FR2991832A1 - Dispositif pour capter l'energie electrique, stocker en energie cinetique et redistribuer en energie electrique - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un volant d'inertie et sa base d'appui de dimensions et d'un poids important qui sont construits sur le lieu d'exploitation, avec un outillage spécifique et un matériau facile à transporter tel qu'un béton adapté. Le volant d'inertie pivote autour d'un axe vertical sur une base fixe par l'intermédiaire de coussin d'air. Le volant d'inertie est équipé sur un ou plusieurs cercles concentriques de rotors, à aimant permanent. La base d'appui est équipée des stators correspondants. Le dispositif fonctionnant en moteur, alimenté par des sources diverses d'énergies électriques renouvelables ou non, entraine le volant d'inertie qui dans sa phase de génératrice restitue son énergie cinétique en énergie électrique. L'énergie ainsi stockée se situe dans une très large plage de puissance allant de moins de 100 kilowatts à plus de 2 Mégawatts. Les énergies captées peuvent avoir des caractéristiques très différentes et être restituées aux normes du réseau ou adaptées à des besoins spécifiques. Les énergies sont soit restituées à faible intensité à long terme ou à très fortes intensités à court terme, par exemple pour la recharge rapide de batteries d'accumulateurs. Subsidiairement, la présente invention concerne la possibilité d'une rotation du volant d'inertie réalisé par le couple d'un arbre tournant.

Description

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de stockage d'énergie électrique, sous la forme d'énergie cinétique donnée par un volant spécialement conçu pour restituer 5 au choix une faible intensité sur un long terme ou une très importante sur un court terme. Ces énergies, en amont, sont issues de sources d'énergie électrique différentes et multiples en voltages et en intensité, courant continu ou alternatif. 10 L'énergie ainsi stockée se situe dans une très large plage de puissance allant de moins de 100 kilowatts à plus de 2 Mégawatts. Subsidiairement, la présente invention concerne le mode de fabrication de ce 15 dispositif sur son lieu d'installation et sa maintenance. Le dispositif peut être complété en amont par l'apport d'énergie mécanique donnée par un arbre tournant. Le stockage de l'énergie électrique se fait habituellement : - sous forme chimique, à l'aide de batteries d'accumulateurs où, au préalable, il 20 est parfois nécessaire de transformer le courant électrique, s'il est alternatif, en courant continu qui peut, seul, être stocké en batteries d'accumulateurs, comme c'est le cas pour certains onduleurs. La durée de vie des batteries accumulateurs est limitée, leurs remplacements onéreux et leurs capacités et rapidités de stockage d'énergie n'est pas toujours compatible. L'appel d'une 25 intensité importante même pour un court instant est destructif pour un grand nombre de batteries d'accumulateurs, au plomb en particulier. - l'énergie électrique comme l'énergie mécanique sont parfois stockées sous la forme d'un liquide, en général la plupart du temps de l'eau, portée, par pompage, à une certaine hauteur pouvant créer, lorsqu'on le souhaite, une 30 chute d'eau, ou en réalimentant en eau un barrage, restituant l'énergie ainsi stockée, en énergie électrique et / ou en énergie mécanique à l'aide, par exemple, de turbines et de génératrices. Cette application n'est possible que dans très peu de cas nécessitant des lieux adaptés. - Des brevets ont été déposés ces dernières années en utilisant l'air comprimé dans le principe de conservation de l'énergie. - Des essais sont en cours dans des laboratoires utilisant de lourds volants d'inertie en acier, tournant à grande vitesse, certains dans le vide, stockant de l'énergie cinétique restituée en énergie électrique pour lisser les productions d'énergie électrique des éoliennes. La mise au point s'avère délicate, la réalisation industrielle onéreuse. - divers brevets ont été déposés, entre autres, par les constructeurs d'automobiles, de Formule 1, de matériel ferroviaire, récupérant les énergies io créées lors des décélérations des véhicules, en énergie cinétique, à l'aide parfois de volants d'inertie. La récupération de l'énergie se fait directement sur la motricité du véhicule ou sur la caténaire. - peut également se faire sous forme magnétique par exemple le système permettant de stocker l'énergie sous la forme d'un champ magnétique créé 15 par la circulation d'un courant continu dans un anneau supraconducteur refroidi sous sa température critique. Le procédé ne semble pas encore être applicable aux fortes puissances. La présente invention consiste à ce que le volant d'inertie (1), chargé de stocker 20 l'énergie électrique ou mécanique, soit conçu pour être aussi le ou les rotors (2), d'une ou des machines ou moteurs électriques dont les stators (3), sont implantés sur la base d'appui fixe (4), du volant d'inertie (1), conçu à cet effet, permettant au volant d'inertie (1) de tourner sur son axe (5), solidaire de la base d'appui fixe (4). Ce ou ces machines ou moteurs électriques, ainsi constitués d'un rotor (2) et d'un stator 25 (3), peuvent être indifféremment à courant continu ou alternatif mono ou triphasé et de voltages et de puissance différents. Il est ou sont alimentés par différentes sources d'énergie électrique de voltages et de puissances différents, données, en amont, par exemple par le réseau, par des énergies renouvelables comme les énergies électriques issues d'éoliennes, de plaques photovoltaïques, ou de diverses 30 génératrices de courant électrique issu d'énergie thermique, chimique ou autre, qui peuvent alimenter le ou les moteurs électriques entraînant le volant d'inertie (1) de manière continue ou discontinue.

Ce ou ces machines électriques ou moteurs électriques d'entraînement du volant d'inertie (1), par le couple qu'ils créent sur l'axe (5) de leur rotor (2), qui n'est autre que l'axe (5) du volant d'inertie (1), l'entraînent ainsi en rotation, créant, du fait de sa masse et de la vitesse de rotation atteinte, une énergie cinétique égale, au rendement près, à l'énergie électrique alimentant, en amont, le ou les machines électriques ou moteurs électriques d'entraînement du volant d'inertie (1). La présente invention consiste également à ce que le volant d'inertie (1) soit aussi conçu en rotor (7), d'une ou plusieurs machines électriques ou génératrices électriques dont leur stator (6), soit également implantés sur la base d'appui fixe (4) du volant d'inertie (1), conçus à cet effet. Ce ou ces machines électriques ou génératrices électriques transforment l'énergie cinétique du volant d'inertie (1) en énergie électrique, sous la forme, par exemple, d'un courant alternatif triphasé 220 / 380 V, à 50 Hz du réseau, comme Le fait un onduleur, ou tout autre courant électrique, pouvant être réinjectée dans le réseau ou alimenter, à la demande, les besoins en énergie électrique souhaités. La distance à laquelle se situent le rotor et le stator d'un moteur électrique d'entraînement du volant d'inertie (1), de son centre de rotation (5), par exemple sur le plus grand diamètre que peut admettre le volant d'inertie (1), et la distance à laquelle se situent le rotor et le stator de la génératrice électrique restituant le courant électrique, par exemple sur le plus petit diamètre que peut admettre le volant d'inertie (1), donne la possibilité de récupérer un courant électrique de forte intensité sans que ce soit dommageable. Le temps d'utilisation sous forte intensité est diminué, au rendement près, au rapport des diamètres.

La ou les machines électriques, moteurs électriques d'entraînement du volant d'inertie (1) ou la ou les génératrices peuvent être utilisés en freinage d'arrêt d'urgence du volant d'inertie (1).

La ou les machines électriques, moteurs électriques d'entraînement du volant d'inertie (1) ou la ou les génératrices peuvent être gérées électroniquement, indépendamment les unes des autres. L'invention permet de n'avoir qu'une seule machine électrique réversible gérée électroniquement pour recevoir et restituer le courant électrique c'est-à-dire entraîné en rotation le volant d'inertie qui lui-même à la demande entraîne la machine électrique fonctionnant en génératrices. La présente invention concerne un dispositif pour capter des énergies, qui peuvent 5 être issues de sources d'énergie électrique différentes et multiples, voire du couple d'un arbre tournant, pour stocker, sur un volant d'inertie (1) sur coussin d'air (9), les énergies ainsi captées sous forme d'énergie cinétique, et pour restituer cette énergie cinétique, en énergie électrique exploitable à la demande, dispositif caractérisé par un lourd volant d'inertie (1) de grandes dimensions et par sa base d'appui fixe (4), io jouent à la fois le rôle d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) et/ou d'un ou de moteur(s) électrique(s) et/ou d'une ou de génératrice(s) électrique(s) et qui peuvent être construits sur le lieu de l'exploitation du dispositif, en matériaux facilement transportables tels qu'un béton adapté ou autre. 15 Le volant d'inertie (1), participant au captage des énergies, est aménagé en rotor(s) (2) et/ou (7), à aimant(s) permanent(s) (13), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle de rotor(s) d'un ou de moteur(s) électrique(s). La base d'appui fixe (4), participant au captage des énergies, est aménagé en 20 stator(s) (3) et/ou (6), équipé(s) de bobine(s) (14), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle de stator(s) d'un ou de moteur(s) électrique(s). Le volant d'inertie (1), participant à la restitution en énergie électrique stockée en 25 énergie cinétique, est aménagé en rotor(s) (2) et/ou (7), à aimant permanent (13), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle d'une ou de génératrice(s) d'électricité. La base d'appui fixe (4), participant à la restitution en énergie électrique de l'énergie 30 cinétique stockée dans le volant d'inertie (1), est aménagée en stator(s) (3) et/ou (6), équipé(s) de bobine(s) (14), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle de stator(s) d'une ou de génératrice(s) d'électricité.

La rotation du volant d'inertie (1) sur sa base d'appui fixe (4) se fasse sur coussin(s) d'air (9) inscrit entre des pistes, en matière synthétique, de glissement (8), et sur son axe de rotation (5) au niveau de l'alésage intérieur du volant d'inertie (1) et de l'arbre (20) solidaire de la base d'appui fixe (4) se fasse sur coussin d'air (9) inscrit entre les pistes cylindriques, en matière synthétique, de glissement (10) et/ou au niveau du diamètre extérieur du volant d'inertie (1) et le grand alésage de la base d'appui fixe (4) à la hauteur de là où les piste(s), en matière synthétique, de glissement (10). En ce qui concerne l'étanchéité des coussins d'air (9), les pistes, en matière plastique, de glissement (8) et (10), font fonction de joint d'étanchéité à l'air. En ce qui concerne l'alimentation et le maintien en pression d'air, des coussins d'air (9) sont obtenus par un ou plusieurs compresseur(s) (15) solidaire(s) du volant d'inertie (1), prenant le mouvement du ou des piston(s) d'une came fixée (16), solidaire directement ou indirectement de la base d'appui fixé (4). Le volant d'inertie (1) et sa base d'appui (4) puissent être construits sur le lieu d'exploitation du dispositif avec un matériau facilement transportable comme un béton, ou autre, spécialement adapté.

En ce qui concerne la construction du volant d'inertie (1) et de la base d'appui fixe (4) sur le lieu d'exploitation du dispositif, il peut se réaliser avec la précision requise avec des outillages (21) pour la base d'appui fixe (4) et des outillages (22) pour le volant d'inertie (1) en se plaçant dans l'alésage de l'arbre (20) du volant d'inertie (1) permettant dans leurs rotations le positionnement précis de chaque élément composant le dispositif. En ce qui concerne la possibilité de changement des branchements, des bobines (14), des stators (3) et (6) sont présents, pour changer leur nombre et leurs 30 caractéristiques de ou des machine(s) électrique(s), moteur(s) et/ou génératrice(s). La FIG 1, FIG 2 et FIG 3 représentent schématiquement le principe même de l'invention. Le volant d'inertie (1), tournant autour de son axe (5), est équipé de rotors (2) de moteurs électriques et de rotors (7) de génératrices électriques et la base d'appui fixe (4) formant carter au volant d'inertie (1) est équipée de stators (3) de moteurs électriques et de stators (6) de génératrices électriques. Les stators (3), fixés sur la base d'appui fixe (4), reçoivent du courant électrique et avec leurs rotors (2) entraînent le volant d'inertie (1) sur lequel ils sont fixés. Le volant d'inertie (1) emmagasine, par sa rotation et sa masse, de l'énergie cinétique. Les rotors (7), en rotation, avec leurs stators (6) créent des courants électriques. La FIG 4 représente en coupe le dispositif en mode de fonctionnement. Le volant d'inertie (1) tourne sur son axe (5) autour de l'arbre (20) guidé par deux pistes de frottement (10) formant à la fois paliers et les joints d'étanchéité du coussin d'air (9). Le volant d'inertie (1) glisse pendant sa rotation sur deux pistes de frottement (8) formant à la fois butées et joints d'étanchéité au coussin d'air (9). Latéralement une piste de frottement (10) assure une sécurité dans la rotation du volant d'inertie (1).

L'alimentation en air comprimé des coussins d'air (9) est assurée par une série de compresseurs montés en étoile sur le volant d'inertie (1). Le mouvement des pistons est donné par la came fixe (16) solidaire de la base d'appui (4) par l'intermédiaire de l'arbre (20) dont le détail est donné FIG 7. Des béquilles (18) sont incorporées dans la masse du volant d'inertie (1) tenu par un couvercle destiné à être remplacé par 20 des vérins hydrauliques lors de la maintenance. Les FIG 5 et FIG 6 présentent, en détail les positionnements des pistes de frottement (8) et (10), des aimants permanents (13) sur les rotors (2) et (7), des bobines (14) sur les stators (3) et (6) et leurs possibilités de réglage par rapport aux rotors. 25 La FIG 8 donne la vue de dessus correspondant à FIG 4. Sont représentés en étoile les compresseurs d'air (15). La FIG 9 présente l'outil (21) tourbillonnant dans l'alésage de l'arbre (20) pendant la construction de la base d'appui fixe (4). 30 La FIG 10 présente l'outil (22) tourbillonnant dans l'alésage de l'arbre (20) pendant la construction du volant d'inertie (1) La FIG 11 présente la maintenance possible des pièces d'usure du volant d'inertie (1) et de la base d'appui fixe (4), après démontage de la came (16) de l'arbre (20) après avoir repoussé les pistons et compresseurs, remplacé le couvercle qui retenait les béquilles (18) par les corps des vérins hydrauliques à haute pression qui agissent en poussée sur les béquilles (18) en assurant un verrouillage sécurité. L'invention repose sur les caractéristiques du volant d'inertie (1), de sa consistance, de sa masse, de son mode et vitesse de rotation, de son mode de fabrication, de son agencement en tant que : rotor (2) du ou des machines électriques ou moteurs électriques d'entraînement du volant d'inertie (1), rotor (7) du ou des machines électriques ou génératrices électriques, restituant l'énergie cinétique du volant d'inertie (1) en énergie électrique.

Les rotors (2) et (7) sont équipés d'aimants permanents (13). L'invention repose également sur les caractéristiques de la base d'appui fixe (4) du volant d'inertie (1) et de son agencement en tant que : axe de rotation (5) du volant d'inertie (1), stator (3) du ou des machines électriques ou moteurs électriques d'entraînement du volant d'inertie (1), stator (6) du ou des machines électriques ou génératrices électriques, restituant l'énergie cinétique du volant d'inertie (1) en énergie électrique.

En résumé, le volant d'inertie (1), lieu de stockage d'énergie cinétique, et sa base d'appui (4) sont à la fois, moteurs électriques d'entraînement du volant d'inertie (1) et/ou génératrice de courant électrique. Le volant d'inertie (1), suivant l'énergie cinétique qu'il peut stocker, en fonction de ses dimensions, de sa masse et de sa vitesse de rotation, et la configuration des lieux de son installation, peut prendre diverses formes telles qu'un cylindre, un plateau circulaire, une couronne ou autres formes permettant une bonne stabilité en rotation, dont son axe (5) est de préférence vertical.

La présentation de réalisation de l'invention correspond à un volant d'inertie de la forme d'une couronne. L'alésage central constitue avec l'arbre (20) solidaire de la base d'appui fixe (4), l'axe de rotation du volant d'inertie (1) auxquels s'ajoutent les paliers (10) et le coussin d'air (9).

Les aimants permanents (13) des rotors (2) et (7) se situent sur deux diamètres, l'un sur la périphérie, l'autre au niveau de l'alésage central. Le diamètre du volant d'inertie (1), qui peut largement dépasser 10 m, son épaisseur largement supérieure à 1 m et son poids largement dépasser plusieurs fois 100 T.

Les caractéristiques de la base d'appui fixe (4) sont du même ordre de grandeur. Le volant d'inertie (1), pour minimiser les frottements, lors de sa rotation sur sa base d'appui fixe (4), soutenant son poids, peut éventuellement se faire à l'aide de pistes circulaires, zones de glissement (8) en matières antifriction, synthétiques ou autres. Un ou des coussins d'air (9) situés entre les pistes circulaires décrites ci-dessus, jouant également le rôle de joints d'étanchéité à l'air, permettent d'assurer une rotation du volant d'inertie (1) avec un minimum de frottements sur sa base d'appui (4). Une ou des suspensions magnétiques ou autres paliers roulements ou glissières classiques, peuvent compléter ou se substituer aux coussins d'air, matières antifriction, pistes synthétiques. Le maintien du volant d'inertie (1) en rotation sur son axe, peut comprendre une ou plusieurs pistes circulaires latérales (10), FIG 4 page 2/4, en matières antifriction, synthétiques ou autres, comparable ou non aux pistes circulaires (8). Ces pistes circulaires (10), judicieusement placées pour maintenir et positionner le volant d'inertie (1) avec précision, délimitent les coussins d'air et assureront le rôle de joints d'étanchéité à l'air. Une ou des suspensions magnétiques ou autres paliers roulements ou glissières classiques peuvent le compléter La représentation ne comporte qu'une piste circulaire latérale, sans coussin d'air. Le volant d'inertie (1), dans ses multifonctions de rotors (2) et (7), est équipé d'aimants permanents (13), judicieusement répartis sur un ou plusieurs cercles concentriques à l'axe de rotation (5) que défini dans la FIG 4, l'arbre (20) correspondant aux différentes machines électriques réversibles ou non, moteurs d'entraînement du volant d'inertie (1) à courant continu, moteurs synchrones, moteurs asynchrones et génératrices qui sont installés. La FIG 8, présente sur le cercle extérieur du volant d'inertie (1) les aimants permanents (13) placés sur le dessin arbitrairement face au bobinage du stator, base d'appui fixe (4), et sur un cercle correspondant à l'alésage de son arbre de rotation (20) les aimants permanents (13) placés également sur le dessin arbitrairement face au bobinage ou électroaimants (14) du stator constitué par l'axe de rotation (20) solidaire de la base d'appui fixe (4).

Dans ses multifonctions les stators (3) et (6), la base d'appui fixe (4) du volant d'inertie (1) est équipée de bobines et/ou des électro-aimants (14), judicieusement répartis sur un ou plusieurs cercles concentriques aux paliers de Faxe de rotation (5) du volant d'inertie (1), le croquis FIG 8 page 2/3, les représente arbitrairement face aux aimants permanents correspondants aux rotors. Le nombre et le type d'aimants permanents (13), le nombre et les caractéristiques bobinages et/ou des électro-aimants (14), leurs entrefers avec, les aimants permanents, les combinaisons, arrangements ou permutations de leurs 20 branchements au niveau des stators (3) et (6), peuvent varier en fonction des caractéristiques souhaitées et/ou être géré électroniquement en fonction des différentes phases de fonctionnement telles que la mise en rotation du volant d'inertie (1), la marche en vitesse stabilisée, et la phase de restitution de courant électrique demandé ou, par exemple, le retour sur le réseau. 25 Les agencements des différents bobinages et/ou électro-aimants peuvent constituer différentes machines électriques, moteurs ou génératrices à courant alternatif ou continu, fonctionnant sous des tensions différentes les unes des autres, alimentés par des sources d'énergie électrique différentes, éoliennes, plaques photovoltaïques, 30 génératrices ou autres. Le dispositif de stockage d'énergie électrique sous la forme d'énergie cinétique, objet de la présente innovation peut fonctionner uniquement avec une machine électrique réversible telle qu'elle est représentée sur la FIG 8, le rotor et le stator étant situés sur le cercle principalement pour les fortes intensités.

En marche normale, les besoins d'air comprimé pour alimenter les coussins d'air (9) fournis par un ou plusieurs compresseurs (15) judicieusement placés, par exemple, fixés sur le volant d'inertie (1), prenant le mouvement va-et-vient du piston sur une came (16) solidaire de la base d'appui fixe (4) ou par tout autre moyen.

En cas de rupture d'alimentation en air comprimé, des bouteilles d'air comprimé, branchées sur un circuit réservé à cet effet (17) se substituent aux compresseurs (15) pendant la période d'arrêt d'urgence du volant d'inertie (1), La priorité des besoins en énergie électrique sera donnée au générateur d'air comprimé de secours, s'il devait remplacer les bouteilles d'air comprimé, pour maintenir le volant d'inertie (1) sur son ou ses appuis sur coussins d'air (9) et éventuellement d'autres paliers et patins pneumatiques. Le volant d'inertie (1) est équipé d'un freinage électrique, assuré par une ou plusieurs des machines électriques réversibles installées. En vitesse stabilisée du volant d'inertie (1), l'énergie électrique est restituée par la ou les machines électriques ou génératrices électriques installées, pour les besoins d'énergie électrique pour lequel il est prévu.

Si l'énergie captée en amont est supérieure à l'énergie demandée en aval, la différence pourra retourner au réseau, si, en amont, le réseau est couplé à l'alimentation en énergie électrique à un ou plusieurs des moteurs d'entraînement du volant d'inertie (1), et une ou plusieurs génératrices installées sur les rotors (2) et/ou (7) et stators (3) et/ou (6) et s'il existe un contrat de rachat, par le réseau, de cette énergie électrique. Si l'énergie captée en amont en dehors de l'énergie venant du réseau est inférieure à l'énergie demandée en aval, l'énergie manquante pourra être fournie par le réseau 30 ou d'autres sources telles qu'un groupe électrogène ou autres. Une partie de l'énergie captée en amont sert à maintenir en rotation le volant d'inertie (1), c'est-à-dire les rotors, afin d'obtenir un courant électrique conforme aux normes du réseau, aux bornes de la génératrice par exemple. Une régulation électronique pourrait être envisagée dans le cadre de variations importantes de vitesse de rotation du volant d'inertie (1). La phase de démarrage de la rotation du volant d'inertie (1) sera différente selon qu'elle se fasse en machine synchrone, en asynchrone ou en courant continu, ou avec l'énergie électrique du réseau, en énergies renouvelables, ou occasionnelles, ou provenant d'un groupe électrogène ou par le couple d'un arbre tournant qui n'est pas prévu dans les représentations des FIG 4 et FIG 8. D'autres méthodes pourront être utilisées. 10 Le transport et l'implantation sur place des deux principales pièces, le volant d'inertie (1) et la base d'appui fixe (4), entraînent des moyens de manutention et un coût financier importants. L'invention concerne la possibilité de fabriquer, sur le lieu de l'exploitation, ces deux pièces, le volant d'inertie (1) et la base d'appui fixe (4), à 15 l'aide d'un matériau pouvant être facilement amené sur place et présentant les caractéristiques techniques conformes au cahier des charges. Le béton, facile à transporter, d'une préparation adaptée, par exemple par ajout de grenaille de fonte ou autre, coulé sur place avec armatures et coffrages métalliques ou non est, par exemple, l'une des solutions satisfaisantes. D'autres matériaux présentant les 20 mêmes facilités de transport, de manipulation sur place et d'une densité équivalente ou supérieure peuvent être également retenus. Les coffrages (23) et (24) spécialement conçus, en ce qui concerne la base d'appui fixe (4) et les coffrages (25) et (26) en ce qui concerne le volant d'inertie (1) 25 permettent avec l'outil (21) en ce qui concerne la base d'appui fixe (4) et l'outil (22), FIG 10 page 4/4, en ce qui concerne le volant d'inertie (1), un positionnement précis des zones de glissement (8) et (10), des rotors (3 et 6) devant recevoir les bobinages ou électroaimants (14) et des stators (2 et 7) devant recevoir les aimants permanents. Cette précision obtenue par les outils (21) et (22) est le fait de leur 30 conception permettant leur rotation autour de l'axe (5) dans l'alésage central de l'arbre (20). La maintenance, entre autres des pièces d'usure du volant d'inertie (1) et de la base d'appui fixe (4), pourra s'effectuer en soulevant le volant d'inertie (1) à l'aide de moyens de levage classiques ou comme nous l'avons prévu dans la réalisation présentée, par différents vérins (18) judicieusement placés comme représentés FIG 4, FIG 8 et FIG 10.

Sur le volant d'inertie (1), des dumpers, des pots de vibrations, sont éventuellement prévus pour éviter les phénomènes de résonance, ainsi que, judicieusement placés, des emplacements permettant d'ajouter des masses pour un parfait équilibre du volant d'inertie (1).

L'invention trouvera, tout naturellement, une application industrielle, artisanale ou domestique, par exemple : - Toutes les fois qu'il existe des sources d'énergie électrique provenant entre autres d'énergies renouvelables disparates et/ou de courants électriques différents. Sources d'énergie issues par exemple de plaques photovoltaïques hétéroclites, d'éoliennes de caractéristiques et capacités diverses que l'on cherche à regrouper, à stocker et à utiliser en commun, le plus simplement possible, sans avoir nécessairement une électronique de gestion importante dont la maintenance pose problème dans des régions plus ou moins désertiques. Cette exploitation pouvant être publique ou privée, en coopérative, gérée par une commune ou communauté de communes ou par le réseau lui-même ou autre, sous un seul et même type de courant électrique de sortie, par exemple courant alternatif triphasé 220/380V 50 hertz, celui du réseau. L'électronique de gestion ne peut alors n'être que sur la génératrice de sortie. - Lorsque disposant d'une source unique d'énergie électrique de faible puissance, il est nécessaire de disposer, dans un temps limité, d'une énergie électrique notablement plus importante. Permettre aux stations-service de réaliser une recharge rapide de batterie d'accumulateurs de véhicules électriques avec une énergie électricité venue des énergies renouvelables proches. - Pour minimiser les frais de maintenance des installations de production d'énergie électrique, en partant d'énergies renouvelables, ou périodiques ou occasionnelles, et optimiser le rendement des équipements par exemple en orientant les plaques photovoltaïques pour améliorer leur rendement principalement les jours d'ensoleillement moyen ou les débuts et fins des journées. Pour lisser la production d'électricité des éoliennes compensant les variations de vent. Pour stocker, puis restituer l'énergie électrique issue d'énergies renouvelables, plaques photovoltaïques, éoliennes, comme le ferait un onduleur, mais sans avoir la contrainte de maintenance et de rechange des batteries d'accumulateurs, n'acceptant pas pour la plupart, une demande d'intensité importante dans un temps limité. io Dans le cas de hameaux ou villages isolés, sujet à des ruptures de réseau d'alimentation électrique pour des problèmes d'intempéries, vents violents, givrage, neige, inondations, un tel dispositif équipé d'un groupe électrogène de capacités suffisantes pour maintenir le minimum de besoins assurant une continuité d'alimentation en électricité de secours, sans rupture du fait de 15 l'énergie cinétique disponible au lancement immédiat du groupe électrogène. Le dispositif ne peut que favoriser l'implantation de production d'énergie électrique provenant des énergies renouvelables, gérées par le privé, en coopérative ou par le réseau lui-même, évitant ainsi les catastrophes des villages privés de courant électrique, l'arrivée rapide de groupe électrogène 20 étant parfois impossible. - Dans le cas de hameaux ou de villages en bout de ligne, sujet à de fréquentes baisses de tension, le dispositif, par son énergie cinétique stockée, pallie cet inconvénient Au pied d'éoliennes de grande puissance, entre autres pour compenser 25 l'inertie des pales lors du démarrage par faible vent. Apporte l'énergie électrique de maintenance, de signalisation, de dégivrage, lorsqu'elles ne sont pas en fonctionnement En cas de rupture accidentelle du réseau, permets le maintien du courant d'alimentation et le lancement d'un groupe électrogène parfois long à 30 démarrer. - L'utilisation d'un tel dispositif permet de ne pas faire appel ou peu, au réseau aux heures de pointe ou le kilowattheure est à son prix maximum. - Implanté sur le circuit d'alimentation électrique d'un atelier de production ou l'arrêt brutal d'alimentation électrique engendre parfois des ruptures d'outillage, des pièces en cours d'usinage détruites, entraînant un coût financier important ou bien dans tous les lieux de travail non protégé par des onduleurs. De même, implanté dans l'industrie, il peut améliorer le cosinus PHY, récupérer l'énergie électrique lorsque les moteurs passent de la fonction tirage à la fonction retenue ou d'un appel important sur une phase. Permets une économie de l'usure du matériel et des coûts financiers lorsque le cycle de production nécessite des pointes d'intensité du courant électrique. L'implantation du dispositif, en sous-sol, dans un ensemble immobilier d'habitation ou de bureau, disposant d'une toiture constituée de plaques photovoltaïques et/ou d'éoliennes et/ou de recyclage sur place des déchets, par exemple. D'une façon générale le dispositif relatif à l'invention pourra servir à stocker l'énergie électrique issue d'énergies renouvelables, issues d'actions périodiques, discontinues, aléatoires ou autres, par exemple, le vent, les courants marins, les cours d'eau, les chutes d'eau, mais aussi le rayonnement solaire par effet photovoltaïque ou indirectement par l'énergie thermique issue de rayonnement solaire des fours solaires ou par toute combustion réalisée périodiquement, issues par exemple des gaz de fermentation, des stations d'épuration, des déchets domestiques ou d'origine animale, procurant une énergie thermique transformée en énergie électrique ou de carburant que procurent les déchets de bois traité par des gazogènes alimentant des groupes électrogènes. Un tel dispositif trouve tout naturellement sa place dans le cadre d'une exploitation agricole.

Un autre domaine subsidiaire d'application de l'invention pourra servir, par exemple, à stocker l'énergie mécanique donnée, par exemple, par le couple de l'arbre tournant d'une turbine, transmis à l'arbre de rotation du volant d'inertie soit directement soit par des mécanismes adaptés de coupleur ou de convertisseur Hydro cinétique ou autre. Dans le dispositif de l'invention, le rôle du rotor et du stator du volant d'inertie, devenant génératrice, restituera, en aval, l'énergie cinétique en courant électrique. Un mécanisme, en amont du volant d'inertie, pourra être installé sur l'arbre menant, une roue libre, par exemple.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif pour capter des énergies, qui peuvent être issues de sources d'énergie électrique différentes et multiples, voire du couple d'un arbre tournant, pour stocker, sur un volant d'inertie (1) sur coussin d'air (9), les énergies ainsi captées sous forme d'énergie cinétique, et pour restituer cette énergie cinétique, en énergie électrique exploitable à la demande, dispositif caractérisé par un lourd volant d'inertie (1) de grandes dimensions et par sa base d'appui fixe (4), jouent à la fois le rôle d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) et/ou d'un ou de moteur(s) électrique(s) et/ou d'une ou de génératrice(s) électrique(s) et qui peuvent être construits sur le lieu de l'exploitation du dispositif, en matériaux facilement transportables tels qu'un béton adapté.2. 3. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant d'inertie (1), participant au captage des énergies, est aménagé en rotor(s) (2), (7) à aimant(s) permanent(s) (13), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle de rotor(s) d'un ou de moteur(s) électrique(s). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la base d'appui fixe (4), participant au captage des énergies, est aménagée en stator(s) (3), (6), équipé(s) de bobine(s) (14), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle de stator(s) d'un ou de moteur(s) électrique(s). Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volant d'inertie (1), participant à la restitution en énergie électrique stockée en énergie cinétique, est aménagé en rotor(s) (2), (7), à aimant permanent (13), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle d'une ou de génératrice(s) d'électricité. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la base d'appui fixe (4), participant à la restitution en énergie électrique de l'énergie cinétique stockée dans le volant d'inertie (1), est aménagé en stator(s) (3), (6),équipé(s) de bobine(s) (14), d'une ou de machine(s) électrique(s) réversible(s) jouant le rôle de stator(s) d'une ou de génératrice(s) d'électricité. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la rotation du volant d'inertie (1) sur sa base d'appui fixe (4) se fasse sur coussin(s) d'air (9) inscrit entre des pistes, en matière synthétique, de glissement (8), et sur son axe de rotation (5) au niveau de l'alésage intérieur du volant d'inertie (1) et de l'arbre (20) solidaire de la base d'appui fixe (4) se fasse sur coussin d'air (9) inscrit entre les pistes cylindriques, en matière synthétique, de glissement (10) et/ou au niveau du diamètre extérieur du volant d'inertie (1) et le grand alésage de la base d'appui fixe (4) à la hauteur de là où les piste(s), en matière synthétique, de glissement (10). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étanchéité des coussins d'air (9) est réalisée par les pistes, en matière plastique, de glissement (8) et (10), qui réalisent la fonction de joint d'étanchéité à l'air. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alimentation et le maintien en pression d'air des coussins d'air (9) sont réalisés par un ou plusieurs compresseur(s) (15) solidaire(s) du volant d'inertie (1), prenant le mouvement du ou des piston(s) d'une came fixée (16), solidaire directement ou indirectement de la base d'appui fixé (4). 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le volant d'inertie (1) et sa base d'appui (4) puissent être construits sur le lieu d'exploitation du dispositif avec un matériau facilement transportable comme un béton, ou autre, spécialement adapté. 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la construction du volant d'inertie (1) et de la base d'appui fixe (4) sur le lieu d'exploitation du dispositif s'effectue via la précision d'outillages (21) pour la base d'appui fixe (4) et d'outillages (22) pour le volant d'inertie (1) en se plaçant dans l'alésage de l'arbre (20) du volant d'inertie (1) permettant dans leurs rotations le positionnement précis de chaque élément composant le dispositif.11. Dispositif selon la revendication 2 et la revendication 4, en ce que le changement des branchements, des bobines (14), des stators (3) et (6), est réaliser pour changer le nombre et les caractéristiques de ou des machine(s) électrique(s), moteur(s) et/ou génératrice(s).