellement de la partie surélevée (7) du collecteur comprend leur équipement à leurs sommets respectifs d'un anneau (15) pouvant être en en treillis ou de section annulaire en fibre de carbone,en fibre de verre ou en matériaux composites.Les anneaux (15) du conduit (1) et de la partie surélevée (7) du collecteur sont fixés respectivement à l'anneau sommital (3) et à l'anneau de la base (4) de la structure,par des mousquetons à ouverture télécommandée_ équipant aussi les éventuels anneaux intermédiaires ,d'autre part relié à chacun des mâts (2) par l'intermédiaire d'un dispositif à crémaillère. Le dispositif à crémaillère comprend un rail denté (17) permettant à l'anneau (15) du conduit (1) et éventuellement à l'anneau (15) éventuel de la partie surélevée (7) du collecteur de coulisser par l'intermédiaire de la roue dentée (20) maintenue par une fourche (19) fixée d'un côté à l'anneau (15),de l'autre côté entourant chacune des deux glissières (16) disposées de part et d'autre du rail (17).La fourche (19) comprend deux roulettes (18) parcourant chacune les chemins de roulement que sont les deux glissières (16).Un moteur électrique (21) actionne la roue;il est alimenté par l'intermédiaire du câble (22) d'alimentation électrique qui s'enroule et se déroule au fil des montées et descentes.La membrane (13) formant le cône de convergence est détachable pour pouvoir être affalée également,car elle offre une grande prise au vent en raison de ses dimensions. Un enrouleur (26 et 27) du conduit (1) est mis en oeuvre:il est nécessaire afin de le contenir lors de son affalement.L'enrouleur (26 et 27) décrit en exemple est situé à mi-hauteur de la cheminée et se compose d'une sangle (26) entourant le conduit (1) et de deux boîtiers (27) de part et d'autre comprenant chacun une roue dentée éventuellement motorisée roulant le long de chacun des deux autres rails dentés verticaux (28) disposés à l'opposé le long des mâts (2) équipés,ainsi qu'un dévidoir permettant d'enrouler la sangle (26) pour la racourcir et resserrer le conduit (1) avant son emoulement.Lors de l'affalement l'anneau sommital (3) arrive à proximité de l'enrouleur (26 et 27), ce en bout de course. Selon une variante le conduit (1) est réalisé de plusieurs,au moins deux,membranes cylindriques de diamètre légèrement différent (29,30), emboîtées l'une dans l'autre,et tendues aux anneaux (3,4,et éventuellement 5) respectivement par les périphéries internes et externes de leurs anneaux (15) communs,auxquels se rajoutent par fixations structurelles (32) d'éventuels anneaux internes (33).Ce dispositif assure une meilleure isolation thermique du conduit (1).L' interstice sommital annulaire est occupé par une membrane annulaire correspondante (31) formant une soupape dont l'ouverture permet l'affalement du conduit en laissant échapper par le haut l'air contenu dans l'interstice.La fermeture de l'interstice au sommet pendant la mise en service permet d'éviter un effet de circulation d'air refroidissant le conduit (1) formé des aux moins deux membranes cylindriques (29,30). Les applications industrielles du dispositif selon la présente invention concernent le secteur des énergies renouvelables non polluantes pour la production d'électricité sans rejet de carbone.Le dispositif selon l'invention vise à la possibilité d'une exploitation effective du principe de la tour solaire thermique. The installation may also comprise a single turbine (12) of vertical axis, supported by a mast (23) from which is stretched the membrane (13) forming the cone of convergence. According to a variant shown in Figure 3 the raised portion (7) of the collector (10), the turbine (12) and its mast (23) then equipped with stays (24), the base ring (4) of the structure , the membrane (13) forming the convergence cone, are raised, the raised portion (7) of the collector (10) is also enlarged, so that the volume of heated air in the raised part (7) of the collector is increased and to make the flow of air from horizontal to vertical more gradual. The implementation of the safety lifting device of the duct (1) and possibly the raised portion (7) of the collector comprises their equipment at their respective vertices of a ring (15) which can be lattice or annular section made of carbon fiber, fiberglass or composite materials.The rings (15) of the duct (1) and the raised part (7) of the collector are respectively fixed to the top ring (3) and to the ring of the base (4) of the structure, by carabiners with remote-controlled opening_ also equipping any intermediate rings, on the other hand connected to each of the poles (2) via a rack device. The rack device comprises a toothed rail (17) allowing the ring (15) of the duct (1) and possibly the ring (15) possible of the raised portion (7) of the collector to slide by means of the toothed wheel (20) held by a fork (19) fixed on one side to the ring (15), on the other side surrounding each of the two rails (16) arranged on either side of the rail (17). ) .The fork (19) comprises two rollers (18) each running the raceways that are the two slides (16) .An electric motor (21) actuates the wheel, it is powered via the cable (22) The membrane (13) forming the cone of convergence is detachable so that it can be slumped as well, because it offers a great catch to the wind because of its dimensions. A reel (26 and 27) of the duct (1) is implemented: it is necessary to contain it during its affalement.The reel (26 and 27) described as an example is located halfway up the chimney and consists of a strap (26) surrounding the duct (1) and two housings (27) on each side each comprising an optionally motorized gear wheel running along each of the two other vertical toothed rails (28) arranged the opposite along the poles (2) equipped, and a reel for winding the strap (26) to shorten it and tighten the duct (1) before its pourement.Lors affalement the top ring (3) arrives near the reel (26 and 27), at the end of the race. According to a variant, the duct (1) is made of several, at least two, cylindrical membranes of slightly different diameter (29, 30), nested one inside the other, and stretched to the rings (3, 4, and possibly 5 ) respectively by the inner and outer peripheries of their rings (15) common, which are added by structural fasteners (32) of possible internal rings (33) .Ce device provides better thermal insulation of the conduit (1) .The interstice annular summit is occupied by a corresponding annular membrane (31) forming a valve, the opening of which allows the duct to be slid by letting the air contained in the interstice escape from above.Closing the interstice at the top during the commissioning avoids an air circulation effect cooling the duct (1) formed by at least two cylindrical membranes (29,30). The industrial applications of the device according to the present invention relate to the sector of non-polluting renewable energies for the production of electricity without carbon discharge. The device according to the invention aims at the possibility of an effective exploitation of the principle of the solar thermal tower. .

Claims

CLAIMS1) Solar tower composed of a greenhouse open at the periphery and constituting the collector (10) in the middle of which stands the chimney, several horizontal axis turbines (8) or a single vertical axis turbine (12). ), an elevated portion (7) of the collector (10), of pseudo-conical shape, comprising a cone of convergence, characterized in that the chimney consists of a light-weighted structure (6) comprising several masts (2 ) fixed to rigid rings and framing them at their periphery, in that the rings allow to stretch and form the duct (1) for evacuation, in that the duct (1) of evacuation is made of at less a flexible cylindrical membrane, in that the rings are declined into a top ring (3) and a ring at the base (4) tending the conduit (1) on either side, to which are added possibly one or more intermediate rings (5) then distributing the tensions by ring fasteners.

2) solar tower according to claim 1 characterized in that the masts (2), and the rings (3,4, optionally 5) are constructed of lattice.

3) solar tower according to claims 1 or 2 characterized in that the raised portion 15 (7) of the collector is a transparent membrane stretched from the ring of the base (4) to the pillars (9) anchored to the ground.

4) solar tower according to any one of the preceding claims characterized in that walls (14) made of membrane channel the artificial wind to the turbines (8), in that the partitions (14) reach the ceiling of the raised portion (7) of the collector and 20 connect the chimney to the pillars (9), in that the turbines (8) are equipped with a riser (25) preventing any contact between them and the raised portion (7) of the collector.

5) solar tower according to any one of the preceding claims characterized in that the cone of convergence consists of a mast trellis (11) at the top of which is stretched a membrane (13) forming the cone, in that the membrane (13) forming the convergence cone can be detachable.

6) solar tower according to any one of the preceding claims characterized in that the membranes constituting the conduit (1) discharge, the raised portion (7) of the collector (10), the partitions of the compartments (14), the part flexible of the convergence cone (13), are in transparent or translucent plastic sheet ETFE. 30

7) solar tower according to any one of the preceding claims characterized by the implementation of a safety device for lifting or affeling the conduit (1) and optionally the raised portion (7) of the collector then hollowed out the location of each mast (2), comprising the equipment at their respective vertices of a ring or ring-shaped ring (15) made of carbon fiber, fiberglass or composite materials, in that the rings (15) of the duct (1) and of the raised part (7) of the collector are on the one hand fixed respectively to the top ring (3) and to the ring of the base (4) of the structure, by carabiners remotely operated_ also equipping any intermediate rings, on the other hand connected to each mast (2) via a rack device or a winching system.

8) solar tower according to the preceding claim characterized in that the rack device comprises on each mast (2) a vertical toothed track (17) allowing the ring (15) of the duct (1) and optionally to the ring ( 15) possible of the raised portion (7) of the collector to slide through the gear (20) held by a fork (19) fixed on one side to the ring (15), on the other side surrounding each of the two slides (16) disposed on either side of the rail (17), in that the fork (19) comprises two rollers (18) each running the tracks which are the two slides (16), in that a heat engine, or an electric motor (21) supplied by means of the power supply cable (22) which winds and unfolds during the ascents and descents, ensures the vertical displacement by actuating the wheel (20), by the implementation of a reel (26 and 27) of the duct (1), in that the winding ur (26 and 27) is located halfway up the chimney and consists of a strap (26) surrounding the duct (1) and two casings (27) on each side each comprising a gear wheel possibly motorized driving along each of the two other vertical toothed rails (28) arranged opposite along the mast (2) equipped and a reel for winding the strap (26) to shorten and tighten the conduit ( 1) before its winding, in that the device of affalement is directed computeratically according to the data provided by anemometers and barometers arranged at different heights of the structure.

9) solar tower according to any one of the preceding claims characterized in that the raised portion (7) of the collector (10), the turbine (12) and its mast (23) then equipped with stays (24), the ring base (4) of the structure, the membrane (13) forming the cone of convergence, are raised, in that the raised portion (7) of the collector (10) is also enlarged.

10) solar tower according to any one of the preceding claims characterized in that the duct (1) is made of several, at least two, cylindrical membranes of slightly different diameter (29,30), nested one in the other, and stretched to the rings (3,4, and possibly 5) respectively by the inner and outer peripheries of their rings (15) common, to which are added by structural fasteners (32) of possible internal rings (33), in that that the annular top gap is occupied by a corresponding annular membrane (31) forming a valve.