FR2954972A1 - Procede d'orientation automatique d'un dispositif de panneau solaire et dispositif fonctionnant selon ce procede - Google Patents
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Abstract
Procédé d'orientation d'un dispositif (3) de panneau solaire, caractérisé en ce qu'on oriente le dispositif de panneau solaire selon au moins un axe (5), dans un premier sens et dans un deuxième sens, en utilisant une énergie d'un premier réservoir (6) de fluide ou d'un deuxième réservoir (8) de fluide, l'énergie étant fournie par le rayonnement solaire et les deux réservoirs étant indépendants
Description
La présente invention concerne un procédé automatique d'orientation d'un panneau solaire et un dispositif d'orientation d'un panneau solaire, c'est-à-dire un dispositif d'orientation fonctionnant selon un tel procédé. L'invention concerne encore un système de conversion d'énergie solaire comprenant un tel dispositif d'orientation d'un dispositif de panneau solaire et un dispositif de panneau solaire.
La demande mondiale en énergie étant croissante, un des buts de ces prochaines années est de trouver des sources d'énergie fiables et respectueuses de l'environnement. Un des premiers pas a été la fabrication de systèmes pouvant convertir l'énergie solaire soit en électricité par l'intermédiaire de panneaux solaires photovoltaïques, soit en chaleur par l'intermédiaire de panneaux solaires thermiques. Néanmoins, l'installation de tels systèmes reste coûteuse et la productivité est parfois jugée trop faible aux yeux du consommateur.
D'après des études, un tel système qui peut suivre la course du soleil connaît un gain en productivité située en moyenne entre 15 et 30 % selon la technologie employée. Pour que le système puisse suivre la course du soleil, on l'équipe d'un dispositif d'orientation ou « traqueur » servant à orienter, automatiquement, des panneaux solaires en fonction de la position du soleil.
Les dispositifs d'orientation peuvent être classés en deux catégories : - les dispositifs d'orientation dits actifs, c'est-à-dire utilisant une énergie extérieure, notamment de l'énergie électrique, pour permettre au système de suivre la course du soleil. Ces dispositifs d'orientation utilisent souvent des moteurs pas à pas pour déplacer les panneaux solaires. - les dispositifs d'orientations dits passifs, c'est-à-dire n'utilisant aucune source d'énergie extérieure pour permettre le maintien et l'orientation des panneaux solaires de sorte que ceux-ci soient positionnés au moins sensiblement perpendiculairement au rayon du soleil. MS\CEA015FR.dpt Pour des installations de moyenne et grosse puissances, l'énergie consommée par un dispositif d'orientation actif est faible par rapport à la quantité d'énergie convertie par les panneaux solaires que le dispositif d'orientation est destiné à orienter. En revanche, pour des installations de petite puissance, l'énergie consommée par un dispositif d'orientation actif n'est plus négligeable par rapport à la quantité d'énergie convertie par les panneaux solaires que le dispositif d'orientation est destiné à orienter et, en particulier, n'est pas négligeable par rapport aux gains d'énergie apportés par le dispositif d'orientation par rapport à un système à panneaux solaires fixes. Dans un tel contexte, les dispositifs d'orientation du type passif présentent un intérêt certain.
On connaît déjà différents dispositifs d'orientation passifs.
Dans un premier dispositif d'orientation, deux cylindres identiques et soumis à la même pression sont disposés de chaque côté d'un panneau solaire et à la même distance du centre de rotation de ce panneau solaire. Ils sont remplis d'un fluide ayant une basse température d'ébullition. Le dispositif prévoit par ailleurs des caches disposés judicieusement de sorte que si les rayons du soleil ne sont pas perpendiculaires à la surface du panneau solaire, le rayonnement atteint majoritairement l'un des deux cylindres, ce qui provoque dans ce dernier l'ébullition du fluide et un transfert de fluide d'un cylindre à l'autre. Il en découle que les poids respectifs des deux cylindres ne sont plus les mêmes, et que le panneau solaire s'incline en conséquence. Bien qu'un tel dispositif d'orientation présente des avantages (notamment, un gain en performance du panneau solaire comparable à celui obtenu avec un dispositif d'orientation actif, une structure simple et donc un coût faible), il présente certains inconvénients pouvant être rédhibitoires : - le dispositif d'orientation ne résiste pas aux éléments extérieurs comme les rafales de vent, car son équilibre autour de la position idéale est précaire et MS\CEA015FR.dpt parce que les efforts qu'il met en jeu sont faibles vis-à-vis des efforts produits par une rafale de vent par exemple ; - il existe un risque d'apparition d'un phénomène d'oscillations autour de la position idéale : en effet, du fait des inerties, lors d'une phase de modification de l'orientation du panneau solaire, le dispositif d'orientation va dépasser la position idéale, puis voudra corriger ce dépassement grâce à une orientation en sens inverse mais dépassera de nouveaux l'orientation idéale. Il s'ensuit un phénomène d'oscillations autour de la position idéale.
On connaît également du document US 2005/284 467 un dispositif d'orientation passif pour orienter des panneaux solaires en fonction de la position du soleil. Dans ce dispositif d'orientation, un liquide remplit une chambre qui est reliée à un vérin. On utilise la dilatation du liquide pour déplacer la tige du vérin et pour, en conséquence, déplacer les panneaux solaires. Ainsi, dans ce dispositif d'orientation, l'orientation des panneaux solaires est fonction de la température du liquide et non nécessairement fonction de l'orientation des rayons solaires. En particulier, durant la première partie de la journée, la chambre n'est pas exposée aux rayons solaires et la température du liquide n'est fonction que de la température de l'air ambiant. Il en découle que les rayons solaires ne sont pas nécessairement perpendiculaires aux panneaux solaires dans cette première partie de journée. De même, durant la deuxième partie de la journée, la chambre est progressivement exposée aux rayons solaires, celle-ci étant en conséquence plus exposée aux rayons solaires en fin de journée qu'en milieu de journée. Il en découle que les rayons solaires ne peuvent pas avoir une incidence constante par rapport aux panneaux solaires durant cette deuxième partie de journée et que les rayons solaires ne sont donc pas perpendiculaires aux panneaux solaires durant toute cette deuxième partie de journée. Par ailleurs, la température ambiante a nécessairement une influence sur l'orientation des panneaux solaires. Par conséquent, si, dans certaines conditions, les rayons solaires sont perpendiculaires aux panneaux solaires, dans ces mêmes MS\CEA015FR.dpt conditions, mais avec une température ambiante différente, les rayons solaires ne seront pas perpendiculaires aux panneaux solaires. De plus, lorsque le dispositif est abrité complètement du soleil lors d'un passage nuageux, il revient dans une position définie uniquement par la température ambiante, cette position pouvant être très éloignée de la position occupée juste avant le passage nuageux.
Le but de l'invention est de fournir un procédé d'orientation et un dispositif d'orientation permettant de remédier aux problèmes évoqués précédemment et améliorant les procédés d'orientation et les dispositifs d'orientation connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un procédé d'orientation et un dispositif d'orientation permettant d'améliorer la précision de l'orientation des panneaux solaires.
Selon l'invention, le procédé permet d'orienter un dispositif de panneau solaire. Il est caractérisé en ce qu'on oriente le dispositif de panneau solaire selon au moins un axe, dans un premier sens et dans un deuxième sens, en utilisant une énergie d'un premier réservoir de fluide ou d'un deuxième réservoir de fluide, l'énergie étant fournie par le rayonnement solaire et les deux réservoirs étant indépendants.
On peut orienter, selon l'axe, dans le premier sens, le dispositif de panneau solaire en reliant pneumatiquement ou hydrauliquement une première chambre du premier réservoir à une première chambre de vérin et on peut orienter, selon l'axe, dans le deuxième sens, le dispositif de panneau solaire en reliant pneumatiquement ou hydrauliquement une deuxième chambre du deuxième réservoir à une deuxième chambre de vérin. On peut orienter, selon l'axe, dans le premier sens ou dans le deuxième sens, le dispositif de panneau solaire jusqu'à ce qu'un distributeur interdise MS\CEA015FR.dpt l'alimentation d'une des chambres de vérin par l'une des chambres d'un réservoir.
Un premier distributeur et un deuxième distributeur peuvent être commandés respectivement par la pression d'un fluide contenu dans une troisième chambre, notamment dans une troisième chambre incluse dans le premier réservoir, et par la pression d'un fluide contenu dans une quatrième chambre, notamment dans une quatrième chambre incluse dans le deuxième réservoir.
On peut orienter, selon l'axe, dans le premier sens ou dans le deuxième sens, le dispositif de panneau solaire jusqu'à ce que les troisième et quatrième chambres : soient exposées globalement de manière minimale aux rayons solaires, et/ou soient exposées de manière identique aux rayons solaires, ou ne soient pas exposées aux rayons solaires.
Selon l'invention, le dispositif permet d'orienter un dispositif de panneau solaire autour d'un axe. Le dispositif d'orientation comprend au moins un premier et un deuxième réservoirs indépendants et des moyens de liaison hydraulique ou pneumatique pour relier une première chambre du premier réservoir et une deuxième chambre du deuxième réservoir respectivement à une première chambre de vérin et à une deuxième chambre de vérin de sorte à pouvoir alimenter la première chambre de vérin avec du fluide de la première chambre du premier réservoir et à pouvoir alimenter la deuxième chambre de vérin avec du fluide de la deuxième chambre du deuxième réservoir.
Le dispositif d'orientation peut comprendre des moyens de liaison hydraulique ou pneumatique pour relier hydrauliquement ou pneumatiquement la première chambre du premier réservoir et la deuxième chambre du deuxième réservoir respectivement à la deuxième chambre de vérin et à la première chambre de MS\CEA015FR.dpt vérin de sorte à pouvoir alimenter la première chambre du premier réservoir avec du fluide de la deuxième chambre de vérin et à pouvoir alimenter la deuxième chambre du deuxième réservoir avec du fluide de la première chambre de vérin. Le dispositif d'orientation peut comprendre deux vérins de type simple effet.
Le dispositif d'orientation peut comprendre un vérin de type double effet comprenant la première chambre de vérin et la deuxième chambre de vérin. 10 Les moyens de liaison hydraulique ou pneumatique peuvent comprendre un premier distributeur et un deuxième distributeur commandés respectivement par la pression d'un fluide contenu dans une troisième chambre, notamment dans une troisième chambre incluse dans le premier réservoir et par la 15 pression d'un fluide contenu dans une quatrième chambre, notamment dans une quatrième chambre incluse dans le deuxième réservoir.
Le dispositif d'orientation peut comprendre des caches agencés de sorte que lorsque les projections des rayons solaires dans un plan perpendiculaire à 20 l'axe sont perpendiculaires au dispositif de panneau solaire, les troisième et quatrième chambres : sont exposées globalement de manière minimale aux rayons solaires, et/ou sont exposées de manière identique aux rayons solaires, ou 25 ne sont pas exposées aux rayons solaires.
Selon l'invention, le système de conversion d'énergie solaire comprend un dispositif d'orientation défini précédemment et un dispositif de panneau solaire.
30 Le système de conversion d'énergie solaire peut comprendre un premier dispositif d'orientation défini précédemment, un deuxième dispositif MS\CEA015FR.dpt5 d'orientation défini précédemment et un dispositif de panneau solaire, les premier et deuxième dispositifs d'orientation étant agencés de sorte à orienter le dispositif de panneau solaire autour de deux axes non parallèles et, de préférence, de sorte à orienter le dispositif de panneau solaire autour de deux axes orthogonaux ou sensiblement orthogonaux.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, un mode de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire selon l'invention.
La figure 1 est un schéma mécanique d'un mode de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire selon l'invention, le dispositif d'orientation étant représenté dans une situation d'équilibre.
La figure 2 est un schéma hydraulique ou pneumatique du mode de réalisation 15 du système de conversion d'énergie solaire selon l'invention, le dispositif d'orientation étant représenté dans une situation d'équilibre.
La figure 3 est un schéma mécanique du mode de réalisation du système de conversion d'énergie solaire selon l'invention, le dispositif d'orientation étant 20 représenté dans une situation transitoire.
La figure 4 est un schéma hydraulique ou pneumatique du mode de réalisation du système de conversion d'énergie solaire selon l'invention, le dispositif d'orientation étant représenté dans une situation transitoire.
Le principe de l'invention est basé sur l'utilisation du phénomène de dilatation de fluide et sur les actions que peuvent produire la dilatation du fluide dans des chambres de vérin(s) utilisé(s) pour orienter un panneau solaire autour d'un ou plusieurs axes. MS\CEA015FR.dpt 25 30 D'une manière générale, le principe de l'invention est d'utiliser l'énergie du soleil pour permettre la dilatation d'un fluide. Cette dilatation permet d'engendrer des actions mécaniques par l'intermédiaire d'un ou plusieurs vérins pour orienter le panneau solaire. On cherche donc à engendrer, grâce au rayonnement solaire, des différences de pression entre plusieurs chambres de sorte à permettre un déplacement d'au moins une tige de vérin et de déplacer ainsi le panneau solaire.
10 La différence de pression se crée lorsque le fluide emprisonné dans un réservoir monte en température sous l'effet du soleil. Le fluide se dilate et cherche donc à prendre plus de place en poussant une tige de vérin. Par ailleurs, le fluide enfermé dans un autre réservoir est maintenu dans les mêmes conditions de température et de pression pour éviter qu'il exerce une 15 action mécanique antagoniste. Un circuit pneumatique ou hydraulique permet d'atteindre ce but.
Un premier mode de réalisation d'un système 1 de conversion d'énergie solaire, représenté aux figures 1 à 4, comprend principalement un dispositif de 20 panneau solaire 3 et un dispositif d'orientation 2 de ce dispositif de panneau solaire. Le dispositif d'orientation est du type passif et permet d'orienter automatiquement le dispositif de panneau solaire de sorte que le rayonnement solaire 10 est au moins sensiblement perpendiculaire à la surface du dispositif de panneau solaire. 25 Le dispositif de panneau solaire permet de convertir l'énergie solaire en une autre énergie. Il peut comprendre plusieurs éléments de conversion d'énergie solaire. Notamment, le dispositif de panneau solaire peut comprendre un ou plusieurs éléments de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique 30 et/ou peut comprendre un ou plusieurs éléments de conversion de l'énergie solaire en énergie thermique transportée par un fluide. MS\CEA015FR.dpt5 Le dispositif d'orientation 2 comprend principalement un support 4 au bout duquel le dispositif de panneau solaire est monté mobile relativement à un axe 5 et deux vérins 11, 12 simple effet, montés par exemple symétriquement par rapport à l'axe 5 sur lequel est articulé le dispositif de panneau solaire. De premières extrémités des vérins sont articulées sur le dispositif de panneau solaire et les autres extrémités des vérins sont articulées sur le support ou sur une structure sur laquelle est fixé le support. Ainsi, un déploiement de la tige du premier vérin 11 entraîne une rotation du dispositif de panneau solaire autour de l'axe 5 dans un premier sens et un retrait de la tige du deuxième vérin 12. Symétriquement, un déploiement de la tige du deuxième vérin 12 entraîne une rotation du dispositif de panneau solaire autour de l'axe 5 dans un deuxième sens et un retrait de la tige du premier vérin 11. Ce sont les actions de ses vérins qui permettent au dispositif de panneau solaire d'être orienté au mieux par rapport au rayonnement solaire, c'est-à-dire d'être orienté de sorte que les rayons solaires sont le plus possible perpendiculaires à la surface du dispositif de panneau solaire.
Le dispositif d'orientation 2 comprend également des réservoirs 6, 8 et des moyens de liaison hydraulique ou pneumatique des réservoirs aux vérins. Ainsi, les vérins sont alimentés en fluide sous pression par des réservoirs 6, 8 via les moyens de liaison hydraulique ou pneumatique et l'énergie mécanique appliquée par les vérins sur le dispositif de panneau solaire vient des réservoirs 6, 8.
En outre, le dispositif d'orientation 2 comprend des caches 7 et 9. Les réservoirs et les caches sont en liaison cinématique avec le dispositif de panneau solaire. De préférence, les réservoirs et les caches sont (directement ou indirectement) solidaires du dispositif de panneau solaire. Les caches peuvent consister en de simples morceaux de tôle ou de profilés métalliques ou synthétiques. MS\CEA015FR.dpt Les caches sont agencés de sorte que les réservoirs 6, 8 sont protégés des rayons solaires, lorsque les rayons solaires ont une direction souhaitée par rapport à la surface du dispositif de panneau solaire, c'est-à-dire notamment lorsque les projections des rayons solaires dans un plan perpendiculaire à l'axe 5 sont perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à la surface du dispositif de panneau solaire. Alternativement, les caches sont agencés de sorte que les réservoirs sont au plus protégés des rayons solaires et/ou protégés de manière identique des rayons solaires, lorsque les rayons solaires ont une direction souhaitée par rapport à la surface du dispositif de panneau solaire, c'est-à-dire notamment lorsque les projections des rayons solaires dans un plan perpendiculaire à l'axe 5 sont perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à la surface du dispositif de panneau solaire. De surcroît, les caches sont agencés de sorte que les réservoirs ne sont pas protégés de la même manière des rayons solaires, lorsque les rayons solaires n'ont pas la direction souhaitée par rapport à la surface du dispositif de panneau solaire, c'est-à-dire notamment lorsque les projections des rayons solaires dans un plan perpendiculaire à l'axe 5 ne sont pas perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à la surface du dispositif de panneau solaire.
En conséquence, lorsque les réservoirs ne sont pas protégés de la même manière des rayons solaires, il se produit un échauffement de l'un des réservoirs par rapport à l'autre, par exemple du premier réservoir 6 par rapport au deuxième réservoir 8, ayant pour conséquence une augmentation d'une pression de fluide dans une première chambre 17 du premier réservoir 6. Cette augmentation de pression constitue une énergie qui sera utilisée, comme expliqué par la suite, dans l'un des vérins pour orienter le dispositif de panneau solaire de sorte à ce que celui-ci présente une orientation telle que les rayons solaires soient le plus possible perpendiculaires à sa surface.
MS\CEA015FR.dpt Comme représenté aux figures 2 et 4, les moyens de liaison hydraulique ou pneumatique des réservoirs aux vérins comprennent des conduites 21, 22, 23, 24, 25 et 26 et des distributeurs 13 et 14. La conduite 21 relie la première chambre 17 du premier réservoir 6 au distributeur 13, la conduite 23 relie le distributeur 13 à la première chambre 15 de vérin 11 et la conduite 25 relie le distributeur 13 à la deuxième chambre 18 du deuxième réservoir 8 via un clapet anti-retour 27 n'autorisant la circulation du fluide que du distributeur vers la deuxième chambre du deuxième réservoir. Symétriquement, la conduite 22 relie la deuxième chambre 18 du deuxième réservoir 8 au distributeur 14, la conduite 24 relie le distributeur 14 à la deuxième chambre 16 de vérin 12 et la conduite 26 relie le distributeur 14 à la première chambre 17 du premier réservoir 6 via un clapet anti-retour 28 n'autorisant la circulation du fluide que du distributeur vers la première chambre du premier réservoir.
Le premier distributeur 13 est commandé par une pression de fluide contenu dans une troisième chambre 19 du premier réservoir 6 et est rappelé dans une position de repos par un moyen élastique. Dans la position de repos, la circulation du fluide entre la première chambre 17 du premier réservoir 6 et la première chambre 15 de vérin 11 est interdite et la circulation du fluide entre la première chambre 15 de vérin 11 et la deuxième chambre 18 du deuxième réservoir 8 est autorisée. Lorsque le premier réservoir 6 est soumis aux rayons solaires, la pression de fluide dans la troisième chambre 19 augmente et commande, via une conduite 31, un changement de position du distributeur 13, celui-ci passant de sa position de repos à une deuxième position dans laquelle la circulation du fluide entre la première chambre 17 du premier réservoir 6 et la première chambre 15 de vérin 11 est autorisée et la circulation du fluide entre la première chambre 15 de vérin 11 et la deuxième chambre 18 du deuxième réservoir 8 est interdite.
Symétriquement, le deuxième distributeur 14 est commandé par une pression de fluide contenu dans une quatrième chambre 20 du premier réservoir 8 et MS\CEA015FR.dpt est rappelé dans une position de repos par un moyen élastique. Dans la position de repos, la circulation du fluide entre la deuxième chambre 18 du deuxième réservoir 8 et la deuxième chambre 16 de vérin 12 est interdite et la circulation du fluide entre la deuxième chambre 16 de vérin 12 et la première chambre 17 du premier réservoir 6 est autorisée. Lorsque le deuxième réservoir 8 est soumis aux rayons solaires, la pression de fluide dans la quatrième chambre 20 augmente et commande, via une conduite 32, un changement de position du distributeur 14, celui-ci passant de sa position de repos à une deuxième position, représentée à la figure 4, dans laquelle la circulation du fluide entre la deuxième chambre 18 du premier réservoir 8 et la première chambre 15 de vérin 11 est autorisée et la circulation du fluide entre la première chambre 15 de vérin 11 et la deuxième chambre 18 du deuxième réservoir 8 est interdite.
Un mode d'exécution d'un procédé d'orientation selon l'invention est décrit ci-après. Ce mode d'exécution de procédé d'orientation correspond à un mode d'exécution d'un procédé de fonctionnement d'un dispositif d'orientation de panneau solaire.
Selon ces modes d'exécution, on oriente selon l'axe 5, dans un premier sens et dans un deuxième sens, le dispositif de panneau solaire en utilisant l'énergie, reçue par le rayonnement solaire, d'un premier réservoir de fluide ou d'un deuxième réservoir de fluide, les deux réservoirs étant indépendants.
En effet, comme expliqué précédemment, lorsque la quatrième chambre 20 du deuxième réservoir 8 est soumise au rayonnement solaire (voir figure 3), le fluide contenu dans cette quatrième chambre chauffe et se dilate, ce qui entraîne une augmentation de pression dans la chambre 20 et un déplacement du distributeur 14 vers sa deuxième position représentée à la figure 4. Ceci permet au fluide contenu dans la deuxième chambre 18 du deuxième réservoir 8 d'alimenter la deuxième chambre 16 de vérin 12, le fluide MS\CEA015FR.dpt dans la deuxième chambre 18 se trouvant à une pression supérieure à celle de la deuxième chambre 16 car, dans la deuxième chambre 18, le fluide est chauffé par le rayonnement solaire et donc sous pression. Ainsi, la tige du vérin 12 sort, le dispositif de panneau solaire se déplace en rotation autour de l'axe 5 et la tige du vérin 11 rentre dans celui-ci. Cette rentrée de la tige du vérin 11 est rendue possible par la compression du fluide contenu dans la chambre 15 du vérin 11 et, éventuellement, par un retour de ce fluide vers la première chambre 18 du deuxième réservoir 8 via le distributeur 13 et le clapet anti-retour 27. Ce fonctionnement est maintenu jusqu'à l'égalité des pressions dans les chambres 18, 16 et 15 ou jusqu'à ce que le distributeur revienne à sa position de repos.
Symétriquement, lorsque la troisième chambre 19 du premier réservoir 6 est soumise au rayonnement solaire, le fluide contenu dans cette troisième chambre chauffe et se dilate, ce qui entraîne une augmentation de pression dans la chambre 19 et un déplacement du distributeur 13 vers sa deuxième position. Ceci permet au fluide contenu dans la première chambre 17 du premier réservoir 6 d'alimenter la première chambre 15 de vérin 11, le fluide dans la première chambre 17 se trouvant à une pression supérieure à celle de la première chambre 15 car, dans la première chambre 17, le fluide est chauffé par le rayonnement solaire et donc sous pression. Ainsi, la tige du vérin 11 sort, le dispositif de panneau solaire se déplace en rotation autour de l'axe 5 et la tige du vérin 12 rentre dans celui-ci. Cette rentrée de la tige du vérin 12 est rendue possible par la compression du fluide contenu dans la chambre 16 du vérin 12 et, éventuellement, par un retour de ce fluide vers la première chambre 17 du premier réservoir 6 via le distributeur 14 et le clapet anti-retour 28. Ce fonctionnement est maintenu jusqu'à l'égalité des pressions dans les chambres 17, 16 et 15 ou jusqu'à ce que le distributeur revienne à sa position de repos.
MS\CEA015FR.dpt Dans le mode de réalisation décrit précédemment, le fluide dont on utilise la dilatation est un gaz. Néanmoins, on peut imaginer un dispositif d'orientation d'un dispositif de panneau solaire fonctionnant selon le même principe et dans lequel on utilise la dilatation d'un liquide.
Enfin, dans le mode de réalisation décrit, les chambres 19 et 20 font partie des réservoirs 6 et 8. Néanmoins, ces chambres peuvent être indépendantes des réservoirs, notamment pour résoudre des problèmes d'inertie thermique. Elles sont de préférence exposées au rayonnement solaire selon une logique d'exposition similaire à la logique d'exposition au rayonnement solaire des premier et deuxième réservoirs.
Dans un mode de réalisation non représenté, les vérins 11 et 12 de type simple effet sont remplacés par un seul vérin de type double effet. De préférence, le vérin double effet utilisé est du type à tige traversante (c'est-à-dire que la tige du vérin traverse l'ensemble du vérin de sorte que la surface du piston du vérin vue de chacune des chambres est la même et de sorte que le piston soit immobile lorsque les deux chambres sont soumises à la même pression).
De préférence, l'axe 5 d'articulation du dispositif de panneau solaire et les axes ou les centres autour desquels les extrémités des vérins 11 et 12 sont articulées au dispositif de panneau solaire sont contenus dans un même plan ou sensiblement contenus dans un même plan.
Les caches peuvent comprendre des surfaces réfléchissantes, notamment, ils peuvent avoir une section transversale parabolique et être disposés de sorte que l'axe focal de chaque cache se trouve situé dans chacun des réservoirs ou à proximité de chacun d'eux. Ainsi, les rayons solaires atteignant la surface interne des caches sont réfléchis vers les réservoirs. MS\CEA015FR.dpt L'invention concerne un système de conversion d'énergie solaire comprenant un dispositif d'orientation et un dispositif de panneau solaire. Elle concerne en particulier un système de conversion d'énergie solaire comprenant un premier dispositif d'orientation et un deuxième dispositif d'orientation, les premier et deuxième dispositifs d'orientation étant agencés de sorte à orienter le dispositif de panneau solaire autour de deux axes non parallèles et, de préférence, de sorte à orienter le dispositif de panneau solaire autour de deux axes sensiblement orthogonaux ou orthogonaux. Un premier axe peut permettre une orientation journalière tandis qu'un deuxième axe peut permettre une orientation saisonnière.
Le dispositif d'orientation selon l'invention permet de remédier aux problèmes posés par les dispositifs connus de l'art antérieur. En particulier, il permet d'assurer un bon maintien du dispositif de panneau solaire même en cas de vent. Un prototype réalisé et permettant d'orienter le dispositif de panneau solaire avec une pression de trois bars résiste à des vents de 70 km/h.
La réactivité du dispositif d'orientation peut être définie grâce à différents paramètres de construction, notamment la nature du fluide utilisé.
Le dispositif d'orientation permet un retour rapide en position idéale après un passage nuageux ou en début de journée. Par exemple, dans le cas du prototype réalisé, il met 7 minutes pour revenir en position idéale après un passage nuageux de 2 heures.
Contrairement au dispositif décrit dans le document US 2005/284 467, la présence d'un passage nuageux n'entraîne pas une modification de l'orientation du dispositif de panneau solaire. MS\CEA015FR.dpt 25 Dans ce document, il est mentionné que les deux réservoirs sont indépendants. Par « indépendants », on entend que les deux réservoirs peuvent être soumis à des pressions différentes. MS\CEA015FR.dpt
Claims (13)
- Revendications: 1. Procédé d'orientation d'un dispositif (3) de panneau solaire, caractérisé en ce qu'on oriente le dispositif de panneau solaire selon au moins un axe (5), dans un premier sens et dans un deuxième sens, en utilisant une énergie d'un premier réservoir (6) de fluide ou d'un deuxième réservoir (8) de fluide, l'énergie étant fournie par le rayonnement solaire et les deux réservoirs étant indépendants.
- 2. Procédé d'orientation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on oriente, selon l'axe (5), dans le premier sens, le dispositif de panneau solaire en reliant pneumatiquement ou hydrauliquement une première chambre (17) du premier réservoir (6) à une première chambre (15) de vérin (11) et en ce qu'on oriente, selon l'axe (5), dans le deuxième sens, le dispositif de panneau solaire en reliant pneumatiquement ou hydrauliquement une deuxième chambre (18) du deuxième réservoir (8) à une deuxième chambre (16) de vérin (12).
- 3. Procédé d'orientation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on oriente, selon l'axe (5), dans le premier sens ou dans le deuxième sens, le dispositif de panneau solaire jusqu'à ce qu'un distributeur (13, 14) interdise l'alimentation d'une des chambres de vérin par l'une des chambres d'un réservoir.
- 4. Procédé d'orientation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un premier distributeur (13) et un deuxième distributeur (14) sont commandés respectivement par la pression d'un fluide contenu dans une troisième chambre (19), notamment dans une troisième chambre (19) incluse dans le premier réservoir (6), et par la pression d'un fluide contenu dans une quatrième chambre (20), MS\CEA015FR.dpt 17notamment dans une quatrième chambre (20) incluse dans le deuxième réservoir (8).
- 5. Procédé d'orientation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on oriente, selon l'axe (5), dans le premier sens ou dans le deuxième sens, le dispositif de panneau solaire jusqu'à ce que les troisième et quatrième chambres : soient exposées globalement de manière minimale aux rayons solaires, et/ou soient exposées de manière identique aux rayons solaires, ou ne soient pas exposées aux rayons solaires.
- 6. Dispositif (2) d'orientation d'un dispositif (3) de panneau solaire autour d'un axe (5), le dispositif d'orientation comprenant au moins un premier (6) et un deuxième (8) réservoirs indépendants et des moyens de liaison hydraulique ou pneumatique (13, 14, 21, 22, 23, 24) pour relier une première chambre (17) du premier réservoir et une deuxième chambre (18) du deuxième réservoir respectivement à une première chambre (15) de vérin (11) et à une deuxième chambre (16) de vérin (12) de sorte à pouvoir alimenter la première chambre de vérin avec du fluide de la première chambre du premier réservoir et à pouvoir alimenter la deuxième chambre de vérin avec du fluide de la deuxième chambre du deuxième réservoir.
- 7. Dispositif (2) d'orientation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison hydraulique ou pneumatique (13, 14, 23, 24, 25, 26, 27, 28) pour relier hydrauliquement ou pneumatiquement la première chambre (17) du premier réservoir (6) et la deuxième chambre (18) du deuxième réservoir (8) respectivement à la deuxième chambre (16) de vérin (12) et à la première chambre (15) de vérin (11) de sorte à pouvoir alimenter la première chambre (17) du MS\CEA015FR.dptpremier réservoir (6) avec du fluide de la deuxième chambre (16) de vérin (12) et à pouvoir alimenter la deuxième chambre (18) du deuxième réservoir (8) avec du fluide de la première chambre (15) de vérin (11).
- 8. Dispositif d'orientation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux vérins (11, 12) de type simple effet.
- 9. Dispositif d'orientation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend un vérin de type double effet comprenant la première chambre de vérin et la deuxième chambre de vérin.
- 10. Dispositif d'orientation selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de liaison hydraulique ou pneumatique comprennent un premier distributeur (13) et un deuxième distributeur (14) commandés respectivement par la pression d'un fluide contenu dans une troisième chambre (19), notamment dans une troisième chambre (19) incluse dans le premier réservoir (6) et par la pression d'un fluide contenu dans une quatrième chambre (20), notamment dans une quatrième chambre (20) incluse dans le deuxième réservoir (8).
- 11. Dispositif d'orientation selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des caches (7, 9) agencés de sorte que lorsque les projections des rayons solaires dans un plan perpendiculaire à l'axe (5) sont perpendiculaires au dispositif de panneau solaire, les troisième et quatrième chambres : sont exposées globalement de manière minimale aux rayons solaires, et/ou sont exposées de manière identique aux rayons solaires, ou ne sont pas exposées aux rayons solaires. MS\CEA015FR.dpt
- 12. Système (1) de conversion d'énergie solaire comprenant un dispositif (2) d'orientation selon l'une des revendications 6 à 11 et un dispositif (3) de panneau solaire.
- 13. Système (1) de conversion d'énergie solaire comprenant un premier dispositif (2) d'orientation selon l'une des revendications 6 à 11, un deuxième dispositif (2) d'orientation selon l'une des revendications 6 à 11 et un dispositif (3) de panneau solaire, les premier et deuxième dispositifs d'orientation étant agencés de sorte à orienter le dispositif de panneau solaire autour de deux axes non parallèles et, de préférence, de sorte à orienter le dispositif de panneau solaire autour de deux axes orthogonaux ou sensiblement orthogonaux. MS\CEA015FR.dpt
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