FR3093168A1 - MULTI-SOURCE PROGRESSIVE THERMOVOLTAIC DEVICE WITH ENERGY STORAGE CAPACITIES, AND ASSOCIATED PROCESSES. - Google Patents
MULTI-SOURCE PROGRESSIVE THERMOVOLTAIC DEVICE WITH ENERGY STORAGE CAPACITIES, AND ASSOCIATED PROCESSES. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un ensemble de moyens transformant en énergie électrique de l'énergie thermique provenant de toute installation la produisant et/ou par déstockage, au moyen d'un système de production piézoélectrique constitué d'au moins un système moteur thermique alimenté par un fluide caloporteur et entrainant au moins un actionneur piézoélectrique, ledit moteur comportant une chambre de travail constituée d'un cylindre dans lequel coulisse entre deux positions extrêmes un piston déplacé, grâce à des moyens d'étanchéité innovants, par le passage en phase gazeuse sous l'effet de la chaleur transmise par ledit fluide caloporteur d'un matériau à changement de phase (MCP) introduit dans ledit cylindre comme fluide de travail liquide. L'invention comporte par ailleurs des dispositifs complémentaires de production d'énergie thermique dont un système hybride innovant de production d'énergie solaire thermique et photovoltaique par séparation de longueurs d'onde, ainsi qu'un dispositif novateur de production d'énergie thermique convertissant par friction tous mouvements rotatifs et une structure de stockage composite contenant des matériaux solides immergée dans le fluide caloporteur. L'énergie thermique alimentant l'invention peut donc être produite par différents moyens en provenance d'une pluralité de sources d'énergie, d'origine conventionnelle ou d'origine renouvelable. L'invention ici présentée peut donc avantageusement fonctionner à des températures inférieures à 100° et constitue donc une alternative aux turbines à vapeur.The invention relates to a set of means transforming thermal energy from any installation producing it and / or by destocking into electrical energy, by means of a piezoelectric production system consisting of at least one thermal engine system supplied by a heat transfer fluid and driving at least one piezoelectric actuator, said motor comprising a working chamber consisting of a cylinder in which slides between two extreme positions a piston moved, thanks to innovative sealing means, by the passage in the gas phase under the effect of the heat transmitted by said heat transfer fluid of a phase change material (PCM) introduced into said cylinder as a liquid working fluid. The invention also comprises complementary devices for producing thermal energy, including an innovative hybrid system for producing solar thermal and photovoltaic energy by separation of wavelengths, as well as an innovative device for producing thermal energy converting by friction all rotary movements and a composite storage structure containing solid materials immersed in the heat transfer fluid. The thermal energy supplying the invention can therefore be produced by different means from a plurality of energy sources, of conventional origin or of renewable origin. The invention presented here can therefore advantageously operate at temperatures below 100 ° and therefore constitutes an alternative to steam turbines.
Description
Quelque soit le type de "combustible" qu'elles emploient, nucléaire, charbon, fioul, gaz, bio-gaz, etc... la plupart des centrales de production d'énergie électrique installées dans le monde utilisent la chaleur produite par lesdits combustibles pour obtenir de la vapeur d'eau sous pression apte à alimenter des turbines entrainant des générateurs.Whatever the type of "fuel" they use, nuclear, coal, fuel oil, gas, bio-gas, etc... most of the power plants installed in the world use the heat produced by the said fuels to obtain pressurized steam capable of supplying turbines driving generators.
Même si généralement une partie des calories de la vapeur d'eau évacuée en sortie des turbines est recyclée pour réchauffer l'eau à vaporiser, il n'en reste pas moins que le reliquat des calories de la vapeur d'eau résiduelle, à plus de 100 °, sont "perdues" puisque dissipées dans des condenseurs aériens et/ou fluviaux ou marins.Even if generally part of the calories of the water vapor evacuated at the outlet of the turbines is recycled to heat the water to be vaporized, the fact remains that the remainder of the calories of the residual water vapour, at more of 100°, are "lost" since they are dissipated in aerial and/or river or marine condensers.
L'un des autres inconvénients des installations actuelles est que pour fonctionner correctement, lesdits générateurs ont besoin de tourner à un nombre de tours élevé.One of the other drawbacks of current installations is that in order to operate correctly, said generators need to turn at a high number of revolutions.
C'est donc à ces différentes contraintes que l'invention ici présentée se propose d'apporter des réponsesIt is therefore to these various constraints that the invention presented here proposes to provide answers.
L'invention ici présentée utilise comme moyen moteur pour actionner les générateurs piézoélectriques un dispositif qui peut être considéré comme une évolution des moteurs "Stirling" et leur améliorations comme celle du moteur "Ericsson", dans une solution ou les calories nécessaires au fonctionnement sont apportées par un fluide caloporteur porté à température par différents dispositifs tirant leur énergie du rayonnement solaire et/ou par des moyens de production de chaleur par friction mis en œuvre par tout mouvement rotatif généré par une source d'énergie renouvelable ou non. L'utilisation d'un fluide caloporteur permet par ailleurs de tirer parti de son inertie thermique pour stocker l'énergie calorifique qu'il véhicule en l'associant dans une structure de stockage contenant des matériaux solides à fort potentiel de stockage, comme par exemple des roches volcaniques, plongés dans ledit fluide caloporteur.The invention presented here uses as motor means to actuate the piezoelectric generators a device which can be considered as an evolution of the "Stirling" motors and their improvements like that of the "Ericsson" motor, in a solution where the calories necessary for operation are provided. by a heat transfer fluid brought to temperature by various devices drawing their energy from solar radiation and/or by means of heat production by friction implemented by any rotary motion generated by a source of renewable or non-renewable energy. The use of a heat transfer fluid also makes it possible to take advantage of its thermal inertia to store the calorific energy that it conveys by combining it in a storage structure containing solid materials with high storage potential, such as for example volcanic rocks, immersed in said heat transfer fluid.
Le stockage de chaleur dans un fluide à fait l'objet de plusieurs études réalisations, utilisant notamment comme fluide caloporteur du sel fondu, ou récemment au silicium fondu, avec des températures allant de 500° jusqu'à plus de 2000° pour le silicium fondu, dans d'autres solutions la chaleur est stockée dans des roches volcaniques autour de 1000 ° et transférée par de l'air, et sont donc prévues pour fonctionner à de très hautes températures contrairement à la solution ici proposée qui peut fonctionner dès 60°, et les températures de fonctionnement de ces solutions, dans certains cas extrêmes, nécessitent l'emploi de matériel de stockage et de transfert capables de supporter ces températures, et avec des problèmes d'isolation des réservoirs plus importants, qui rendent donc ces solutions beaucoup plus onéreuses.The storage of heat in a fluid has been the subject of several studies, notably using molten salt as a heat transfer fluid, or recently molten silicon, with temperatures ranging from 500° to more than 2000° for molten silicon. , in other solutions the heat is stored in volcanic rocks around 1000° and transferred by air, and are therefore designed to operate at very high temperatures unlike the solution proposed here which can operate from 60°, and the operating temperatures of these solutions, in certain extreme cases, require the use of storage and transfer equipment capable of withstanding these temperatures, and with greater tank insulation problems, which therefore make these solutions much more expensive.
L'une des autres caractéristiques avantageuses de l'invention ici présentée, est qu'elle utilise l'intégralité du rayonnement solaire pour en extraire de l'énergie, et pas seulement les longueurs d'onde utiles à la plupart des cellules photovoltaïques du marché qui ont un rendement optimal pour une certaine gamme de longueur d'onde, par exemple entre 0,3 µm et 0,7 µm, avec un pic à 0,5 µm environ pour le silicium amorphe et entre 0,4 µm et 1,0 µm avec un pic autour de 0,9 µm pour le silicium cristallin.One of the other advantageous characteristics of the invention presented here, is that it uses all of the solar radiation to extract energy from it, and not only the wavelengths useful to most photovoltaic cells on the market. which have optimum efficiency for a certain wavelength range, for example between 0.3 μm and 0.7 μm, with a peak at approximately 0.5 μm for amorphous silicon and between 0.4 μm and 1, 0 µm with a peak around 0.9 µm for crystalline silicon.
Les dispositifs ici décrits permettent en effet de convertir les autres longueurs d'onde qui ne sont pas utiles aux dites cellules photovoltaïques, mais plutôt nuisibles car la chaleur produite augmente la température et réduit le rendement des dites cellules.The devices described here in fact make it possible to convert the other wavelengths which are not useful to the said photovoltaic cells, but rather harmful because the heat produced increases the temperature and reduces the efficiency of the said cells.
La faible température à partir de laquelle fonctionne l'invention ici présentée est permise par l'utilisation de générateurs piézoélectriques à la place des classiques turbines à vapeur utilisées dans ces solutions, est grâce au système novateur entrainant lesdits générateurs, et cette faible température permet par ailleurs une utilisation beaucoup plus large, notamment au niveau domestique.The low temperature from which the invention presented here operates is made possible by the use of piezoelectric generators instead of the conventional steam turbines used in these solutions, is thanks to the innovative system driving said generators, and this low temperature allows elsewhere a much wider use, especially at the domestic level.
L'invention ici présentée présente de nombreux avantages, et notamment le générateur thermovoltaïque ici présenté peut avantageusement fonctionner dès 60° jusqu'à 350°, voire plus en fonction du fluide caloporteur utilisé; l'un des avantages déterminant de cette possibilité de fonctionner dès 60°, est que cette température peut être notamment atteinte par récupération du rayonnement solaire dans des installations sommaires.The invention presented here has many advantages, and in particular the thermovoltaic generator presented here can advantageously operate from 60° up to 350°, or even more depending on the heat transfer fluid used; one of the decisive advantages of this possibility of operating from 60°, is that this temperature can be reached in particular by recovering solar radiation in basic installations.
Ces caractéristiques autorisent l'utilisation de la présente invention dans une multitude de situations, et donc de fabriquer en grande série les différents moyens constituant l'invention pour en permettre d'en abaisser le cout.These characteristics allow the use of the present invention in a multitude of situations, and therefore to manufacture in large series the various means constituting the invention to enable the cost thereof to be lowered.
Parmi cette multitude de situations dans lesquelles l'invention ici présentée peut être mise en œuvre par utilisation de calories récupérées ou produites, on peut notamment mentionner:Among this multitude of situations in which the invention presented here can be implemented by using calories recovered or produced, mention may be made in particular of:
* Récupération à partir de sources d'énergie conventionnelle:* Recovery from conventional energy sources:
- en sortie de turbine- at the turbine outlet
- en récupération de calories émises par toute installation industrielle, aciéries, incinérateurs d'ordures ménagères, ou centrales nucléaires ou autres.- in the recovery of calories emitted by any industrial installation, steel mills, household waste incinerators, or nuclear or other power stations.
- en récupération de calories émises par un four artisanal ou domestique.- in recovery of calories emitted by an artisanal or domestic oven.
* Production par des sources d'énergie renouvelable* Production by renewable energy sources
- solaire au moyen de capteurs à concentration- solar by means of concentrating collectors
- éolienne au moyen de thermogénérateurs à friction- wind turbine by means of friction thermogenerators
- hydrolienne au moyen de thermogénérateurs à friction- tidal turbine using friction thermogenerators
Un autre avantage de l'invention ici présentée dans un contexte multi-sources proches, est la possibilité de disposer d'un dispositif de stockage commun unique, relié à chacune des sources par ce que l'on pourrait dénommer comme étant un "thermoduc", notamment pour quand il est en même temps alimenté par des sources d'énergie conventionnelle et d'origine renouvelable.Another advantage of the invention presented here in a close multi-source context, is the possibility of having a single common storage device, connected to each of the sources by what could be called a "heat pipe". , in particular for when it is simultaneously powered by conventional and renewable sources of energy.
L'un des exemples de l'universalité de l'invention ici présentée particulièrement prometteur est son utilisation dans des centrales nucléaires, et peut être considéré comme une alternative à la fermeture et au démantèlement des centrales en fin de vie, en les convertissant en centrales hybrides nucléaire/renouvelable, en conservant les infrastructures de distribution existantes tout en améliorant le niveau de sécurité desdites centrales. En effet les travaux de Pierre et Marie Curie ont mis en évidence les qualités d'isolation de l'huile de vaseline contre les rayonnements radioactifs, notamment le radium, travaux qui laissent à penser que ladite huile de vaseline pourrait avantageusement être non seulement utilisée comme fluide caloporteur mais également comme protection périphérique contre d'éventuelles fuites radioactives; dans cette perspective, une quantité de ladite huile de vaseline peut être stockée à l'intérieure d'une structure entourant les installations critiques comme une sorte de sarcophage, et, les capacités de stockage ainsi constituées renforcées par une structure beaucoup plus importante, notamment pour réguler la production, comportant en complément des matériaux à haute inertie calorifique comme décrit précédemment; étant précisé que tout autre fluide caloporteur peut être utilisé dans ladite structure de stockage complémentaire.One of the particularly promising examples of the universality of the invention presented here is its use in nuclear power plants, and can be considered as an alternative to the closure and dismantling of power plants at the end of their life, by converting them into nuclear power plants. nuclear/renewable hybrids, while maintaining the existing distribution infrastructures while improving the level of safety of the said plants. Indeed, the work of Pierre and Marie Curie has demonstrated the insulating qualities of vaseline oil against radioactive radiation, in particular radium, work which suggests that said vaseline oil could advantageously not only be used as heat transfer fluid but also as peripheral protection against possible radioactive leaks; in this perspective, a quantity of said vaseline oil can be stored inside a structure surrounding the critical installations like a sort of sarcophagus, and, the storage capacities thus constituted reinforced by a much larger structure, in particular for regulate production, additionally comprising materials with high calorific inertia as described previously; it being specified that any other heat transfer fluid can be used in said additional storage structure.
Additionnellement à la régulation de la production, l'un des autres avantages d'avoir d'importantes capacités de stockage de fluide caloporteur, concerne par ailleurs les capacités de refroidissement nécessaires au bon fonctionnement desdites centrales, principalement assurées aujourd'hui par des masses d'eau fluviales ou maritimes, puisque la capacité de stockage d'énergie calorifique dans un tel fluide caloporteur est d'environ 10 fois plus élevée que celle de l'eau, et cela éviterait le ralentissement voire la fermeture des centrales en cas de canicule et de pic de demande pour alimenter les climatisations, par transfert des calories excédentaires vers ledit fluide caloporteur de stockage au moyen de pompes à chaleur haute température, et dont le déstockage permettrait d'écrêter ultérieurement ladite demande.In addition to the regulation of production, one of the other advantages of having large heat transfer fluid storage capacities also concerns the cooling capacities necessary for the proper functioning of said power plants, mainly provided today by masses of river or sea water, since the heat energy storage capacity in such a heat transfer fluid is about 10 times higher than that of water, and this would avoid the slowing down or even the closing of power stations in the event of a heat wave and demand peak to supply the air conditioning units, by transferring excess calories to said storage heat transfer fluid by means of high temperature heat pumps, and the destocking of which would make it possible to subsequently limit said demand.
L'un des autres avantages de l'invention ici présentée est la possibilité de mise en œuvre progressive et additionnelle en fonction des calories disponibles, d'une ou plusieurs cellules de production d'énergie, ou du stockage desdites calories. Cette mise en œuvre progressive par seuils de température disponible, est assurée par au moins une thermo-vanne, généralement plusieurs "en cascade" et à seuils d'ouverture décalés, et qui n'autorisent l'injection du fluide de travail qu'à partir du seuil prédéterminée de température du fluide caloporteur; par exemple non limitatif et uniquement pour illustrer cette mise en œuvre progressive et pour une bonne compréhension, il peut être prédéterminé d'ouvrir une première vanne à 85°, puis d'une seconde à 90°, puis d'une troisième si la température atteint 100°, etc ...One of the other advantages of the invention presented here is the possibility of progressive and additional implementation, depending on the calories available, of one or more energy production cells, or of the storage of said calories. This progressive implementation by available temperature thresholds, is ensured by at least one thermo-valve, generally several "in cascade" and with staggered opening thresholds, and which only authorize the injection of the working fluid at from the predetermined temperature threshold of the heat transfer fluid; for example non-limiting and only to illustrate this progressive implementation and for a good understanding, it can be predetermined to open a first valve at 85°, then a second at 90°, then a third if the temperature reaches 100°, etc.
D'autres avantages de l'invention ici présentée sont d'ordre économique, puisque les constituants du dispositif de stockage, généralement de l'huile haute température sont peu couteux car pouvant provenir de recyclage (par exemple huile de vidange) ou abondant dans la nature comme les roches volcaniques, et, principalement pour une utilisation domestique, d'anciennes cuves à fioul peuvent être reconverties en ledit dispositif de stockage.Other advantages of the invention presented here are of an economic nature, since the constituents of the storage device, generally high temperature oil, are inexpensive because they can come from recycling (for example waste oil) or are abundant in the nature such as volcanic rocks, and, mainly for domestic use, old fuel tanks can be converted into said storage device.
ÉTAT DE LA TECHNOLOGIESTATE OF THE TECHNOLOGY
Des solutions de moteurs dits "à air" du type de l'invention initiale de Robert Stirling et leur améliorations comme celle du moteur "Ericsson", ont fait l'objet de nombreux brevets depuis plus d'un siècle, mais des évolutions récentes ont fait également l'objet de dépôt, parmi lesquelles ont peut par exemple citer celle brevetée par la société française Assystem et ayant fait l'objet du document FR2972481 (A1) présentant une "Machine thermique à cylindrée variable", avec des dispositifs se proposant d'améliorer l'étanchéité de la chambre de travail.So-called "air" engine solutions of the type originally invented by Robert Stirling and their improvements, such as that of the "Ericsson" engine, have been the subject of numerous patents for more than a century, but recent developments have is also the subject of a deposit, among which we can for example cite that patented by the French company Assystem and having been the subject of document FR2972481 (A1) presenting a "Variable displacement thermal machine", with devices proposing to to improve the tightness of the working chamber.
Concernant les générateurs piézoélectriques, leur utilisation est relativement récente, mais de tels générateurs ont déjà fait l'objet de plusieurs brevets, parmi lesquels on peut par exemple citer le document WO 2017051133 (A1) présentant un "Système utilisant un générateurs piézoélectrique pour produire une énergie électrique ".Concerning piezoelectric generators, their use is relatively recent, but such generators have already been the subject of several patents, among which one can for example cite the document WO 2017051133 (A1) presenting a "System using a piezoelectric generator to produce a electric energy ".
En ce qui concerne les dispositifs de production de chaleur par friction, plusieurs solutions ont fait l'objet de dépôt, parmi lesquelles on peut par exemple citer le document WO 22011142623 (A2) présentant un "Dispositif de chauffage de fluide en forme de disque", ou encore le document US 26255929 A présentant un "Générateur de chaleur par friction", ou encore le document WO 2007141483 (A3) présentant un "Appareil de chauffage de fluide par friction".As regards devices for producing heat by friction, several solutions have been the subject of filing, among which one can for example cite the document WO 22011142623 (A2) presenting a "Fluid heating device in the form of a disc" , or document US 26255929 A presenting a "Friction heat generator", or document WO 2007141483 (A3) presenting an "Apparatus for heating fluid by friction".
Enfin et concernant les méthodes alternatives de stockage, on peut par exemple citer le document WO 2017032835 (A1) présentant un dispositif "Stockage d'électricité utilisant un métal électrolysable comme vecteur",Finally and concerning alternative storage methods, one can for example cite the document WO 2017032835 (A1) presenting a device "Storage of electricity using an electrolyzable metal as a vector",
Ces inventions, si elles ont incontestablement fait progresser l'état de la technique, ne couvrent néanmoins qu'une partie des dispositifs objets des présentes et n'offrent pas les améliorations ici présentées, points faibles que l'invention a cherché à corriger.These inventions, if they have incontestably advanced the state of the art, nevertheless cover only part of the devices which are the subject of the present invention and do not offer the improvements presented here, weak points which the invention has sought to correct.
L'invention ici présentée est caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de moyens transformant en énergie électrique de l'énergie thermique constituant ainsi un dispositif thermovoltaïque comportant une pluralité de moyens parmi lesquels :The invention presented here is characterized in that it comprises a plurality of means transforming thermal energy into electrical energy, thus constituting a thermovoltaic device comprising a plurality of means including:
- des moyens de production et de stockage d'énergie thermique- means of production and storage of thermal energy
- un moyen moteur thermique- a heat engine means
- des moyens de transfert de calories alimentant ledit moteur thermique et des moyens de régulation dudit transfert- calorie transfer means supplying said heat engine and means for regulating said transfer
- des moyens de transmission de la force motrice dudit moteur thermique vers les générateurs- means for transmitting the driving force of said heat engine to the generators
- des moyens de génération d'énergie électrique par piézoélectricité- means for generating electrical energy by piezoelectricity
L'invention ici présentée peut faire l'objet d'une multitude de variantes d'exécution où les différents composants de l'invention peuvent être assemblés dans différentes configurations.The invention presented here can be the subject of a multitude of execution variants where the different components of the invention can be assembled in different configurations.
Parmi les différentes possibilité d'agencement possibles des différents dispositifs présentés supra, la description qui suit présente une variante d'exécution faisant l'objet de la Figure n°1 et mettant en œuvre différents dispositifs présentés infra dans une unité de génération (100) compacte ainsi:Among the various possible layout possibilities of the various devices presented above, the following description presents an alternative embodiment which is the subject of Figure n°1 and implementing various devices presented below in a generation unit (100) compact like this:
Ladite unité de génération (100) est constituée d'une base inférieure (180) sur laquelle repose une structure centrale de stockage (600) entourée d'un ou plusieurs générateurs thermiques piézoélectriques (200) avec leur réserve (221) de fluide de travail, d'une partie intermédiaire de laquelle est installé un dispositif de production de chaleur par friction (500) entrainée par une éolienne à axe vertical (400) la surmontant, le tout surmonté de la structure supérieure orientable (150) pivotante motorisable (152) et où sont installés un ou plusieurs générateurs thermiques piézoélectriques (200) avec leur réserve de MCP, alimentés par les calories stockée dans la chambre principale de chauffe (340), lesdites calories provenant soit du dispositif de conversion du rayonnement solaire (300) au dessus installé, soit du dispositif de production de chaleur par friction (500) en transitant par la pièce de jonction entre la base et la structure supérieure, autour de laquelle tourne l'éolienne à axe vertical (400); étant précisé que ledit système générateur éolien à axe vertical (400) est constitué de tout système existant mais avec la spécificité qu'à l'intérieur de l'axe de rotation dudit générateur éolien sont notamment insérées les conduites de montée vers la chambre principale de chauffe (340) /descente vers la cuve (610) de la structure de stockage (600) du fluide caloporteur, ainsi que les différents câbles nécessaires au bon fonctionnement de l'ensemble. Il est également précisé que ledit dispositif de conversion du rayonnement solaire (300) est constitué en sa partie supérieure d'une couche de pavés optiques (3n0) aptes à concentrer puis séparer le rayonnement solaire, puis à renvoyer le reliquat du rayonnement non destiné aux cellules photovoltaïques en un point focal pour chauffer le fluide caloporteur contenu dans la chambre principale de chauffe (340).Said generation unit (100) consists of a lower base (180) on which rests a central storage structure (600) surrounded by one or more piezoelectric thermal generators (200) with their reserve (221) of working fluid , an intermediate part of which is installed a device for producing heat by friction (500) driven by a wind turbine with a vertical axis (400) surmounting it, the whole surmounted by the orientable upper structure (150) pivoting motorizable (152) and where one or more piezoelectric heat generators (200) are installed with their MCP reserve, powered by the calories stored in the main heating chamber (340), said calories coming either from the solar radiation conversion device (300) above installed either from the device for producing heat by friction (500) passing through the junction piece between the base and the upper structure, around which the vertical axis wind turbine (400) rotates; it being specified that said vertical axis wind generator system (400) is made up of any existing system but with the specificity that inside the axis of rotation of said wind generator are in particular inserted the rise pipes towards the main chamber of heating (340) / descent to the tank (610) of the storage structure (600) of the heat transfer fluid, as well as the various cables necessary for the proper functioning of the assembly. It is also specified that said solar radiation conversion device (300) consists in its upper part of a layer of optical blocks (3n0) capable of concentrating then separating the solar radiation, then returning the remainder of the radiation not intended for the photovoltaic cells at a focal point to heat the heat transfer fluid contained in the main heating chamber (340).
L'invention ici présentée est caractérisée en ce que le dispositif supérieur de conversion du rayonnement solaire (300) et celui inférieur de la structure de stockage (600) sont logés dans deux demi-coques (140h,140b) possiblement paraboliques montées en opposition et conçues pour servir de déflecteurs permettant d'augmenter les performances de l'éolienne (400), et dont les surfaces extérieures sont pourvu de nervures possiblement partant du centre et conçues à la fois pour augmenter la rigidité de l'ensemble et assurer le refroidissement du fluide de travail pour son retour en phase liquide, voir l'augmenter quand l'éolienne fonctionne en présence de vent.The invention presented here is characterized in that the upper solar radiation conversion device (300) and the lower one of the storage structure (600) are housed in two possibly parabolic half-shells (140h, 140b) mounted in opposition and designed to serve as deflectors making it possible to increase the performance of the wind turbine (400), and whose outer surfaces are provided with ribs possibly starting from the center and designed both to increase the rigidity of the assembly and to ensure cooling of the working fluid for its return to the liquid phase, or even increase it when the wind turbine operates in the presence of wind.
L'invention ici présentée est caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de moyens transformant en énergie électrique de l'énergie thermique d'un fluide caloporteur à haute température, lesdits moyens étant constitués d'au moins une cellule de production d'énergie et d'une pluralité d'autres moyens assurant le bon fonctionnement de l'ensemble logée dans une structure (100) les accueillant, ensemble notamment constituée d'au moins l'un des dispositifs détaillé infra et pour lequel la protection est notamment demandée, ensemble de moyens constitué comme-ci:The invention presented here is characterized in that it comprises a plurality of means transforming the thermal energy of a heat-transfer fluid at high temperature into electrical energy, said means being constituted by at least one energy production cell and a plurality of other means ensuring the proper functioning of the assembly housed in a structure (100) accommodating them, assembly in particular consisting of at least one of the devices detailed below and for which protection is in particular requested, set of means constituted as follows:
- un système générateur thermique piézoélectrique (200),- a piezoelectric thermal generator system (200),
- un dispositif de conversion du rayonnement solaire (300),- a solar radiation conversion device (300),
- un système générateur éolien à axe vertical (400),- a vertical axis wind generator system (400),
- un dispositif de production de calories par friction (500),- a device for producing calories by friction (500),
- une structure de stockage d'énergie thermique (600)- a thermal energy storage structure (600)
- différents dispositifs de commande- different control devices
L'invention ici présentée est susceptible de faire l'objet de différentes variantes d'exécution, et la description qui suit est caractérisée en ce qu'elle comprend un système générateur thermique piézoélectrique (200) dont la force motrice est générée par un moteur thermique (210) apte à actionner au moyen d'une pièce intermédiaires (220) les générateurs piézoélectriques (230); ledit moteur peut être considéré comme une évolution des moteurs "Stirling" et leur améliorations comme celle du moteur "Ericsson", en apportant une réponse innovante aux problèmes d'étanchéité chambre (211) / piston (212) qui ont freiné le développement de ces inventions, par l'utilisation d'un joint rondelle (213) possiblement à membrures de renforcement (213m), souple et élastique, solidaire de la chambre par sa circonférence extérieure (214) et de la tête de piston par sa circonférence intérieure (215), assurant ainsi une étanchéité totale puisque le rôle assuré par les anciens "segments" est assuré par la déformation dudit joint souple (213), dont la structure a été renforcée pour améliorer sa longévité par lesdites membrures de renforcement (213m) suivant les rayons et partiellement croisées pour éviter pendant le travail l'enfoncement dudit joint souple au détriment de celui du piston; étant précisé que l'utilisation d'un joint souple, possiblement en élastomère supportant les hautes températures, par exemple en silicone, est possible compte-tenu d'une température de fonctionnement plus faible que dans un moteur à explosion, et que par ailleurs la "course" nécessaire pour actionner les générateurs piézoélectriques est plus faible que celle nécessaire pour l'entrainement d'un vilebrequin.The invention presented here is capable of being the subject of different execution variants, and the following description is characterized in that it comprises a piezoelectric thermal generator system (200) whose driving force is generated by a thermal engine (210) adapted to actuate by means of an intermediate piece (220) the piezoelectric generators (230); said engine can be considered as an evolution of the "Stirling" engines and their improvements like that of the "Ericsson" engine, by providing an innovative response to the chamber (211) / piston (212) sealing problems which have slowed down the development of these inventions, by the use of a washer seal (213) possibly with reinforcing ribs (213m), flexible and elastic, secured to the chamber by its outer circumference (214) and to the piston head by its inner circumference (215 ), thus ensuring total sealing since the role played by the old "segments" is ensured by the deformation of said flexible joint (213), the structure of which has been reinforced to improve its longevity by said reinforcing members (213m) following the radii and partially crossed to prevent during work the depression of said flexible seal to the detriment of that of the piston; it being specified that the use of a flexible seal, possibly made of elastomer that withstands high temperatures, for example silicone, is possible given a lower operating temperature than in an internal combustion engine, and that moreover the "stroke" required to actuate the piezoelectric generators is lower than that required to drive a crankshaft.
Le moyen moteur ici utilisé tire donc son énergie des calories qu'il consomme et qui sont transmises par un fluide caloporteur (110), dont le choix devra tenir compte des températures de fonctionnement prévues.The motor means used here therefore derives its energy from the calories it consumes and which are transmitted by a heat transfer fluid (110), the choice of which must take account of the operating temperatures provided.
Chaque générateur piézoélectrique comporte au moins une cellule de production d'énergie comportant une chambre de travail constituée d'un cylindre (211) dans lequel coulisse entre deux positions extrêmes un piston (212) dont le déplacement agit grâce aux moyens d'étanchéité innovants décrits supra sur un mécanisme mettant sous tension au moins un actionneur piézoélectrique (230) , étant précisé que ledit piston est déplacé par la pression générée par le passage d'un fluide de travail (120), matériau à changement de phase (MCP), d'une phase liquide à une phase gazeuse, ledit changement de phase étant opéré par les calories extraites dudit fluide caloporteur (110) pour être transférées audit fluide de travail (120), et le retour par le dispositif (217) du fluide gazeux évacué en fin de cycle à sa phase initial liquide étant opéré par un dispositif condenseur (219) et son réservoir (218). Concernant les caractéristiques du fluide de travail à utiliser, il est à noter que sont aujourd'hui disponibles plusieurs matériaux à changement de phase (MCP), avec une température de "vaporisation" variable, possiblement dès 30°, et que le fluide devra être choisi en fonction des températures du lieu d'installation pour rendre possible la condensation, et également de manière à être compatible avec la matière constituant le joint souple de la cellule de production.Each piezoelectric generator comprises at least one energy production cell comprising a working chamber consisting of a cylinder (211) in which a piston (212) slides between two extreme positions, the movement of which acts thanks to the innovative sealing means described supra on a mechanism energizing at least one piezoelectric actuator (230), it being specified that said piston is moved by the pressure generated by the passage of a working fluid (120), phase change material (PCM), d a liquid phase to a gaseous phase, said phase change being operated by the calories extracted from said heat transfer fluid (110) to be transferred to said working fluid (120), and the return by the device (217) of the gaseous fluid evacuated in end of cycle at its initial liquid phase being operated by a condenser device (219) and its tank (218). Regarding the characteristics of the working fluid to be used, it should be noted that several phase change materials (PCM) are now available, with a variable "vaporization" temperature, possibly from 30°, and that the fluid must be chosen according to the temperatures of the place of installation to make condensation possible, and also so as to be compatible with the material constituting the flexible joint of the production cell.
Les calories véhiculées par le fluide caloporteur sont transmises par un dispositif de transfert (112) par exemple à ailettes, entourant le haut de la chambre de travail, de sorte que la température atteinte déclenche dès son introduction par la thermo-vanne (216), la vaporisation immédiate du fluide de travail dont l'expansion déplace le piston (212), étant précisé que l'ouverture de ladite thermo-vanne ne se déclenche qu'à partir et au delà de la température programmée, comme indiqué supra.The calories conveyed by the heat transfer fluid are transmitted by a transfer device (112) for example with fins, surrounding the top of the working chamber, so that the temperature reached triggers as soon as it is introduced by the thermo-valve (216), the immediate vaporization of the working fluid, the expansion of which moves the piston (212), it being specified that the opening of said thermo-valve is only triggered from and beyond the programmed temperature, as indicated above.
Pour la compréhension de ce qui suit, il est précisé que l'introduction du fluide de travail est commandée par des thermo-vannes (216) à deux étages, un premier dispositif -mécanique ou électrique, parmi ceux connus des hommes de l'art, par exemple au moyen d'un pointeau (226)- les ouvre/ferme, suivi d'un second thermique à température programmable et donc pour que le dispositif fonctionne il faut que la thermo-vanne (216) soit en position ouvrable; dans le cas contraire la chaleur éventuellement disponible est stockée.For the understanding of what follows, it is specified that the introduction of the working fluid is controlled by thermo-valves (216) with two stages, a first -mechanical or electrical device, among those known to those skilled in the art. , for example by means of a needle valve (226) - opens/closes them, followed by a second thermal programmable temperature and therefore for the device to work the thermo-valve (216) must be in the open position; otherwise any available heat is stored.
Ceci étant précisé, l'invention fonctionne en deux temps, comme suit :This being specified, the invention operates in two stages, as follows:
Avant le démarrage, le piston (212) est à l'arrêt en position supérieure dans le cylindre (211) dans lequel il coulisse, maintenu dans cette position par le ressort (221).Before starting, the piston (212) is stationary in the upper position in the cylinder (211) in which it slides, held in this position by the spring (221).
Le démarrage est assurée par l'ouverture à la température programmée de la thermo-vanne d'entrée (216) en position ouvrable et l'injection dans le cylindre (212) du fluide de travail (120) dont le passage en phase gazeuse sous l'effet de la chaleur apportée par le fluide caloporteur (110) déplace la tête de piston (212) et la pièce d'actionnement (220) solidaire de la tête de piston (212) et guidée par coulissement autour de la pièce fixe (222) et que ladite pièce comporte des parties bizautées (224) sur lesquelles viennent s'appuyer les molettes (231) des têtes d'actionneur (230) possiblement entouré de son condensateur (232), de sorte le déplacement linéaire de ladite la tête de piston (212) entraine un enfoncement perpendiculaire de la tête d'actionneur avec une force démultipliée et venant compresser le ressort dudit actionneur jusqu'à sa détente/échappement après décharge de la pression sur la cellule piézoélectrique, jusqu'à son réarmement au changement de sens de ladite pièce d'actionnement, puis une nouvelle pression au prochain cycle; étant précisé qu'il peut être monté au moins un actionneur mis en œuvre à la descente et un autre à la montée, et que dans la réalisation la plus courante, plusieurs actionneurs peuvent être montés autour de ladite pièce d'actionnement (220).Start-up is ensured by the opening at the programmed temperature of the inlet thermo-valve (216) in the open position and the injection into the cylinder (212) of the working fluid (120), the passage of which into the gaseous phase under the effect of the heat supplied by the heat transfer fluid (110) moves the piston head (212) and the actuating part (220) integral with the piston head (212) and guided by sliding around the fixed part ( 222) and that said piece has bevelled parts (224) on which the knobs (231) of the actuator heads (230) rest, possibly surrounded by its capacitor (232), so that the linear displacement of said head of piston (212) causes a perpendicular depression of the actuator head with a multiplied force and coming to compress the spring of said actuator until its expansion/exhaust after discharging the pressure on the piezoelectric cell, until its rearmament at the change direction of said actuating part, then a new pressure in the next cycle; it being specified that it can be mounted at least one actuator implemented in the descent and another in the ascent, and that in the most common embodiment, several actuators can be mounted around said actuation piece (220).
Dans l'exemple de réalisation ici présentée un premier générateur piézoélectrique dédié à la descente, tout en compressant le ressort (221) jusqu'à ce qu'après le déclenchement dudit générateur piézoélectrique et l'ouverture de la vanne d'évacuation (217), ledit piston commence sa remontée par la détente du ressort (221) rendue possible par l'évacuation (217) des gaz du fluide travail, remontée au cours de laquelle est mis en œuvre un deuxième générateur piézoélectrique (230) dédié, jusqu’à ce que le piston atteigne sa position initiale, puisque la tension du ressort est définie pour être supérieure à celle produite par le joint souple (213); étant précisé que l'évacuation du fluide gazeux par l'ouverture de ladite vanne (217) n'est possible qu'à la remontée, par le moyens de dispositifs unidirectionnels à cliquet (223) avec échappement les rendant inopérants à la descente du piston pendant laquelle ladite vanne reste fermée, et que ladite vanne d'évacuation (217) du fluide gazeux est possiblement rotative et passe à chaque quart de tour de la position ouverte à la position fermée, de sorte qu'elle peut être ouverte puis fermée en tournant d'un demi tour, et n'est rendue opérante qu'à la remontée par le moyen desdits engrenages à cliquet et qui en un demi tour commençant au début de la remontée la fait passer séquentiellement de la position fermée à ouverte pour évacuer le fluide travail puis à nouveau fermée avant une nouvelle injection dudit fluide travail pour un nouveau cycle. Etant précisé que les termes de remontée et descente ne sont utilisés que pour la compréhension, puisque le générateur fonctionne dans toutes les positions.In the exemplary embodiment presented here, a first piezoelectric generator dedicated to the descent, while compressing the spring (221) until after the triggering of said piezoelectric generator and the opening of the evacuation valve (217) , said piston begins its rise by the relaxation of the spring (221) made possible by the evacuation (217) of the gases of the working fluid, rise during which a second dedicated piezoelectric generator (230) is implemented, until that the piston reaches its initial position, since the tension of the spring is defined to be greater than that produced by the flexible joint (213); it being specified that the evacuation of the gaseous fluid by the opening of the said valve (217) is only possible on the ascent, by means of unidirectional ratchet devices (223) with exhaust rendering them inoperative on the descent of the piston during which said valve remains closed, and that said gaseous fluid evacuation valve (217) is possibly rotary and passes at each quarter turn from the open position to the closed position, so that it can be opened and then closed in rotating by half a turn, and is made operative only on the ascent by means of said ratchet gears and which in a half turn starting at the start of the ascent causes it to pass sequentially from the closed to the open position to evacuate the working fluid then closed again before a new injection of said working fluid for a new cycle. It being specified that the terms ascent and descent are only used for understanding, since the generator operates in all positions.
L'invention ici présentée est caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de moyens transformant en énergie électrique de l'énergie thermique parmi lesquels un dispositif de conversion du rayonnement solaire (300), comportant au moins un système constitué d'un dispositif hybride innovant de production d'énergie solaire thermique et photovoltaique par séparation de longueurs d'onde, ledit système notamment constitué d'un dispositif de séparation du rayonnement solaire entre les longueurs d'onde utiles aux cellules photovoltaiques, et les autres converties en énergie thermique.The invention presented here is characterized in that it comprises a plurality of means transforming thermal energy into electrical energy, including a solar radiation conversion device (300), comprising at least one system consisting of a hybrid device innovative production of solar thermal and photovoltaic energy by separation of wavelengths, said system in particular consisting of a device for separating solar radiation between the wavelengths useful to the photovoltaic cells, and the others converted into thermal energy.
L'invention ici présentée est caractérisée en ce que le rayonnement solaire est d'abord dans la partie supérieure de l'installation capté par un premier dispositif constitué d'une pluralité de pavés optiques (3n0) disposés en grille et ayant comme fonction la concentration puis la séparation par longueur d'onde du rayonnement entre celles utiles aux cellules photovoltaïques installées sur une partie du fond dudit pavé, et les autres qui sont destinées à produire des calories dans un deuxième dispositif. Chacun de ces pavés (3n0) comporte dans sa partie supérieure d'un premier système optique (310), par exemple comportant des lentilles dites de Fresnel (312), et dont la fonctionnalité est de concentrer en un point focal (313) ledit rayonnement solaire, ledit rayon lumineux concentré étant transformé par un deuxième système optique (314) en une raie lumineuse (315), laquelle est dirigée vers un dispositif diffracteur (320), possiblement à base de prismes (322), qui étale le spectre des différentes longueurs d'ondes qu'il sépare; les longueurs d'onde utiles au fonctionnement des cellules photovoltaïques sont dirigées vers la bande desdites cellules (324), montées sur une structure de refroidissement (325) pour en améliorer le rendement, et donc seules les longueurs d'onde non utiles aux cellules photovoltaïques sortent dudit pavé de part et d'autres de la bande desdites cellules photovoltaïques pour être dirigées vers un quatrième dispositif de récupération (326) constitué de tous moyens optiques, par exemple de lentilles de Fresnel, permettant de concentrer l'ensemble du rayonnement résiduel de chacun des pavés vers un point de concentration unique venant balayer au cours du déplacement du soleil le dispositif de captage (330) et de transfert des calories générées vers le fluide caloporteur contenu dans la chambre principale de chauffe (340).The invention presented here is characterized in that the solar radiation is first in the upper part of the installation captured by a first device consisting of a plurality of optical blocks (3n0) arranged in a grid and having the function of concentrating then the separation by wavelength of the radiation between those useful to the photovoltaic cells installed on a part of the bottom of said block, and the others which are intended to produce calories in a second device. Each of these blocks (3n0) comprises in its upper part a first optical system (310), for example comprising so-called Fresnel lenses (312), and the function of which is to concentrate said radiation at a focal point (313). solar, said concentrated light ray being transformed by a second optical system (314) into a light line (315), which is directed towards a diffractor device (320), possibly based on prisms (322), which spreads the spectrum of the different wavelengths it separates; the wavelengths useful for the operation of the photovoltaic cells are directed towards the strip of said cells (324), mounted on a cooling structure (325) to improve their efficiency, and therefore only the wavelengths not useful for the photovoltaic cells emerge from said pad on either side of the strip of said photovoltaic cells to be directed towards a fourth recovery device (326) consisting of all optical means, for example Fresnel lenses, making it possible to concentrate all of the residual radiation of each of the blocks to a single point of concentration sweeping during the movement of the sun the device for capturing (330) and transferring the calories generated to the heat transfer fluid contained in the main heating chamber (340).
L'invention ici présentée est caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de moyens transformant en énergie électrique de l'énergie thermique parmi lesquels un dispositif de production de calories par friction (500), lequel dispositif innovant entrainé après réduction ou démultiplication, par tout mouvement rotatif moteur par exemple produit par une éolienne, une hydrolienne ou autre, lequel mouvement transformé en production d'énergie thermique; étant précisé que ladite énergie thermique ainsi produite peut être directement transformée en énergie électrique par le système générateur thermique piézoélectrique (200) décrit supra et/ou stockée dans une structure de stockage d'énergie thermique (600) décrite infra.The invention presented here is characterized in that it comprises a plurality of means transforming thermal energy into electrical energy, including a device for producing calories by friction (500), which innovative device driven after reduction or gearing down, by any driving rotary motion, for example produced by a wind turbine, a tidal turbine or the like, which movement is transformed into the production of thermal energy; it being specified that said thermal energy thus produced can be directly transformed into electrical energy by the piezoelectric thermal generator system (200) described above and/or stored in a thermal energy storage structure (600) described below.
Ledit système (500) est installé à l'intérieur d'une cuve (510) enveloppe possiblement cylindrique et thermiquement isolée et remplie de fluide caloporteur (110) et d'un ensemble d'éléments métalliques d'usure (520) à dureté différenciée et possiblement constitués de billes sphériques d'usure choisies pour leur capacité élevée de production d'énergie par friction, les dites billes étant mises en mouvement par un ensemble (530) de paires de plateaux de brassage empilés par pair et entrainés et mis en rotation par la source rotative au moyen de différents (540) moyens d'entrainement possiblement du type engrenages dans un mouvement circulaire (545) et contre circulaire (546) d'un niveau à l'autre, étant précisé que chacun des plateaux de brassage est pourvu de cavités possiblement bizautées et contre bizautées pour favoriser le brassage desdites billes, et que lesdites billes sont introduites par une trappe de remplissage situé au dessus de la cuve et retirées après usure par un dispositif installé en fond de cuve (non représentés).Said system (500) is installed inside a tank (510) possibly cylindrical and thermally insulated envelope and filled with heat transfer fluid (110) and a set of wear metal elements (520) with differentiated hardness and possibly made up of spherical wear balls chosen for their high capacity for producing energy by friction, said balls being set in motion by a set (530) of pairs of stirring plates stacked in pairs and driven and set in rotation by the rotary source by means of various (540) drive means possibly of the gear type in a circular (545) and counter-circular (546) movement from one level to another, it being specified that each of the mixing plates is provided with cavities that may be bevelled and counter bevelled to promote mixing of said balls, and that said balls are introduced through a filling hatch located above the tank and removed after wear by a device installed at the bottom of the tank (not shown).
Pour assurer une bonne circulation du fluide caloporteur et une bonne répartition de la chaleur ainsi produite, ledit fluide caloporteur à réchauffer est introduit par le bas (514) de la cuve enveloppe (510) et extrait dans sa partie supérieure (513) par un circulateur (550) entrainé par l'un des différents moyens (540) mis en mouvement par la source rotative.To ensure good circulation of the heat transfer fluid and good distribution of the heat thus produced, said heat transfer fluid to be heated is introduced through the bottom (514) of the envelope vessel (510) and extracted in its upper part (513) by a circulator. (550) driven by one of the various means (540) set in motion by the rotating source.
La régulation de la circulation de/vers la structure de stockage d'énergie thermique (600) et/ou la chambre principale de chauffe (340), est assurée par deux vannes bi-voies (552,553) possiblement rotatives et pas-à-pas, étant précisé que l'une des deux vannes (552) est dédiée l'une à la sortie du fluide caloporteur chaud vers le stockage par la canalisation (554) et/ou vers la chambre principale de chauffe par la canalisation (556), et l'autre vanne (553) dédiée à l'entrée du fluide caloporteur à réchauffer en provenance du stockage par la canalisation (555) et/ou en provenance de la chambre principale de chauffe par la canalisation (557).Regulation of the circulation from/to the thermal energy storage structure (600) and/or the main heating chamber (340) is ensured by two two-way valves (552,553) which may be rotary and step-by-step , it being specified that one of the two valves (552) is one dedicated to the exit of the hot heat transfer fluid towards the storage via the pipe (554) and/or towards the main heating chamber via the pipe (556), and the other valve (553) dedicated to the inlet of the heat transfer fluid to be heated from the storage via the pipe (555) and/or from the main heating chamber via the pipe (557).
L'invention ici présentée est caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de moyens transformant en énergie électrique de l'énergie thermique parmi lesquels une structure de stockage d'énergie thermique (600) dans laquelle l'énergie thermique est stockée dans une structure (610) contenant des matériaux solides à fort potentiel de stockage calorique, comme par exemple des roches volcaniques (620) , plongés dans un fluide caloporteur (110) supportant une haute température et capable de la transporter. Pour adapter le délai de décharge/recharge des calories, la granulométrie des matériaux solides est variable et différentiée pour tenir compte des besoins de rapidité de transfert calorifique, à savoir plus faible près des zones d'échange et plus fort dans les zones de stockage profond.The invention presented here is characterized in that it comprises a plurality of means transforming thermal energy into electrical energy, including a thermal energy storage structure (600) in which the thermal energy is stored in a structure (610) containing solid materials with high caloric storage potential, such as volcanic rocks (620), immersed in a heat transfer fluid (110) supporting a high temperature and capable of transporting it. To adapt the calorie discharge/recharge time, the particle size of the solid materials is variable and differentiated to take into account the speed of heat transfer needs, namely lower near the exchange zones and higher in the deep storage zones. .
L'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de transformation et de régulation de l'énergie électrique produite par les actionneurs piézoélectriques, notamment par le moyen de tout dispositif de stockage intermédiaire comme des batteries ou des condensateurs possiblement à graphène, et de tout circuit électronique apte à délivrer le type et le voltage de courant à générer, ainsi que tout dispositif connu des hommes de l'art pour gérer les ouvertures/fermeture des différentes vannes en fonction des conditions de fonctionnement.The invention is characterized in that it comprises means for transforming and regulating the electrical energy produced by the piezoelectric actuators, in particular by means of any intermediate storage device such as batteries or possibly graphene capacitors, and any electronic circuit capable of delivering the type and voltage of current to be generated, as well as any device known to those skilled in the art for managing the openings/closing of the various valves according to the operating conditions.
En illustration des possibilités d'utilisation de l'invention ici présentée dans sa variante d'exécution faisant l'objet de la Figure 1, il est précisé que ladite invention peut être utilisée en production seule, en stockage seul ou les deux simultanément, en fonction du nombre de thermo-vannes vers les générateurs ouvertes/ fermées comme suit:As an illustration of the possibilities of use of the invention presented here in its alternative embodiment which is the subject of Figure 1, it is specified that said invention can be used in production alone, in storage alone or both simultaneously, in depending on the number of thermo-valves to the open/closed generators as follows:
Production seule, suivant les différents scénarii de disponibilité d'énergie solaire et éolienne:Production only, according to the different scenarios of availability of solar and wind energy:
- énergie solaireetéolienne disponibles:- solar and wind energy available:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont ouvertes* the various thermo-valves to the generators are open
* l'électricité produite par les cellules photovoltaïques est envoyée sur le réseau.* the electricity produced by the photovoltaic cells is sent to the grid.
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est mise hors fonction* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is disabled
- énergie solaire seule:- solar energy only:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont ouvertes* the various thermo-valves to the generators are open
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est mise hors fonction* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is disabled
- énergie éolienne seule:- wind energy only:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont ouvertes* the various thermo-valves to the generators are open
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est mise hors fonction* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is disabled
- production par déstockage:- production by destocking:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont ouvertes* the various thermo-valves to the generators are open
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est assurée par les générateurs* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is ensured by the generators
Stockage seul, suivant les différents scénarii de disponibilité d'énergie solaire et éolienne:Storage only, according to the different scenarios of solar and wind energy availability:
- énergie solaireetéolienne disponibles:- solar and wind energy available:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont fermées* the various thermo-valves to the generators are closed
* l'électricité produite par les cellules photovoltaïques est transformée en chaleur possiblement par des résistances.* the electricity produced by the photovoltaic cells is transformed into heat possibly by resistors.
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est assurée par l'énergie éolienne* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is ensured by wind energy
- énergie solaire seule:- solar energy only:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont fermées* the various thermo-valves to the generators are closed
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est assurée par l'électricité produite par les cellules photovoltaïques* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is ensured by the electricity produced by the photovoltaic cells
- énergie éolienne seule:- wind energy only:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont fermées* the various thermo-valves to the generators are closed
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est assurée par l'énergie éolienne* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is ensured by wind energy
- énergie extérieure seule:- external energy alone:
* les différentes thermo-vannes vers les générateurs sont fermées* the various thermo-valves to the generators are closed
* la circulation du fluide caloporteur entre les dispositifs de production et la structure de stockage est assurée par l'énergie extérieure* the circulation of the heat transfer fluid between the production devices and the storage structure is ensured by external energy
L'invention n'est en rien limitée aux modes de réalisation décrits et présentés dans les différentes figures, qui ne sont illustrées et données qu'à titre d'exemples de variantes d'exécution possibles. Les caractéristiques, buts et avantages de la présente invention ici présentés ne le sont qu'à titre d'exemples non limitatifs.The invention is in no way limited to the embodiments described and presented in the various figures, which are only illustrated and given by way of examples of possible alternative embodiments. The characteristics, objects and advantages of the present invention presented here are only by way of non-limiting examples.
Les dessins annexés illustrent l’invention.The accompanying drawings illustrate the invention.
|Fig. 4] La figure 4 représente une vue schématique détaillée du dispositif de production de calories par friction (500).|Fig. 4] Figure 4 shows a detailed schematic view of the device for producing calories by friction (500).
Claims (9)
- un système générateur thermique piézoélectrique (200),
- un dispositif de conversion du rayonnement solaire (300),
- un système générateur éolien à axe vertical (400),
- un dispositif de production de calories par friction (500),
- une structure de stockage d'énergie thermique (600)- Multi-source electricity production device characterized in that it comprises a plurality of means transforming thermal energy into electrical energy, thus constituting a thermovoltaic device comprising a plurality of means housed in a structure (100) accommodating them among which at least one of the following devices:
- a piezoelectric thermal generator system (200),
- a solar radiation conversion device (300),
- a vertical axis wind generator system (400),
- a device for producing calories by friction (500),
- a thermal energy storage structure (600)
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