FR2986672A1 - Installation et procede de gestion d'energie pour stocker de l'energie d'origine mecanique/electrique - Google Patents

Abstract

Installation de gestion d'énergie d'origine mécanique /électrique comprenant une source d'énergie mécanique (1) pour alimenter un utilisateur électrique (8) avec un répartiteur mécanique (2) en sortie de la source (1), relié mécaniquement à un compresseur pneumatique réversible (3) et à une génératrice électrique réversible (4). Un distributeur électrique (7) relie la sortie de la génératrice (4) à l'utilisateur (8). Un réservoir d'air comprimé (6) est relié à la sortie du compresseur (3) par l'intermédiaire d'un distributeur pneumatique (5). Un circuit de commande (9) recevant des informations, différents paramètres et des instructions du gestionnaire, commande le distributeur électrique (2), le distributeur pneumatique (5) et l'interface (7) pour gérer les flux d'énergie entre la source (1), le stockage (6) et l'utilisateur (8).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une installation de gestion d'énergie pour stocker de l'énergie d'origine mécanique/électrique, disponible et restituer cette énergie à la demande d'un utilisateur d'éner- gie électrique, l'invention se rapporte également à un procédé de gestion d'énergie pour la stocker. Etat de la technique La gestion de l'énergie pour alimenter un utilisateur d'énergie électrique est un problème complexe lié à la diversité des sources 10 d'énergie transformables en énergie électrique et de la variation de la demande d'énergie électrique en fonction des heures de la journée. Les sources utilisant l'énergie fossile telles que les centrales thermiques ou les centrales nucléaires, peuvent fonctionner régulièrement alors que les sources d'énergie renouvelable telles que notamment les éo- 15 liennes et les panneaux photovoltaïques, dépendent des conditions météorologiques et de ce fait ces sources fournissent des quantités d'énergie très variables au cours de la journée et dont la prévision est délicate. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un moyen 20 simple permettant de gérer et notamment de stocker de l'énergie au moment où celle-ci est disponible pour la restituer à la demande à un moment qui ne coïncide pas nécessairement à celui auquel l'énergie est disponible, lorsqu'il s'agit d'une énergie telle que l'énergie solaire ou éolienne. L'invention a notamment pour but de développer des moyens per- 25 mettant de stocker cette énergie aussi près que possible de l'endroit où cette énergie est produite et qui doit pouvoir ainsi se situer près de l'endroit de l'utilisation, de manière à décentraliser la gestion de l'énergie électrique, et permettre d'utiliser des sources d'énergie mécanique intéressantes pour des besoins locaux lorsque cette énergie est utilisée sur 30 place alors que la gestion d'une telle source d'énergie électrique d'origine éolienne ou hydraulique, est difficilement gérable dans un réseau global. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet une installation de gestion d'énergie du type défini ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle com35 prend : - une source d'énergie mécanique, - un compresseur d'air réversible (compresseur, moteur), - un générateur réversible (générateur, moteur électrique), - un répartiteur d'énergie mécanique relié en entrée à la source d'énergie mécanique au moteur pneumatique et au moteur électrique, et en sortie, * au compresseur pneumatique, * à la génératrice, - un réservoir de stockage d'air comprimé, - un utilisateur d'énergie électrique, - un distributeur pneumatique reliant, * le compresseur au réservoir, * le réservoir au moteur pneumatique, - un distributeur électrique reliant * le générateur à l'utilisateur, * la source électrique au moteur électrique, - une commande gérant l'échange des flux d'énergie électrique et méca- nique entre la source d'énergie mécanique, la source d'énergie élec- trique, l'utilisateur et le réservoir de stockage d'air comprimé. Cette installation a l'avantage d'un fonctionnement extrê- mement souple et d'une réalisation, simple, ne nécessitant pas des investissements disproportionnés.

L'énergie stockée à l'état d'air comprimé, est d'une part simple à stocker et d'autre part cette énergie peut être stockée progressivement en fonction de l'énergie disponible sur la source d'énergie mécanique (vent ou énergie hydraulique) pour pouvoir être utilisée au moment de la demande qui ne coïncide pas nécessairement avec le moment où cette énergie mécanique est disponible à la source. Le fonctionnement de l'installation est extrêmement souple. Une telle installation permet de décentraliser très fortement la fourniture d'énergie aux utilisateurs, en particulier si la source d'énergie mécanique est une éolienne ou une turbine. Dans ce dernier cas, la turbine peut entraîner directement un compres- seur ou fournir de l'énergie électrique qui elle est stockée sous forme d'air comprimé. Ainsi, suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, l'installation comporte une éolienne constituant la source d'énergie mécanique, cette installation étant caractérisée par - un répartiteur mécanique * en sortie de l'éolienne, et * relié mécaniquement à un compresseur pneumatique réversible et à une génératrice réversible, - un distributeur électrique relié au générateur réversible et à un utilisateur d'énergie électrique, - un réservoir de stockage d'énergie pneumatique relié à la sortie du compresseur par l'intermédiaire d'un distributeur pneumatique pour commander le sens de passage de l'air comprimé entre le compresseur et le réservoir de stockage d'air comprimé, et - un circuit de commande recevant des informations de la source d'énergie et de l'utilisateur ainsi que différents paramètres de l'installation et des instructions du gestionnaire, ce circuit étant reliée au répartiteur, au distributeur mécanique et au distributeur électrique pour gérer les flux d'énergie entre la source d'énergie mécanique, le réservoir de stockage et l'utilisateur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la généra- trice est réversible et le distributeur électrique est relié à une source d'énergie électrique. La génératrice réversible peut stocker de l'énergie électrique fournie par une source telle qu'un panneau photovoltaïque ou une turbine, notamment une turbine libre, fonctionnant sans barrage de retenue. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le réparti-20 teur mécanique a trois entrées/sorties dont l'une est reliée à l'éolienne l'autre est reliée au compresseur et la troisième est reliée à la génératrice, la répartition des flux d'énergie au niveau du répartiteur mécanique étant commandée pour relier mécaniquement deux ou trois entrées/ sorties, A. la sortie de l'éolienne à l'un des arbres de sortie du répartiteur, soit au 25 compresseur, soit à la génératrice, ou B. la sortie de l'éolienne aux deux arbres de sortie du répartiteur, suivant un rapport fixe ou variable commandé par le circuit de commande, ou C. l'arbre du compresseur à l'arbre de la génératrice, la sortie de l'éolienne étant coupée. 30 Suivant une autre caractéristique avantageuse, la source d'énergie électrique est une source photovoltaïque et/ou le réseau de distribution électrique. La source d'énergie qui est un réseau de distribution électrique local ou plus général, peut constituer une source intéressante pour 35 stocker de l'énergie en période creuse et la restituer en période de forte demande.

Suivant une autre caractéristique avantageuse, le distribu- teur pneumatique est relié à un réservoir d'air comprimé haute pression par l'intermédiaire d'un surpresseur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le distribua teur pneumatique est relié à un réservoir avec interposition d'un échangeur de chaleur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la source d'énergie électrique est une source photovoltaïque et/ou le réseau électrique. 10 L'invention a de manière générale pour objet un procédé de gestion de l'énergie fournie par une source mécanique entraînant une génératrice électrique alimentant un utilisateur, procédé caractérisé en ce qu' - on prélève l'énergie mécanique non utilisée par la génératrice pour en- 15 traîner un compresseur d'air et stocker de l'air comprimé, et - on prélève de l'air comprimé du stockage pour le détendre et récupérer de l'énergie mécanique pour entraîner la génératrice électrique si l'énergie mécanique fournie par la source mécanique à la génératrice électrique, est insuffisante pour répondre à la demande d'énergie élec- 20 trique de l'utilisateur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples d'une installation de gestion d'énergie d'origine éolienne représentée schématiquement dans les dessins annexés 25 dans lesquels : - la figure 1 est un schéma par blocs d'une installation de gestion d'énergie d'origine mécanique/électrique selon l'invention, - la figure 2 montre le schéma général d'une installation selon l'invention, 30 - la figure 3 montre une variante de l'installation pour laquelle on utilisera les mêmes références que pour l'installation de la figure 2 pour désigner les mêmes éléments ou des éléments de fonctions analogues, - la figure 4 montre une autre variante de réalisation de l'installation reliée à un réseau électrique pour échanger de l'électricité avec le réseau 35 suivant les possibilités de fonctionnement de la source et la consom- mation d'énergie. Description de modes de réalisation La figure 1, montre un schéma par blocs d'une installation de gestion d'énergie pour stocker de l'énergie d'origine mécanique et/ou électrique au moment où elle est disponible, et en restituer au moins une partie à la demande au moment où cette énergie mécanique et électrique 5 de la source extérieure n'est plus disponible ou insuffisante. L'installation selon l'invention est alimentée en énergie mécanique et/ou électrique par des sources fournissant de l'énergie non pas en continu, mais de façon discontinue et selon des paramètres variables, tels que des paramètres d'environnement ou de météorologie. La source d'énergie mécanique et/ou 10 électrique peut être une éolienne ou une turbine installée dans un cours d'eau ou une installation de cellules photovoltaïques. Enfin, à l'extrême la source électrique peut être le réseau électrique permettant alors de fournir de l'énergie électrique en période creuse pour la stocker et en disposer en période de pointe. 15 L'énergie électrique/mécanique est transformée en air com- primé, stockée à l'état d'air comprimé et restituée à la demande en air comprimé entraînant une génératrice électrique pour utiliser l'énergie sous forme d'énergie électrique. Cette installation se compose en plus de cette source 20 d'énergie mécanique 1 et de la source d'énergie électrique 10 telle qu'une source photovoltaïque ou éventuellement le réseau électrique, des moyens pour alimenter un utilisateur 8 en énergie électrique. L'ensemble de ces moyens est commandé par un circuit de commande 9. L'installation selon l'invention comprend un compresseur 25 réversible 3 constitué d'un compresseur pneumatique 31 et d'un moteur pneumatique 32. En fait, le compresseur réversible 3 est décomposé en deux parties distinctes pour les besoins de la présentation. En fait, le compresseur réversible celui-ci fonctionnant comme compresseur s'il est entraîné et il fonctionne comme moteur lorsqu'il reçoit de l'air comprimé. 30 L'installation comporte également une génératrice réversible 4 elle aussi constituée pour les besoins de la présentation, d'une partie génératrice électrique 41 appelée plus simplement génératrice 41 et d'une partie moteur électrique 42 appelée plus simplement moteur électrique 42. Là encore, ces deux parties ne constituent que les deux facettes de la gé- 35 nératrice électrique réversible 4 qui fonctionne comme génératrice lorsqu'elle est entraînée avec de l'énergie mécanique et qui fournit de l'énergie mécanique lorsqu'elle est alimentée en énergie électrique.

Le compresseur réversible 3 et la génératrice réversible 4 sont reliés à un répartiteur d'énergie mécanique 2 dont l'entrée est reliée à la source d'énergie mécanique 1. Ce répartiteur d'énergie mécanique fonctionne comme un 5 embrayage complexe commandé par le circuit de commande 9 et permettant de transmettre l'énergie mécanique de la source mécanique 1 au compresseur 3 et/ou à la génératrice 4 selon un rapport de partage défini par le circuit de commande 9. Cela signifie que toute l'énergie mécanique peut être transmise au compresseur réversible 3 ou que toute l'énergie 10 mécanique peut être transmise à la génératrice réversible 4 ou que seulement une fraction de celle-ci est transmise à l'un des composants 3, 4 et le complément est transmis à l'autre composant 4, 3. Le compresseur réversible 3 est relié à un réservoir de stockage d'air comprimé 6 par l'intermédiaire d'un distributeur pneumatique 5 15 qui, commandé par le circuit de commande 9, relie soit le compresseur pneumatique 31 au réservoir 6, soit le réservoir 6 au moteur pneumatique 32. De façon analogue, la génératrice 4 est reliée par un distributeur électrique 7 à l'utilisateur 8 et/ou à la source d'énergie électrique 20 10. Plus particulièrement, la génératrice électrique 41 est reliée à l'utilisa- teur 8 et/ou à la source électrique 10 et inversement la source d'énergie électrique 10 est reliée au moteur électrique 42. Le distributeur électrique 7 est également relié au circuit de commande 9 qui gère son fonctionnement. 25 Le distributeur électrique 7 constitue une interface qui transfère et distribue l'énergie électrique entrant et sortant et adapte les caractéristiques de l'énergie électrique sortant à celle de l'utilisateur 8 et à la source d'énergie électrique 10 si celle-ci fonctionne comme récepteur. Les différentes lignes de commande reliant le circuit de 30 commande 9 au composant de l'installation, portent les références 91 à 94. Le circuit de commande reçoit des informations de capteur, telles que la demande d'énergie électrique en provenance de l'utilisateur 8, l'état de la source d'énergie mécanique 1 ou de la source électrique 10 35 ainsi que l'état du réservoir de stockage d'air pour gérer le fonctionnement de l'installation pour stocker de l'énergie et la restituer à la demande à l'utilisateur 8.

Pour simplifier la présentation, la transmission de l'énergie mécanique de la source 1 vers le compresseur réversible 3 et la génératrice réversible 4, est figurée par une double flèche. Ces doubles flèches relient naturellement le répartiteur d'énergie mécanique 2 au compresseur pneumatique 31 et à la génératrice électrique 41. Le répartiteur d'énergie mécanique 2 assure également la transmission d'énergie mécanique lorsque la source d'énergie mécanique 1 ne fonctionne pas ou est coupée du répartiteur d'énergie mécanique 2. Le compresseur 3 et la génératrice 4 sont alors reliés par des liaisons figurées par des flèches simples. Ainsi, le moteur pneumatique 32 est relié à la génératrice électrique 41 à travers le répartiteur mécanique 2. De même et en sens inverse, le moteur électrique 42 est relié à travers le répartiteur mécanique 2 au compresseur pneumatique 31.

L'installation de gestion d'énergie avec stockage d'énergie et restitution de celle-ci à la demande, fonctionne dans les conditions suivantes : Lorsque la source d'énergie mécanique 1 fonctionne elle fournit de l'énergie mécanique au répartiteur 2 qui distribue cette énergie 20 au compresseur réversible 3 et à la génératrice réversible 4 selon un rapport de répartition variant entre 0 et 100 `)/0 comme cela a déjà indiqué. Lorsque le compresseur réversible 3 reçoit de l'énergie mécanique, son compresseur pneumatique 31 comprime de l'air et alimente ainsi le réservoir de stockage d'air comprimé 6 à travers le distributeur 25 pneumatique, qui ouvre cette communication en fermant, sauf exception, la communication reliant le réservoir 6 au moteur pneumatique 32. On peut ainsi stocker de l'énergie mécanique sous forme d'air comprimé dans le réservoir de stockage 6. L'énergie mécanique transmise par le répartiteur mécanique 30 2 à la génératrice 41, entraîne celle-ci qui produit de l'énergie électrique. Cette énergie électrique alimente l'utilisateur 8 et la source électrique 10 en réinjectant de l'énergie électrique dans le réseau électrique (au cas où la source électrique 10 est le réseau de distribution électrique). En fait, le circuit de commande 9 reçoit différentes informa- 35 tions pour permettre la gestion de l'installation et en particulier il reçoit une information de l'utilisateur 8 demandant de l'énergie électrique. Dans ces conditions, la répartition de l'énergie mécanique se fera de préférence de manière que la génératrice 41 puisse simplement alimenter l'utilisateur 8 sans produire d'excédent et le complément d'énergie mécanique disponible est transmis intégralement au compresseur pneumatique 31 qui comprime l'air pour le réservoir de stockage 6. Si la source mécanique 10 ne fournit pas d'énergie méca5 nique ou insuffisamment d'énergie mécanique pour que celle-ci transmise intégralement à la génératrice 4 puisse répondre à la demande d'énergie électrique de l'utilisateur 8, le complément ou la totalité de la demande d'énergie électrique est fournie à partir de l'air comprimé du réservoir 6 qui alimente le moteur pneumatique 32 à travers le distributeur pneuma10 tique 5. Le moteur pneumatique 32 entraîne la génératrice 41 qui alimente l'utilisateur 8 à travers le distributeur électrique 7. Au cas où la source d'énergie électrique 10 est une source d'énergie électrique d'origine photovoltaïque, cette énergie alimente le moteur électrique 4 qui entraîne le compresseur pneumatique 31 à travers le 15 répartiteur mécanique 2 à la place ou en complément de l'énergie mécanique fournie par la source 1, le total de cette énergie servant à entraîner le compresseur 3 et transformer ainsi cette énergie en air comprimé pour le réservoir 6. Selon la figure 2, l'installation de récupération et de stoc- 20 kage d'énergie telle que décrite de manière générale ci-dessus, est une installation de gestion d'énergie d'origine éolienne destinée à utiliser et si besoin stocker l'énergie fournie par une éolienne pour disposer de cette énergie sous la forme d'énergie électrique utilisée directement ou transformée en une énergie facile et/ou économique à stocker pour l'utiliser de 25 manière différée. L'installation est composée d'une éolienne 100 reliée mécaniquement à un répartiteur d'énergie mécanique 120 dont la première entrée 121 est reliée à la sortie 111 de l'éolienne 100 pour transmettre le mouvement par l'une et/ou l'autre de ses sorties 122, 123, dont l'une est 30 reliée à un compresseur réversible 130 et l'autre à une génératrice électrique 140 de préférence réversible. Le fonctionnement de l'installation est géré par le circuit de commande 190 qui reçoit les différentes informations de fonctionnement et transmet des instructions, notamment au répartiteur mécanique 120 (ligne 191) au compresseur réversible 150 (ligne 192) 35 et au distributeur électrique 170 (ligne 193). Le compresseur d'air 130 est réversible : lorsqu'il travaille dans un premier mode il comprime de l'air et alimente un réservoir à air comprimé 160 par un distributeur pneumatique 150 constitué par exemple par une vanne. Le réservoir d'air comprimé 160 constitue un stockage d'énergie par l'air comprimé, par exemple jusqu'à une pression de l'ordre de 30 bars. Dans un second mode de fonctionnement, le compresseur 5 130 fonctionne comme moteur pneumatique alimenté en air comprimé et fournit du travail par sa sortie mécanique 131 (arbre de sortie) reliée à l'entrée 122 du distributeur mécanique 120. La génératrice électrique 140 est reliée par son entrée mécanique 141 au répartiteur 120 et par sa sortie électrique 142 au premier 10 branchement 171 de l'interface ou distributeur électrique 170, relié à l'utilisateur électrique 180. La génératrice réversible 140 fonctionne dans son premier mode de fonctionnement, comme génératrice électrique dont l'entrée mécanique 141 entraînée à partir du distributeur mécanique 120 alors que 15 dans son second mode de fonctionnement, comme moteur électrique, la génératrice 140 reçoit de l'énergie électrique et fournit par ce qui est alors sa sortie mécanique 141, de l'énergie mécanique appliquée à l'entrée 123 du distributeur mécanique 120. Le distributeur électrique 170 a deux branchements 171, 20 172 reliés respectivement à la génératrice 140 et à l'utilisateur 180 ainsi qu'un troisième branchement 173 relié à une source d'énergie électrique 200, telle qu'un réseau de distribution. Si l'installation n'est pas équipée d'une telle source 200 ou n'est pas reliée à une telle source 200, la génératrice 140 peut être une simple génératrice non réversible. 25 Le répartiteur mécanique 120 comporte trois entrées 121, 122, 123 formées chacune par un arbre relié à un double embrayage non détaillé, commandé par le circuit de commande 190 pour relier mécaniquement : A. la sortie 111 de l'éolienne 100 à l'un des arbres de sortie 122, 123 du 30 répartiteur 120, soit au compresseur 130, soit à la génératrice 140, ou B. la sortie 111 de l'éolienne 100 aux deux arbres de sortie 122, 123 du répartiteur 120, suivant un rapport fixe ou variable commandé par le circuit de commande 190, ou C. l'arbre 131 du compresseur 130 à l'arbre 141 de la génératrice 140, la 35 sortie 110 de l'éolienne 100 étant coupée. Cette liaison est bidirection- nelle, c'est-à-dire qu'elle permet de transmettre de l'énergie mécanique du compresseur 130 fonctionnant comme moteur pneumatique à la génératrice 140 fonctionnant comme génératrice électrique ou inverse- ment à partir de la génératrice 140 fonctionnant comme moteur électrique pour entraîner le compresseur 130. Le distributeur pneumatique 150 est de préférence réalisé sous la forme d'une double vanne monodirectionnelle, l'une s'ouvrant dans le sens allant du compresseur 130 vers le réservoir d'air comprimé 160 et l'autre, dans le sens opposé reliant le réservoir 160 au compresseur 130 fonctionnant comme moteur pneumatique, sachant que ces deux voies de passage du distributeur 150 sont exclusives l'une de l'autre ; la commande est assurée par le circuit de commande 190.

L'éolienne 100 est de préférence une éolienne d'axe vertical munie de ses propres moyens de commande, tels qu'un anémomètre gérant son fonctionnement ou reliée au circuit de commande 190 qui assure alors cette gestion. Le répartiteur mécanique 120, le distributeur électrique 170 et le distributeur pneumatique 150 sont commandés par le circuit de commande 190 qui reçoit comme informations d'entrée 194, les informations relatives à l'état de la source mécanique 100, de la source électrique 200 et des conditions de fonctionnement de la source 100 (vent, puissance du vent), les consignes du gestionnaire qui définissent les conditions de fonctionnement de l'installation et les informations de consommation, par exemple celles venant de l'utilisateur électrique 180. L'installation peut fonctionner en mode d'alimentation de l'utilisateur 180 à partir de l'éolienne 100 ou en mode de stockage à partir de l'énergie fournie par l'éolienne ou encore en mode d'alimentation de 25 l'utilisateur 180 à partir de l'énergie stockée dans le réservoir 160. En mode de génération d'énergie électrique, le répartiteur mécanique 120 relie l'éolienne 100 à la génératrice réversible 140, fonctionnant comme génératrice pour alimenter le distributeur 170 en énergie électrique qui transforme le courant, reçu de la génératrice à un niveau de 30 tension approprié pour l'utilisateur électrique 180. Le répartiteur 120 peut également relier l'éolienne 100 au compresseur réversible 130 qui comprime l'air extérieur pour fournir de l'air comprimé à travers le distributeur 150 par son branchement 151 au réservoir d'air comprimé 160. 35 En mode mixte, l'éolienne 100 entraîne à la fois la généra- trice 140 et le compresseur 130 avec une répartition de l'énergie mécanique provenant de l'éolienne, selon un rapport fixe ou variable commandé par le circuit de commande 190. L'éolienne 100 alimente ainsi l'utilisateur électrique 180 et permet de faire une réserve d'air comprimé, par exemple pendant les heures creuses, cette réserve pouvant servir d'énergie d'appoint si le niveau du vent est trop faible. L'installation peut aussi fonctionner indépendamment de 5 l'éolienne 100 lorsque le répartiteur mécanique 120 relie directement la sortie du compresseur 130 à la génératrice 140, la liaison avec l'éolienne 100 étant coupée. Enfin, si la génératrice 140 est réversible et le distributeur 170 reliée à une source d'énergie électrique 200, la génératrice peut fonc- 10 tionner comme moteur électrique et entraîner le compresseur 150 pour stocker de l'énergie sous forme d'énergie mécanique/pneumatique dans le réservoir d'air comprimé 160. La figure 3 montre une variante de l'installation pour laquelle on utilisera les mêmes références que pour l'installation de la figure 15 2 pour désigner les mêmes éléments ou des éléments de fonctions analogues. Cette variante diffère de l'installation de la figure 2 en ce qu'elle est complétée par un autre réservoir de stockage d'air comprimé 211 à un niveau de pression très supérieur à celui du réservoir d'air com20 primé 160. Ce réservoir 211 est alimenté à partir du compresseur réver- sible 130 et d'une sortie 152 du distributeur 150 à travers un surpresseur 212 qui relève la pression fournie par le compresseur 130. Le surpresseur 212 est commandé à partir du circuit de commande 190 en fonction de l'air comprimé disponible en sortie du compresseur 130. 25 Cette ligne d'alimentation en air comprimé est également re- liée par le branchement 152 à un autre réservoir d'air 160A à travers un échangeur de chaleur 213 prélevant de la chaleur à l'extérieur et la fournissant à l'air comprimé de manière à augmenter son enthalpie. Le réservoir 160A est dans ce cas isotherme. Cet échangeur de chaleur 213 est de 30 préférence non activé pour l'air destiné au surpresseur 212. Enfin, en sortie du surpresseur 212, une dérivation 214 permet de fournir de l'air comprimé à un utilisateur, tel qu'un réservoir d'air comprimé alimentant un moteur à air comprimé. Les autres parties de cette installation sont analogues à 35 celles de l'installation de la figure 2 et leur fonctionnement est très voisin. La figure 4 montre une autre variante de réalisation de l'installation pour laquelle, comme précédemment, on utilisera les mêmes références qu'à la figure 2 ou à la figure 3 pour désigner les mêmes éléments. En fait, cette installation peut être comprise comme étant une partie de l'installation générale des figures 1 et 2 ou d'une variante de l'installation plus particulière de la figure 3. L'installation de la figure 4 comporte une source photovoltaïque 301 reliée au distributeur électrique 170. Cette source photovoltaïque 301 peut être constituée par un panneau solaire ou un ensemble de panneaux solaires orientables ou fixes.

Cette source 301 est reliée à travers le distributeur 170 soit directement à l'utilisateur 180, soit au stockage 160 sous forme d'air comprimé en entraînant la génératrice 140 fonctionnant comme moteur entraînant elle-même le compresseur 130 alimentant le réservoir 160 ou les réservoirs 160A et/ou 211.

Cette installation comporte également une autre source d'énergie électrique constituée par le réseau de distribution électrique 302. Cette source est différente d'une autre source d'énergie électrique en ce qu'elle peut non seulement fournir de l'énergie électrique, mais également en recevoir par l'intermédiaire du distributeur 170.

Cette installation présentée à la figure 4 se décline comme variante de la figure 2 si l'on supprime le réservoir supplémentaire 160A, l'échangeur de chaleur 213, le surpresseur 212 et le réservoir à forte pression 211, la sortie et la vanne d'air comprimé de distribution 214.25 NOMENCLATURE 1 source d'énergie mécanique 11 sortie 2 répartiteur mécanique 3 compresseur réversible 31 compresseur pneumatique 32 moteur pneumatique 4 génératrice réversible 41 génératrice 42 moteur électrique 5 distributeur pneumatique 6 réservoir de stockage d'air comprimé 7 distributeur électrique 8 utilisateur d'énergie électrique 9 circuit de commande 91 ligne de commande 92 ligne de commande 93 ligne de commande 94 ligne de commande 95 ligne de commande 10 source d'énergie électrique 100 éolienne 111 sortie 120 répartiteur mécanique 121 première entrée/sortie reliée à l'éolienne 100 122 deuxième entrée/sortie reliée au compresseur réversible 130 123 troisième entrée/sortie reliée à la génératrice réversible 140 130 compresseur réversible 131 entrée/ sortie mécanique/ arbre 132 entrée/sortie pneumatique 140 génératrice réversible 141 entrée/ sortie mécanique/ arbre 142 entrée/sortie électrique 150 distributeur pneumatique 151 branchement 152 branchement 160, 160A réservoir d'air comprimé/dispositif de stockage d'énergie pneumatique 170 distributeur électrique/interface 171 premier branchement 172 deuxième branchement 173 troisième branchement 180 utilisateur d'énergie électrique 190 circuit de commande 191 ligne de commande 192 ligne de commande 193 ligne de commande 200 source d'énergie électrique 211 réservoir d'air comprimé à haute pression 212 surpresseur 213 échangeur de chaleur 214 dérivation 301 source photovoltaïque 302 réseau de distribution électrique20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1°) Installation de gestion d'énergie pour stocker de l'énergie d'origine mé- canique/électrique, disponible et en restituer à la demande, installation caractérisée en ce qu'elle comprend : - une source d'énergie mécanique (1), - un compresseur d'air réversible (3, 31, 32) (compresseur 31, moteur 32), - un générateur réversible (4, 41, 42) (générateur 41, moteur électrique 42), - un répartiteur d'énergie mécanique relié en entrée à la source d'énergie mécanique (1) au moteur pneumatique (32) et au moteur électrique (42), et en sortie, - au compresseur pneumatique (31), * à la génératrice (41), - un réservoir de stockage d'air comprimé (6), - un utilisateur d'énergie électrique (8), - un distributeur pneumatique (5) reliant, * le compresseur (31) au réservoir (6), * le réservoir (6) au moteur pneumatique (32), 20 - un distributeur électrique reliant * le générateur (1) à l'utilisateur (8), * la source électrique (10) au moteur électrique (42), - une commande (9) gérant l'échange des flux d'énergie électrique et mécanique entre la source d'énergie mécanique, la source d'énergie élec- 25 trique (10), l'utilisateur (8) et le réservoir de stockage d'air comprimé (6). 2°) Installation de gestion d'énergie selon la revendication 1 comportant une éolienne entraînant une génératrice électrique alimentant un utilisa-30 teur électrique, installation caractérisée par - un répartiteur mécanique (120) en sortie de l'éolienne (100), et - relié mécaniquement à un compresseur pneumatique réversible 35 (130) et à une génératrice réversible (140), - un distributeur électrique (170) relié au générateur réversible (140) et à un utilisateur d'énergie électrique (180),- un réservoir de stockage d'énergie pneumatique (160) relié à la sortie du compresseur (130) par l'intermédiaire d'un distributeur pneumatique (150) pour commander le sens de passage de l'air comprimé entre le compresseur (130) et le réservoir de stockage d'air comprimé (160), et - un circuit de commande (190) recevant des informations de la source d'énergie (200) et de l'utilisateur (180) ainsi que différents paramètres de l'installation et des instructions du gestionnaire, ce circuit (190) étant reliée au répartiteur (120), au distributeur mécanique (150) et au distributeur électrique (170) pour gérer les flux d'énergie entre la source d'énergie mécanique (100), le réservoir de stockage (160) et l'utilisateur (180). 3°) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la génératrice (140) est réversible et le distributeur électrique (170) est relié à une source d'énergie électrique (200). 4°) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le répartiteur mécanique (120) a trois entrées/ sorties (121, 122, 123) dont l'une (121) est reliée à l'éolienne (100) l'autre (122) est reliée au compresseur (130) et la troisième est reliée à la génératrice (140), la répartition des flux d'énergie au niveau du répartiteur mécanique (120) 25 étant commandée pour relier mécaniquement deux ou trois entrées/sorties (121, 122, 123), A. la sortie (111) de l'éolienne (100) à l'un des arbres de sortie (122, 123) du répartiteur (120), soit au compresseur (130), soit à la génératrice (140), ou 30 B. la sortie (111) de l'éolienne (100) aux deux arbres de sortie (122, 123) du répartiteur (120), suivant un rapport fixe ou variable commandé par le circuit de commande (190), ou C. l'arbre (131) du compresseur (130) à l'arbre (141) de la génératrice (140), la sortie (111) de l'éolienne (100) étant coupée. 35 5°) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce quela source d'énergie électrique est une source photovoltaïque (301) et/ou le réseau de distribution électrique (302). 6°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le distributeur pneumatique (5) est relié à un réservoir d'air comprimé haute pression (211) par l'intermédiaire d'un surpresseur (212). 7°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le distributeur pneumatique (150) est relié à un réservoir (160A) avec interposition d'un échangeur de chaleur (213). 8°) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la source d'énergie électrique est une source photovoltaïque (301) et/ou le réseau électrique. 9°) Procédé de gestion de l'énergie fournie par une source mécanique (1) 20 entraînant une génératrice électrique (4) alimentant un utilisateur (8), procédé caractérisé en ce qu' - on prélève l'énergie mécanique non utilisée par la génératrice pour entraîner un compresseur d'air (3) et stocker de l'air comprimé (6), et - on prélève de l'air comprimé du stockage (6) pour le détendre et récu- 25 pérer de l'énergie mécanique pour entraîner la génératrice électrique (4) si l'énergie mécanique fournie par la source mécanique (1) à la génératrice électrique (4), est insuffisante pour répondre à la demande d'énergie électrique de l'utilisateur (8). 30 35