FR3120487A1 - solar wind turbine - Google Patents
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Abstract
Éolienne solaire La présente invention concerne une éolienne dont les pales sont constituées de panneaux solaires pour produire de l’électricité, tous les jours, par les panneaux solaires et, de jour comme de nuit, comme une éolienne traditionnelle. Figure pour l’abrégé: Figure 1The present invention relates to a wind turbine whose blades are made up of solar panels to produce electricity, every day, by the solar panels and, day and night, like a traditional wind turbine. Figure for abstract: Figure 1
Description
La présente invention concerne une éolienne dont les pales sont constituées de panneaux solaires pour produire de l’électricité, tous les jours, par les panneaux solaires et, de jour comme de nuit, comme une éolienne traditionnelle.The present invention relates to a wind turbine whose blades are made up of solar panels to produce electricity, every day, by the solar panels and, day and night, like a traditional wind turbine.
La consommation d'énergie dans le monde ne cesse d'augmenter mais avecEnergy consumption in the world continues to increase, but with
d’importantes difficultés.significant difficulties.
Les principales sources d'énergies actuelles sont encore les énergies fossiles comme le charbon, le gaz naturel et surtout le pétrole, mais les réserves s'épuisent et cela implique de fortes augmentations du coût de ces matières premières.The main current sources of energy are still fossil fuels such as coal, natural gas and above all oil, but the reserves are running out and this implies sharp increases in the cost of these raw materials.
Mais aussi surtout l'utilisation intensive de ces énergies fossiles génère desBut also above all the intensive use of these fossil fuels generates
émissions de gaz comme le dioxyde de carbone (CO2) qui est le principal responsable d'importants changements climatiques.emissions of gases such as carbon dioxide (CO2) which is the main cause of significant climate change.
L'énergie nucléaire, si elle ne génère pas de gaz à effets de serre, génère desNuclear energy, while it does not generate greenhouse gases, generates
déchets hautement et durablement toxiques, ce qui fait que son développement est dangereux.highly and permanently toxic waste, which makes its development dangerous.
Pour produire aujourd'hui de l'énergie électrique il est possible d'utiliser des panneaux solaires. Les panneaux solaires sont constitués d'un ensemble de cellules photovoltaïques reliées entre elles. Les cellules photovoltaïques les plus répandues sont des composants électroniques constitués de semi-conducteurs à base de silicium et forment de fines plaquettes (les wafers) de quelques centimètres de côté.To produce electricity today it is possible to use solar panels. Solar panels consist of a set of photovoltaic cells connected together. The most widespread photovoltaic cells are electronic components made up of silicon-based semiconductors and form thin wafers (wafers) a few centimeters across.
Ces plaquettes sont assemblées puis reliées entre elles en série ou en parallèle selon la tension souhaitée. Ensuite elles sont protégées des intempéries sur leur face avant par une plaque de verre et elles sont ensuite encapsulées dans un cadre métallique pourThese plates are assembled and then connected together in series or in parallel according to the desired voltage. Then they are protected from the weather on their front face by a glass plate and they are then encapsulated in a metal frame to
former un panneau solaire.form a solar panel.
Mais les performances des panneaux solaires sont directement dépendantes deBut the performance of solar panels is directly dependent on
leur ensoleillement: plus les panneaux solaires sont exposés à la lumière du soleil, plus ils produisent d'électricité. Et donc les panneaux solaires ne produisent pas du tout d'électricité la nuit, et cela pénalise beaucoup la rentabilité d'une installation de panneaux solaires car pour ainsi dire ils ne produisent de l'électricité que la moitié du temps.their sunshine: the more solar panels are exposed to sunlight, the more electricity they produce. And so the solar panels do not produce electricity at all at night, and this greatly penalizes the profitability of a solar panel installation because, so to speak, they only produce electricity half the time.
De même pour produire de l'électricité il est aussi possible d'utiliser une éolienne qui transforme la force du vent en électricité. Par exemple les éoliennes verticales sont constituées d'un axe vertical solidement fixé au sol à sa base mais qui tourne librement sur lui-même.In the same way to produce electricity it is also possible to use a wind turbine which transforms the force of the wind into electricity. For example, vertical wind turbines consist of a vertical axis firmly fixed to the ground at its base but which rotates freely on itself.
Sur cet axe sont installées de larges aubes qui sont disposées pour utiliser au mieux la force du vent. La force exercée sur chacune des aubes fait tourner l'axe deOn this axis are installed large vanes which are arranged to make the best use of the force of the wind. The force exerted on each of the blades rotates the axis of
l'éolienne sur lui-même, et chaque aube reprend tour après tour sa place face au vent au rythme des rotations de l'éolienne.the wind turbine on itself, and each blade resumes turn after turn its place facing the wind to the rhythm of the rotations of the wind turbine.
Ainsi plus le vent est fort et plus l'axe de l'éolienne tourne vite avec davantage de puissance ce qui permet d'entraîner par des moyens mécaniques un générateur de courant pour produire de l'électricité.Thus, the stronger the wind, the faster the axis of the wind turbine rotates with more power, which makes it possible to drive a current generator by mechanical means to produce electricity.
Mais même si l'énergie du vent est disponible partout sur la surface terrestre la force du vent est irrégulière en intensité et en direction car elle dépend des conditionsBut even though wind energy is available everywhere on the earth's surface the wind force is irregular in intensity and direction as it depends on the conditions.
météorologiques. Certains jours il y a beaucoup de vent et les éoliennes produisentmeteorological. Some days there is a lot of wind and the wind turbines produce
beaucoup d'électricité, mais souvent il n'y a pas de vent alors les éoliennes nea lot of electricity, but often there is no wind so the wind turbines do not
produisent pas du tout de courant électrique.produce no electrical current at all.
Cet inconvénient pénalise la rentabilité de l'installation d'une éolienne car cela augmente le coût de l'énergie produite.This disadvantage penalizes the profitability of the installation of a wind turbine because it increases the cost of the energy produced.
Le dispositif selon mon invention permet de remédier à ces deux inconvénientsThe device according to my invention makes it possible to remedy these two drawbacks
principaux qui affectent d'une part les panneaux solaires, qui ne peuvent pasmain ones that affect on the one hand the solar panels, which cannot
produire d'électricité la nuit, et d'autre part les éoliennes, qui ne peuvent pas produire d'électricité quand il n'y a pas de vent.produce electricity at night, and on the other hand wind turbines, which cannot produce electricity when there is no wind.
Ce dispositif est constitué comme une éolienne traditionnelle de type verticale mais les pales du rotor sur lequel s'exerce la force du vent sont constituées de panneauxThis device is made up like a traditional wind turbine of the vertical type but the blades of the rotor on which the force of the wind is exerted are made up of panels
solaires.solar.
Les panneaux solaires sont fragiles mais cet usage est possible du fait que les pales de l'éolienne n'offrent pas une résistance statique à la force du vent; celles ci tournent à chaque instant sous la force du vent et si la force du vent augmente les pâles de l'éolienne tournent de plus en plus vite.Solar panels are fragile but this use is possible because the blades of the wind turbine do not offer static resistance to the force of the wind; these rotate constantly under the force of the wind and if the force of the wind increases the blades of the wind turbine turn faster and faster.
De plus, pour augmenter le rendement des panneaux solaires ceux-ci sontIn addition, to increase the efficiency of the solar panels, these are
constitués comme des panneaux solaires traditionnels mais leur face arrière est recouverte d'un miroir en plastique qui résiste aux intempéries.made up like traditional solar panels but their back face is covered with a plastic mirror which resists bad weather.
Ainsi lorsque l'éolienne tourne sous l'action du vent la disposition des miroirs àSo when the wind turbine rotates under the action of the wind, the arrangement of the mirrors at
pour avantage d'augmenter la production d'électricité des panneaux solaires les moins bien placés par rapport au soleil.the advantage of increasing the production of electricity from the solar panels that are less well placed in relation to the sun.
En effet lorsque l'éolienne fonctionne à chaque instant des panneaux solairesIndeed when the wind turbine works at every moment of the solar panels
passent devant le soleil et se trouvent les mieux exposés, ils produisent donc le plus d'électricité, mais tour à tour ils passent de l'autre coté de l'éolienne et se trouvent moins bien éclairés et à cet instant ils produisent moins d'électricité.pass in front of the sun and are the best exposed, so they produce the most electricity, but in turn they pass on the other side of the wind turbine and are less well lit and at this moment they produce less electricity.
Mais le miroir qui se trouve derrière chaque panneau solaire reflète de la lumière sur la face avant du panneau solaire suivant et cela permet d'augmenter la production des panneaux solaires les moins bien exposés de 20%, et cela à chaque instant.But the mirror which is behind each solar panel reflects light on the front face of the following solar panel and this makes it possible to increase the production of the least well exposed solar panels by 20%, and this at all times.
L'éolienne ainsi équipée génère donc de l'électricité, tous les jours et, lorsqu’il y a assez de vent, simultanément par deux procédés différents:The wind turbine thus equipped generates electricity, every day and, when there is enough wind, simultaneously by two different processes:
D'une part, de jour, les panneaux solaires qui constituent les pales du rotorOn the one hand, by day, the solar panels that make up the rotor blades
génèrent, comme des panneaux solaires traditionnels, de l'électricité, et ce même lorsque l'éolienne tourne et le courant électrique qu'ils produisent est du courant continu.generate, like traditional solar panels, electricity, even when the wind turbine is running and the electric current they produce is direct current.
D'autre part, à n’importe quel moment du jour ou de la nuit, dès qu’il y a assez de vent sur ses pales, l'éolienne transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique, comme une éolienne traditionnelle ce qui permet de faire fonctionner un générateur d'électricité pour produire du courant alternatif.On the other hand, at any time of the day or night, as soon as there is enough wind on its blades, the wind turbine transforms the kinetic energy of the wind into mechanical energy, like a traditional wind turbine this which makes it possible to operate an electricity generator to produce alternating current.
Il est à noter que ce système ne produit pas d'électricité les nuits sans vent.It should be noted that this system does not produce electricity on windless nights.
Mais cette situation est assez rare et cela permet de penser que la rentabilité de l’installation d’une éolienne selon mon invention se trouve grandement augmentée du fait qu'elle produit de l'électricité tous les jours, grâce à ses panneaux solaires; et elle produit encore plus d'électricité des qu'il y a assez de vent, et ce de jour comme de nuit.But this situation is quite rare and it suggests that the profitability of the installation of a wind turbine according to my invention is greatly increased by the fact that it produces electricity every day, thanks to its solar panels; and it produces even more electricity when there is enough wind, day and night.
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En référence à ces dessins:With reference to these drawings:
L'axe vertical qui forme le corps de l'éolienne selon mon invention est constitué d'un tube métallique creux et rond (1).The vertical axis which forms the body of the wind turbine according to my invention consists of a hollow and round metal tube (1).
Le dispositif selon mon invention est aussi constitué d'un socle métallique (2) solide formé de 4 pieds métalliques identiques soudés sur chacun des 4 côtés d'une plaque métallique épaisse.The device according to my invention also consists of a solid metal base (2) formed of 4 identical metal feet welded on each of the 4 sides of a thick metal plate.
L'extrémité de chaque pied est percée pour recevoir une visse de forte section vissée dans la maçonnerie qui forme le sol (3).The end of each foot is drilled to receive a screw of large section screwed into the masonry which forms the floor (3).
La plaque métallique qui forme le corps du socle est percée d'un trou du diamètre nécessaire pour recevoir le corps de l'axe vertical de l'éolienne.The metal plate which forms the body of the base is pierced with a hole of the diameter necessary to receive the body of the vertical axis of the wind turbine.
Cette plaque est aussi percée de 4 petits trous ronds régulièrement répartis autour du trou central. Un roulement à billes de type roulement à palier (4) est constitué d'un corps métallique avec 4 bords plats percés chacun en leurs centres de trous correspondants aux trous percés dans la plaque métallique.This plate is also pierced with 4 small round holes regularly distributed around the central hole. A bearing type ball bearing (4) consists of a metal body with 4 flat edges each drilled in their centers with holes corresponding to the holes drilled in the metal plate.
Le roulement à billes a palier se trouve ainsi fixé sous la plaque métallique quiThe bearing with bearing is thus fixed under the metal plate which
forme la base par 4 boulons qui traversent de part en part le corps du roulement àforms the base by 4 bolts which cross right through the body of the bearing
billes et la plaque qui forme le socle. 4 écrous vissés sur les 4 boulons permettent de bloquer cette installation.marbles and the plate that forms the base. 4 nuts screwed on the 4 bolts make it possible to block this installation.
L'extrémité basse du tube est en acier plein, la surface extérieure est filetée et le diamètre correspond au diamètre intérieur du corps du roulement à billes et l'axe estThe bottom end of the tube is solid steel, the outer surface is threaded, and the diameter is the inner diameter of the ball bearing body, and the axle is
installé verticalement dans le corps du roulement à billes fixé en dessous de la plaque qui forme le socle métallique.installed vertically in the ball bearing body fixed below the plate which forms the metal base.
Un écrou (5) permet de maintenir le pied de l'axe vertical du dispositif dans le corps tournant du roulement à billes.A nut (5) makes it possible to maintain the foot of the vertical axis of the device in the rotating body of the ball bearing.
Par ailleurs l’axe qui forme le corps de l’éolienne est aussi équipé d’un moyeu (6) avec un roulement à billes de type roulement à rouleaux.In addition, the axis which forms the body of the wind turbine is also equipped with a hub (6) with a roller bearing type ball bearing.
Sur l’axe métallique de l’éolienne est soudée une couronne métallique (7) pour former une butée. En appui sur cette butée se trouvent installé le roulement à billes de type roulement à rouleaux.On the metal axis of the wind turbine is welded a metal crown (7) to form a stop. Supported on this stop are installed the roller bearing type ball bearing.
Sur le corps du roulement à rouleaux est installé une bague épaisse avec uneOn the roller bearing body is installed a thick ring with a
collerette intérieure pour former le moyeu.inner collar to form the hub.
Sur le corps de cette bague métallique qui forme le moyeu sont soudés 4 anneaux métalliques régulièrement répartis et percés en leurs centre d’un trou rond. Dans chaque trous de ces anneaux sont solidement boulonnées les extrémités de quatre barres d’acier (8) et les autres extrémités de ces barres sont ancrées dans le sol.On the body of this metal ring which forms the hub are welded 4 metal rings regularly distributed and pierced in their center with a round hole. In each hole of these rings are firmly bolted the ends of four steel bars (8) and the other ends of these bars are anchored in the ground.
Au dessus du moyeu le corps de l’axe de l’éolienne est fileté et reçoit un écrouAbove the hub the body of the axis of the wind turbine is threaded and receives a nut
(9).(9).
L’axe métallique qui forme le corps de l’éolienne se trouve ainsi maintenu en place verticalement. Sa base est boulonnée dans le corps du roulement à billes à palier qui se trouve sous le socle métallique et dans sa partie centrale il se trouve enserré dans le roulement à billes à rouleaux dans le moyeu ce qui lui permet de tourner librement surThe metal axis that forms the body of the wind turbine is thus held in place vertically. Its base is bolted into the body of the ball bearing with bearing which is under the metal base and in its central part it is enclosed in the ball bearing with rollers in the hub which allows it to rotate freely on
lui-même.himself.
Sur cet axe métallique vertical au dessus du moyeu sont soudées à la même hauteur les 3 extrémités de 3 barres métalliques pour former 3 rayons horizontaux avec pour centre l'axe de l'éolienne. Les extrémités de ces barres sont soudées à une même barre métallique de section rectangulaire en forme de couronne (10) tout autour duOn this vertical metal axis above the hub are welded at the same height the 3 ends of 3 metal bars to form 3 horizontal spokes with the center of the axis of the wind turbine. The ends of these bars are welded to the same metal bar of rectangular section in the form of a crown (10) all around the
dispositif. Cette barre métallique circulaire forme le support qui va porter les panneaux solaires.device. This circular metal bar forms the support that will carry the solar panels.
Sur la surface supérieure de la barre métallique circulaire (10) sont soudées des cornières en U (11) dont les dimensions permettent de recevoir le bord de chaque panneau solaire.On the upper surface of the circular metal bar (10) are welded U-shaped angles (11) whose dimensions make it possible to receive the edge of each solar panel.
De même ensuite une autre barre métallique circulaire (12) est installée dans la partie haute de l'éolienne et sur sa surface inférieure sont soudées symétriquement des cornières (11) identiques à celles qui se trouvent sur le premier support. Pour renforcer ce support trois barres métalliques (13) sont soudées sur la barre circulaire et sur l’axe métallique de l’éolienne pour former des tirants.Similarly, another circular metal bar (12) is installed in the upper part of the wind turbine and on its lower surface are symmetrically welded angles (11) identical to those which are on the first support. To reinforce this support, three metal bars (13) are welded to the circular bar and to the metal axis of the wind turbine to form tie rods.
Ces cornières métalliques sont installées pour permettre d'insérer un panneauThese metal angles are installed to allow the insertion of a panel
solaire (14) dans chaque paire de cornières, tous orientés de la même façon c'est à dire que chaque miroir (15) qui forme la face arrière du panneau solaire reflète la lumière sursolar panel (14) in each pair of angles, all oriented in the same way, that is to say that each mirror (15) which forms the rear face of the solar panel reflects the light onto
les cellules photoélectriques (16) qui se trouvent sur face avant du panneau solaire qui suit.the photoelectric cells (16) which are located on the front face of the following solar panel.
Cette disposition des miroirs permet d’installer autant de panneaux solaires qu’il est possible en hauteur selon la capacité de l’axe métallique vertical et ce sans avoir à se soucier de l’exposition des panneaux solaires car celle-ci se trouve optimisée par les miroirs. Il est donc possible, si la solidité de l’axe le permet, d’installer plusieurs hauteurs de panneaux solaires.This arrangement of the mirrors makes it possible to install as many solar panels as possible in height according to the capacity of the vertical metal axis and this without having to worry about the exposure of the solar panels because this is optimized by the mirrors. It is therefore possible, if the solidity of the axis allows it, to install several heights of solar panels.
Les panneaux solaires sont percés sur leurs petits côtés de deux petits trous et les cornières en forme de U sont aussi percées de façon identique de 4 trous ce qui permet de fixer solidement le panneau solaire dans la cornière avec 2 boulons qui traversent de part en part les cornières et le corps du panneau solaire et un écrou vissé sur chaqueThe solar panels are pierced on their short sides with two small holes and the U-shaped angles are also pierced in the same way with 4 holes which allows the solar panel to be firmly fixed in the angle with 2 bolts which cross from one side to the other. the angles and the body of the solar panel and a nut screwed on each
boulon permet de bloquer cette installation.bolt allows to block this installation.
Les panneaux solaires sont constitués comme des panneaux solaires traditionnels de cellules photovoltaïques qui sont soudées deux à deux, en série ou en parallèle selon la tension du courant électrique souhaité, par un ou par plusieurs collecteurs métalliques en forme de ruban.The solar panels are made up like traditional solar panels of photovoltaic cells which are welded two by two, in series or in parallel according to the voltage of the desired electric current, by one or more metallic collectors in the form of a ribbon.
Ces cellules photovoltaïques forment au sein même du panneau solaire desThese photovoltaic cells form within the solar panel itself
réseaux et des diodes by-pass sont associées à chaque réseau ce qui permet au courant électrique de circuler à travers les réseaux en isolant un des réseaux qui se trouverainetworks and bypass diodes are associated with each network which allows the electric current to flow through the networks by isolating one of the networks that will be
ombragé.shady.
Cela permet d'améliorer la production d'électricité et surtout cela permet deThis makes it possible to improve the production of electricity and above all it makes it possible to
protéger le réseau qui se trouverai ombragé d'une surchauffe (phénomène de «hotspot») due à une mauvaise circulation du courant qui pourrait endommager définitivement les cellules photovoltaïques.protect the network which will be shaded from overheating (the "hotspot" phenomenon) due to poor current flow which could permanently damage the photovoltaic cells.
Ensuite avant la sortie du cadre métallique du panneau solaire un des collecteurs électrique est connecté à une diode anti-retour pour empêcher qu'un courant inverse neThen before the exit of the metal frame of the solar panel one of the electrical collectors is connected to a non-return diode to prevent a reverse current from
traverse le panneau solaire par exemple la nuit.passes through the solar panel for example at night.
Pour utiliser l’électricité produite par les panneaux solaires il faut les raccorder à un onduleur (17) et c’est le rôle du collecteur tournant d’assurer un contact électriqueTo use the electricity produced by the solar panels, they must be connected to an inverter (17) and it is the role of the rotating collector to ensure electrical contact.
entre l’axe de l’éolienne qui est en rotation avec l’onduleur (17) qui est fixe.between the axis of the wind turbine which is rotating with the inverter (17) which is fixed.
Ce système de collecteur tournant est constitué de deux parties distinctes, d’une part le corps du collecteur tournant (24) est équipé de deux bras (26) maintenus en contact sur les deux autres parties du collecteur qui se trouvent en rotation sur l’axe de l’éolienne.This slip ring system consists of two distinct parts, on the one hand the slip ring body (24) is equipped with two arms (26) held in contact on the other two parts of the slip ring which are in rotation on the axis of the wind turbine.
Ainsi pour collecter le courant généré par les panneaux solaires il fautThus to collect the current generated by the solar panels it is necessary
connecter par deux câbles (19), un pour la polarité positive et un pour la polarité négative, l'ensemble des fils électriques (18) qui sortent des panneaux solaires et il faut ensuite connecter ces deux câbles à l'onduleur qui se trouve au sol par le système de collecteurs tournant.connect by two cables (19), one for the positive polarity and one for the negative polarity, all of the electric wires (18) which come out of the solar panels and it is then necessary to connect these two cables to the inverter which is at the ground by the system of rotary collectors.
Les fils électriques (18) qui sortent des panneaux solaires sont fixés sur le support (10) des panneaux solaires jusqu’à deux boîtiers de raccordement (20).The electric wires (18) coming out of the solar panels are fixed on the support (10) of the solar panels up to two junction boxes (20).
Dans ces boîtiers de raccordement (20) les fils électriques (18) par exemple du pôle positif des panneaux solaires sont connectés ensemble et aussi à l’extrémité d’un des câbles (19).In these connection boxes (20) the electric wires (18) for example of the positive pole of the solar panels are connected together and also at the end of one of the cables (19).
Et dans l’autre boîtier les fils électriques du pôle négatif sont raccordés entre eux et avec l’extrémité de l’autre câble.And in the other box the electrical wires of the negative pole are connected to each other and to the end of the other cable.
Dans ces deux boîtiers de raccordement (20) les deux câbles (19) pénètrent dans le corps de l'axe qui forme l'éolienne par deux trous et ressortent par deux autres trousIn these two junction boxes (20) the two cables (19) enter the body of the axis which forms the wind turbine through two holes and come out through two other holes
pratiqués l'un au dessus de l'autre, en bas de l'éolienne; chacun au niveau d'un des collecteurs tournants qui sont installées l’un au dessus de l’autre, chacun pour une despracticed one above the other, at the bottom of the wind turbine; each at the level of one of the slip rings which are installed one above the other, each for one of the
polarités.polarities.
L'extrémité de chaque câble (19) est dénudée et sur cette extrémité est sertie un connecteur de type connecteur à oeillet.The end of each cable (19) is stripped and on this end is crimped a connector of the eyelet connector type.
Chaque collecteur tournant est constitué d'une petite couronne métallique (21) soudée sur le corps de l'axe formant le corps de l'éolienne et sur cette couronne sontEach slip ring consists of a small metal crown (21) welded to the shaft body forming the body of the wind turbine and on this crown are
percés 4 petits trous régulièrement répartis autour de l'axe.drilled 4 small holes evenly distributed around the axis.
En appui sur cette couronne métallique (21) est installée une rondelle large et épaisse en matière plastique isolante de l’électricité (22) percée de la même façon sur sa circonférence intérieure de 4 petits trous et se trouve maintenue en place sur la couronne par 4 boulons qui traversent de part en part la rondelle de plastique et laResting on this metal crown (21) is installed a wide and thick washer of electrically insulating plastic material (22) pierced in the same way on its inner circumference with 4 small holes and is held in place on the crown by 4 bolts that go right through the plastic washer and the
couronne métallique (21). 4 écrous vissés sur chaque boulon permettent de bloquer cette installation.metallic crown (21). 4 nuts screwed on each bolt make it possible to block this installation.
La circonférence extérieure de la rondelle en plastique (22) est encore percée de 4 petits trous régulièrement répartis. Sur cette rondelle en plastique est installée une bague (23) avec une collerette constituée d'un métal conducteur de l'électricité comme du laiton. La largeur de la bague en laiton (23) correspond à l’épaisseur de la rondelle en plastique (22) et le corps de la collerette est percé de 4 petits trous percés de la même façon que les trous de la rondelle en plastique et la bague est maintenue solidement en place sur laThe outer circumference of the plastic washer (22) is still pierced with 4 small holes evenly distributed. On this plastic washer is installed a ring (23) with a collar made of an electrically conductive metal such as brass. The width of the brass ring (23) corresponds to the thickness of the plastic washer (22) and the body of the flange is pierced with 4 small holes drilled in the same way as the holes of the plastic washer and the ring is held firmly in place on the
rondelle en plastique par 3 boulons qui traversent de part en part la rondelle en pastique et la collerette. 3 écrous vissés sur les trois boulons permettent de bloquer cette installation.plastic washer by 3 bolts which go right through the plastic washer and the flange. 3 nuts screwed on the three bolts make it possible to block this installation.
Le 4ème boulon traverse aussi la rondelle en plastique (22) et la bague en laiton (23) et il reçoit en plus l'oeillet du câble (19) ce qui permet de fixer le câble électrique (19) sur la bague en laiton (23) alors que cette bague reste électriquement isolée de l'axe métallique qui forme le corps de l'éolienne.The 4th bolt also crosses the plastic washer (22) and the brass ring (23) and it also receives the cable eyelet (19) which makes it possible to fix the electric cable (19) on the brass ring ( 23) while this ring remains electrically insulated from the metal axis which forms the body of the wind turbine.
L'autre collecteur tournant pour l’autre polarité est constitué de la même façonThe other slip ring for the other polarity is made in the same way
pour l'autre câble.for the other cable.
Le corps du collecteur tournant est fixé au sol par un pied vertical (24) scellé dans la maçonnerie qui forme le sol.The body of the rotary collector is fixed to the ground by a vertical foot (24) sealed in the masonry which forms the ground.
Le pied du corps du collecteur tournant (24) est constitué d'une barre métallique pleine de section rectangulaire. Celle-ci, à la hauteur de chaque bague de laiton qui seThe foot of the slip ring body (24) consists of a solid metal bar of rectangular section. This one, at the height of each brass ring that
trouve sur l'axe de l'éolienne, est percée de deux petits trous ronds percés l’un au dessuslocated on the axis of the wind turbine, is pierced with two small round holes drilled one above
de l’autre.the other.
Pour chaque pôle le corps du collecteur tournant est aussi constitué d'une plaque épaisse en matière plastique isolante de l’électricité (25). Cette plaque de plastique (25) est percée de la même façon que les deux trous percés sur le pied du corps du collecteur, et chaque trou est aussi partiellement percé en son centre d'un autre trou d'un diamètre supérieur.For each pole, the body of the slip ring also consists of a thick electrically insulating plastic plate (25). This plastic plate (25) is pierced in the same way as the two holes pierced on the foot of the body of the collector, and each hole is also partially pierced in its center with another hole of a larger diameter.
Cette plaque de plastique (25) est maintenue en place sur le pied du collecteur tournant par deux boulons qui traversent de part en part la plaque de plastique et le bras métallique (26) qui forme le corps du collecteur tournant.This plastic plate (25) is held in place on the foot of the slip ring by two bolts which pass right through the plastic plate and the metal arm (26) which forms the body of the slip ring.
La tête de chaque boulon est largement cachée dans l’épaisseur de la plaque de plastique (25) et deux écrous vissés sur chaque boulon permettent de bloquer cetteThe head of each bolt is largely hidden in the thickness of the plastic plate (25) and two nuts screwed on each bolt allow this to be blocked.
installation.facility.
Les extrémités de la plaque de plastique (25) sont encore percées de deux trous ronds.The ends of the plastic plate (25) are still pierced with two round holes.
L'une des extrémités des bras métalliques (26) sont percées de deux trous correspondant aux deux trous de la barre de plastique installée sur le corps du collecteur tournant et ce bras se trouve fixée sur cette barre de plastique (25) par un boulon qui traverse de part en part le bras métallique (26) et la barre de plastique (25). Un écrou vissé sur ce premier boulon permet de bloquer cette installation.One of the ends of the metal arms (26) are pierced with two holes corresponding to the two holes of the plastic bar installed on the body of the rotary collector and this arm is fixed on this plastic bar (25) by a bolt which crosses right through the metal arm (26) and the plastic bar (25). A nut screwed on this first bolt makes it possible to block this installation.
Une des extrémités d'un câble (27) est dénudée et sur cette extrémité est sertie un connecteur de type connecteur à oeillet. Un deuxième boulon traverse aussi de part enOne of the ends of a cable (27) is stripped and on this end is crimped a connector of the eyelet connector type. A second bolt also crosses right through
part le bras métallique (26) et la barre de plastique (25) et reçoit en plus l’oeillet du câble (27). Un écrou vissé sur ce deuxième boulon permet de bloquer cette installation.leaves the metal arm (26) and the plastic bar (25) and also receives the cable eyelet (27). A nut screwed on this second bolt makes it possible to block this installation.
L’autre extrémité du câble (27) fixé sur le corps du collecteur tournant estThe other end of the cable (27) fixed to the body of the slip ring is
connecté à une des bornes de l'onduleur (17).connected to one of the inverter terminals (17).
L'autre extrémité de ce bras métallique (26) est équipée de chaque coté deThe other end of this metal arm (26) is equipped on each side with
deux surfaces planes percées d’un trou pour former une chape métallique.two flat surfaces pierced with a hole to form a metal screed.
Le dispositif du collecteur tournant est aussi composé d'un petit axe métallique rond fileté à chacune de ses extrémités et d'un galet rond (28) constitué en métalThe slip ring device is also composed of a small round metal axis threaded at each of its ends and a round roller (28) made of metal
électriquement conducteur comme du laiton, percé en son centre d'un trou rond.electrically conductive like brass, with a round hole in the center.
Un roulement à billes de type roulement à rouleaux est installé dans le trouA roller bearing type ball bearing is installed in the hole
pratiqué dans le corps du galet en laiton (28) et le galet est mis en place entre les deux surfaces planes de la chape à l'extrémité du bras métallique (26).made in the body of the brass roller (28) and the roller is placed between the two flat surfaces of the yoke at the end of the metal arm (26).
Le petit axe métallique est ensuite inséré de part en part de la chape métallique et dans le corps du roulement à rouleaux et deux écrous (29) sont vissés sur les filetages aux extrémités de l'axe métallique pour bloquer cette installation.The small metal shaft is then inserted right through the metal yoke and into the body of the roller bearing and two nuts (29) are screwed onto the threads at the ends of the metal shaft to block this installation.
Le galet (28) se trouve ainsi libre de tourner sur son axe dans la chape métallique.The roller (28) is thus free to rotate on its axis in the metal yoke.
Le bras métallique à la forme et les dimensions nécessaires pour que le galet en laiton (28) se trouve constamment en applique sur la bague en laiton (23) qui se trouve installée sur la rondelle en plastique (22) elle-même fixée sur l'axe métallique (1) qui forme le corps de l'éolienne.The metal arm has the shape and dimensions necessary for the brass roller (28) to be constantly applied to the brass ring (23) which is installed on the plastic washer (22) itself fixed to the metallic axis (1) which forms the body of the wind turbine.
Ainsi lorsque l’éolienne fonctionne son axe (1) tourne sur lui même etSo when the wind turbine is working its axis (1) turns on itself and
entraîne la bague en laiton (243 qui se trouve constamment en contact avec le galet en laiton (28) du collecteur tournant.drives the brass ring (243) which is constantly in contact with the brass roller (28) of the slip ring.
Ces deux pièces tournent l'une sur l'autre et sont toujours en contact l’une avec l’autre ce qui permet au courant électrique de passer d'une pièce à l'autre alors que l’une des pièce est en mouvement, et ce avec le minimum de frottement.These two parts turn on each other and are always in contact with each other which allows the electric current to pass from one part to the other while one of the parts is in motion, and this with the minimum of friction.
L’autre pôle du collecteur tournant est équipé de la même façon et ainsi les panneaux solaires alimentent l’onduleur pour traiter le courant continu qu’ils produisent, même lorsque l’éolienne tourne.The other pole of the slip ring is equipped in the same way and so the solar panels feed the inverter to process the direct current they produce, even when the wind turbine is turning.
D’autre part, de jour comme de nuit, si il y a suffisamment de vent, l’éolienneOn the other hand, day and night, if there is enough wind, the wind turbine
transforme l’énergie cinétique du vent sur ses pales en énergie mécanique pour fairetransforms the kinetic energy of the wind on its blades into mechanical energy to make
fonctionner un générateur (34) de courant électrique.operating a generator (34) of electric current.
Mais les pales du rotor tournent lentement, de 5 à 25 tours par minutes, et plus le diamètre du rotor est grand et plus il tourne lentement.But the rotor blades turn slowly, from 5 to 25 revolutions per minute, and the larger the diameter of the rotor, the slower it turns.
Mais pour faire fonctionner un générateur de courant il faut une vitesse de rotation plus importante, de 1000 à 2000 tours par minutes.But to operate a current generator requires a higher speed of rotation, from 1000 to 2000 revolutions per minute.
On transforme donc la fréquence de rotation du rotor de l’éolienne avec un multiplicateur (30) pour augmenter la fréquence de rotation de l’axe.The rotation frequency of the wind turbine rotor is therefore transformed with a multiplier (30) to increase the rotation frequency of the axis.
Pour transmettre l’énergie de l’axe principale qui forme le corps de l’éolienne, que l’on nomme l’arbre lent, à l’axe d’entrée du multiplicateur on utilise deux engrenages.To transmit the energy from the main axis which forms the body of the wind turbine, which is called the slow shaft, to the input axis of the multiplier, two gears are used.
On soude donc sur l’axe de l’éolienne la première roue dentée (31).The first toothed wheel (31) is therefore welded onto the axis of the wind turbine.
Le boîtier qui forme le corps du multiplicateur (30) est installé sur un socle métallique (32) formé de 4 pieds métalliques soudés sur chacun des côtés d’une plaque épaisse et l’extrémité de chaque pied est fixée au sol par une visse.The box which forms the body of the multiplier (30) is installed on a metal base (32) formed of 4 metal feet welded on each side of a thick plate and the end of each foot is fixed to the ground by a screw.
Sur l’extrémité de l’axe d’entrée du multiplicateur (30) est soudée la deuxième roue dentée (33). Les dimensions et la forme des dents correspondent auxOn the end of the multiplier input shaft (30) is welded the second toothed wheel (33). The dimensions and shape of the teeth correspond to the
dimensions et aux formes des dents de la première roue dentée (31) fixée sur l’axe de l’éolienne et le rapport de transmission est fonction du nombre de dents de chaque roue.dimensions and shapes of the teeth of the first toothed wheel (31) fixed on the axis of the wind turbine and the transmission ratio is a function of the number of teeth of each wheel.
L’axe qui forme le corps de l’éolienne et l’axe d’entrée du multiplicateur sontThe axis which forms the body of the wind turbine and the input axis of the gearbox are
parallèles et les deux roues sont engrenées entre elles pour transmettre le mouvement de rotation de l’axe de l’éolienne.parallel and the two wheels are meshed with each other to transmit the rotational movement of the axis of the wind turbine.
Ainsi lorsque l’axe de l’éolienne (1) tourne sur lui-même il entraîne la premièreThus when the axis of the wind turbine (1) turns on itself it causes the first
roue dentée (31) qui à son tour entraîne la deuxième roue dentée (33) de l’axe d’entrée du multiplicateur.gear wheel (31) which in turn drives the second gear wheel (33) of the multiplier input shaft.
Ensuite le multiplicateur est composé d’un train d’engrenages pour obtenir le rapport de transmission final souhaité.Then the multiplier is composed of a gear train to obtain the desired final transmission ratio.
Le générateur de courant électrique (34) est lui aussi fixé sur le socle métallique 1 (32).The electric current generator (34) is also fixed on the metal base 1 (32).
L’axe de sortie (35) du multiplicateur et l’axe d’entrée du générateur sont solidarisés pour former ce que l’on nomme l’arbre rapide, qui, dès qu’il y a assez de vent, entraîne le générateur (34) pour qu’il produise de l’électricité.The output shaft (35) of the multiplier and the input shaft of the generator are joined to form what is called the fast shaft, which, as soon as there is enough wind, drives the generator ( 34) to generate electricity.
Selon différents modes de fabrication l’éolienne selon mon invention peut êtreAccording to different manufacturing methods, the wind turbine according to my invention can be
constituée comme une éolienne horizontale telles que nous les connaissons aujourd’hui, ou comme les moulins hollandais. Dans ce cas les pales du rotor sont constitués de panneaux solaires installés les uns derrières les autres pour augmenter la surface de panneaux solaires exposés au soleil et ainsi augmenter la production d’électricité.constituted as a horizontal wind turbine as we know them today, or as the Dutch mills. In this case the rotor blades are made up of solar panels installed one behind the other to increase the surface of the solar panels exposed to the sun and thus increase the production of electricity.
De la même façon les faces arrières des panneaux solaires sont équipées deIn the same way the rear faces of the solar panels are equipped with
miroirs pour améliorer leur efficacité.mirrors to improve their efficiency.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2102189A FR3120487A1 (en) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | solar wind turbine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2102189A FR3120487A1 (en) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | solar wind turbine |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3120487A1 true FR3120487A1 (en) | 2022-09-09 |
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ID=75746858
Family Applications (1)
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| FR2102189A Pending FR3120487A1 (en) | 2021-03-08 | 2021-03-08 | solar wind turbine |
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| Country | Link |
|---|---|
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Citations (4)
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| KR101630366B1 (en) * | 2015-12-08 | 2016-06-14 | (주)지인테크 | Wind power generator combinied with rotating solar pannel array apparatus for solar power generator |
| EP3059443A1 (en) * | 2013-10-18 | 2016-08-24 | Toshimitsu Yamazawa | Wind power generation device |
-
2021
- 2021-03-08 FR FR2102189A patent/FR3120487A1/en active Pending
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| KR101630366B1 (en) * | 2015-12-08 | 2016-06-14 | (주)지인테크 | Wind power generator combinied with rotating solar pannel array apparatus for solar power generator |
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