FR3133905A1 - Solar tracking device for a field of cylindrical parabolic or photovoltaic collectors. - Google Patents

Solar tracking device for a field of cylindrical parabolic or photovoltaic collectors. Download PDF

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Abstract

La présente invention est relative à un mode de disposition et de poursuite solaire pour un système de capteurs solaires cylindro paraboliques à orientation Est Ouest. Le but est d’éviter le décalage angulaire qui diminue l’efficacité de telles installations en dehors des périodes d’équinoxe. Cette invention peut s’adapter à un système de panneaux photovoltaïques.Deux modes de poursuite solaire sont envisagés. Le premier est fondé sur l’utilisation de rails de chemin de fer concentriques, il permet de faire varier l’orientation de l’axe des capteurs. Le second fait appel à des arbres de transmission, il permet de faire pivoter les capteurs autour de leur axe. Un des modes de poursuite solaire décrits peut être utilisé pour la poursuite solaire dans une installation de capteurs cylindroparaboliques à orientation Nord-Sud.The present invention relates to a mode of arrangement and solar tracking for a system of parabolic cylindrical solar collectors with East-West orientation. The aim is to avoid the angular shift which reduces the efficiency of such installations outside of equinox periods. This invention can be adapted to a photovoltaic panel system. Two solar tracking modes are envisaged. The first is based on the use of concentric railway rails, it allows the orientation of the axis of the sensors to be varied. The second uses transmission shafts, it allows the sensors to rotate around their axis. One of the solar tracking modes described can be used for solar tracking in an installation of parabolic cylindrical collectors with North-South orientation.

Description

Dispositif de poursuite solaire pour un champ de capteurs cylindroparaboliques ou photovoltaïques.Solar tracking device for a field of cylindrical parabolic or photovoltaic collectors.


Les paragraphes 1 à 15 détaillent le principe de l’invention pour un champ de capteurs cylindroparaboliques avec orientation Est-Ouest des tubes caloporteurs. Le paragraphe 16 explique comment adapter cette invention à un champ de capteurs photovoltaïques. Le paragraphe 17 montre comment utiliser un des systèmes de poursuite solaire pour un champ de capteurs cylindroparaboliques avec une orientation Nord-Sud des tubes caloporteurs.
Paragraphs 1 to 15 detail the principle of the invention for a field of parabolic cylindrical collectors with East-West orientation of the heat transfer tubes. Paragraph 16 explains how to adapt this invention to a field of photovoltaic sensors. Paragraph 17 shows how to use one of the solar tracking systems for a field of parabolic cylindrical collectors with a North-South orientation of the heat transfer tubes.

  1. Disposition des miroirs et mécanismes de poursuite pour un champ de capteurs cylindroparaboliques avec une orientation Est-Ouest des tubes caloporteurs.Arrangement of mirrors and tracking mechanisms for a field of parabolic cylindrical sensors with an East-West orientation of the heat transfer tubes.
  2. Avantages apportés :
    Avec cette disposition la surface des miroirs occupe les deux tiers de la surface au sol, et il n’y a pas d’effet d’ombre entre deux rangées de miroirs voisines, quelle que soit l’heure et quelle que soit la saison.
    Cette installation peut se faire sur un terrain accidenté.
    Quelle que soit la saison, au moment du soleil au zénith, les rayons solaires ont une direction perpendiculaire au plan d’ouverture des capteurs.    Benefits provided:
    With this arrangement the surface of the mirrors occupies two thirds of the floor space, and there is no shadow effect between two neighboring rows of mirrors, whatever the time and whatever the season.
    This installation can be done on uneven terrain.
    Whatever the season, when the sun is at its zenith, the solar rays have a direction perpendicular to the opening plane of the sensors.
  3. Principe :
    Les miroirs cylindroparaboliques sont alignés sur des rangées parallèles, orientés selon un axe Est-Ouest.
    L’espacement entre deux rangées est égal à la moitié de la largeur d’ouverture d’un miroir.
    L’ensemble des miroirs occupe une surface en forme de disque située sur un plan incliné perpendiculaire à la direction du soleil au zénith le 21 juin. L’inclinaison β par rapport à l’horizontale dépend donc de la latitude du site.
    Ainsi, pour un site à 42° de latitude nord, β =18°, pour un site à 22° de latitude Nord, β = 5° (mesures à 1 degré près).
    Les rangées de miroir sont placées sur des châssis disposés sur une structure formée de voies ferrées circulaires et concentriques.
    Les voies ferrées peuvent être construites sur des poteaux ou des petits viaducs pour s’adapter à la topologie du terrain, le but étant que tous les rails soient sur un même plan incliné.
    La indique une allure de la disposition de la structure sur un terrain en pente exposé au sud, le plan (P’) de la structure étant incliné par rapport au plan (P) horizontal. Le point O représente le centre du disque situé sur le plan (P’) contenant la structure.    Principle:
    The parabolic cylindrical mirrors are aligned in parallel rows, oriented along an East-West axis.
    The spacing between two rows is equal to half the opening width of a mirror.
    The set of mirrors occupies a disc-shaped surface located on an inclined plane perpendicular to the direction of the sun at zenith on June 21. The inclination β relative to the horizontal therefore depends on the latitude of the site.
    Thus, for a site at 42° north latitude, β =18°, for a site at 22° north latitude, β = 5° (measurements to the nearest 1 degree).
    The rows of mirrors are placed on frames arranged on a structure formed of circular and concentric railway tracks.
    Railway tracks can be built on poles or small viaducts to adapt to the topology of the land, the aim being that all the rails are on the same inclined plane.
    There indicates the layout of the structure on sloping ground facing south, the plane (P') of the structure being inclined relative to the horizontal plane (P). The point O represents the center of the disk located on the plane (P') containing the structure.
  4. Finalité des systèmes de poursuite solaire .
    Deux systèmes de poursuite solaire sont mis en place :
    Système de poursuite N°1 : poursuite journalière, et système de poursuite N°2 : poursuite saisonnière.
    Leur but est que la condition suivante (K) soit réalisée :
    « A tout moment de la journée ,les rayons solaires ont une direction parallèle aux plans de symétrie des miroirs passant par les axes des tubes caloporteurs des miroirs cylindroparaboliques »,(autrement dit les rayons solaires ont donc une direction située dans un plan perpendiculaire au plan d’ouverture des miroirs et parallèle à l’axe des miroirs.)
    Ainsi, à toute saison et à toute heure de la journée , les rayons solaires se réfléchissent sur les tubes caloporteurs .La l’explique :
    On y a représenté une auge parabolique :
    Le plan(P0), parallèle au plan de symétrie de l’auge parabolique, coupant celle-ci selon la droite (d) .Ce plan est perpendiculaire au plan d’ouverture du miroir.
    Le plan (P4) , tangent en (d) à l’auge parabolique.
    La droite ( ) symbolise l’axe regroupant des points focaux de toutes les paraboles obtenues par section droite de l’auge parabolique.
    (P1) est un plan perpendiculaire à ( ) qui coupe (d) en un point M.
    (P2) et (P3) sont deux plans contenant M et perpendiculaires à (P0), et formant avec (P1) un angle α de part et d’autre de (P1) .
    Les rayons solaires ont une direction parallèle à (P0), et atteignent le miroir au point M.
    Les droites (1) et (2) ont pour direction respective celle des rayons solaires au moment du soleil au zénith et à un autre moment de la journée.
    Le point F1est le point d’intersection de la droite(Δ) et du plan (P1), c’est le foyer de la parabole (π) située à l’intersection de (Δ) et du plan (P1).
    Cas N°1 : Un rayon solaire ayant la direction de la droite (1) se réfléchit en M sur le miroir. Cette droite est dans le plan (P1)
    dans lequel se trouve la parabole (π), parabole de foyer F1. Le rayon réfléchi (a) passe donc par F1.
    Cas N°2 : Un rayon solaire ayant la direction de la droite (2) se réfléchit en M sur l’auge. Il se réfléchit sur le plan (P4), tangent suivant (d) à l’auge parabolique. Le rayon solaire (2) appartient à (P2), son rayon réfléchi (b) appartient donc à (P3), symétrique de (P2) par rapport au plan (P1),
    Par projection parallèlement à (Δ), le rayon (2) a pour image le rayon (1). Il en va de même des rayons symétriques. Le rayon (b) a donc pour image le rayon (a) par cette projection.
    Le rayon (1) coupe la droite ( ), direction de la projection, donc le rayon (b) coupe également (Δ),
    On montre ainsi que si les rayons solaires ont une direction parallèle au plan (P0), alors ils se réfléchissent sur le tube caloporteur de l’auge parabolique.    Purpose of solar tracking systems.
    Two solar tracking systems are set up:
    Tracking system No. 1: daily tracking, and tracking system No. 2: seasonal tracking.
    Their goal is that the following condition (K) is fulfilled:
    “At any time of the day, the solar rays have a direction parallel to the planes of symmetry of the mirrors passing through the axes of the heat transfer tubes of the parabolic cylindrical mirrors”, (in other words the solar rays therefore have a direction located in a plane perpendicular to the plane opening of the mirrors and parallel to the axis of the mirrors.)
    Thus, at any season and at any time of the day, the sun's rays are reflected on the heat transfer tubes. explains it:
    A parabolic trough is shown:
    The plane (P 0 ), parallel to the plane of symmetry of the parabolic trough, intersecting it along the line (d). This plane is perpendicular to the opening plane of the mirror.
    The plane (P 4 ), tangent in (d) to the parabolic trough.
    The right ( ) symbolizes the axis grouping together the focal points of all the parabolas obtained by straight section of the parabolic trough.
    (P 1 ) is a plane perpendicular to ( ) which intersects (d) at a point M.
    (P 2 ) and (P 3 ) are two planes containing M and perpendicular to (P 0 ), and forming with (P 1 ) an angle α on either side of (P 1 ).
    The solar rays have a direction parallel to (P 0 ), and reach the mirror at point M.
    The lines (1) and (2) have the respective direction of the solar rays at the time of the sun at the zenith and at another time of the day.
    The point F 1 is the point of intersection of the line (Δ) and the plane (P 1 ), it is the focus of the parabola (π) located at the intersection of (Δ) and the plane (P 1 ).
    Case No. 1: A solar ray having the direction of the straight line (1) is reflected at M on the mirror. This line is in the plane (P 1 )
    in which is the parabola (π), parabola of focus F 1 . The reflected ray (a) therefore passes through F 1 .
    Case No. 2: A solar ray having the direction of the straight line (2) is reflected at M on the trough. It is reflected on the plane (P4), following tangent (d) to the parabolic trough. The solar ray (2) belongs to (P 2 ), its reflected ray (b) therefore belongs to (P 3 ), symmetrical to (P 2 ) with respect to the plane (P 1 ),
    By projection parallel to (Δ), ray (2) has as image ray (1). The same goes for symmetrical rays. The ray (b) therefore has as its image the ray (a) by this projection.
    The ray (1) intersects the line ( ), direction of the projection, so the ray (b) also intersects (Δ),
    We thus show that if the solar rays have a direction parallel to the plane (P 0 ), then they are reflected on the heat transfer tube of the parabolic trough.
  5. Disposition des rangées de miroirs sur la structure :
    La disposition des miroirs est telle que les deux tiers de sa surface est couverte de miroirs. Entre deux rangées de miroirs on a donc un espacement égal à la moitié de la largeur d’ouverture d’un miroir.
    On choisit pour les deux rails d’une même voie de chemin de fer un écartement égal à la largeur d’un miroir. Entre les rails les plus proches de deux voies de chemin de fer voisines, on a une distance égale à la moitié de la largeur d’un miroir. Le centre de la structure est situé entre les deux rangées de miroirs médianes, on prévoira donc un nombre pair de rangées de miroirs pour cette structure.
    Pour chaque rangée de miroir, on installe un châssis parallèle aux rangées, sur lesquels seront disposés les miroirs : deux longerons métalliques, de longueur égale à la longueur de la rangée de miroirs, fixés entre eux par des traverses. La largeur d’un châssis égale à la largeur du plan d’ouverture d’un miroir.
    Au niveau des intersections de la rangée de miroirs avec les chemins de fer concentriques, le châssis est équipé d’essieux, la direction de l’axe de chaque essieu étant perpendiculaire à la direction du chemin de fer que le châssis croise, le centre de l’essieu étant au niveau du centre de la voie de chemin de fer et de l’axe du châssis.
    Les extrémités de l’axe de l’essieu central sont fixées sur le châssis.
    Les autres essieux ont une direction oblique par rapport aux longerons du châssis. Les extrémités de ces essieux sont fixées sur deux traverses elles-mêmes fixées aux longerons.
    Les roues de chaque essieu se posent sur les rails d’une voie de chemin de fer, mais deux essieux consécutifs sont posés sur des voies de chemin de fer différentes.
    La représente une partie de la structure en vue de face, Les longerons l1et l2d’un des châssis passent au-dessus de plusieurs voies de chemin de fer concentriques. Les voies v1et v2sont celles d’un même chemin de fer. Un des essieux e est fixé au châssis par l’intermédiaire de deux traverses t1et t2.Le point O est le centre de la structure. Les rangées de miroir sont en nombre pair, le point O se trouve entre les deux châssis médians.    Arrangement of the rows of mirrors on the structure:
    The arrangement of the mirrors is such that two thirds of its surface is covered with mirrors. Between two rows of mirrors we therefore have a spacing equal to half the opening width of a mirror.
    A spacing equal to the width of a mirror is chosen for the two rails of the same railway track. Between the nearest rails of two neighboring railway tracks, there is a distance equal to half the width of a mirror. The center of the structure is located between the two middle rows of mirrors, so we will provide an even number of rows of mirrors for this structure.
    For each row of mirror, a frame is installed parallel to the rows, on which the mirrors will be placed: two metal spars, of length equal to the length of the row of mirrors, fixed together by crosspieces. The width of a frame equal to the width of the opening plane of a mirror.
    At the intersections of the row of mirrors with the concentric railways, the chassis is equipped with axles, the direction of the axis of each axle being perpendicular to the direction of the railway which the chassis crosses, the center of the axle being level with the center of the railway track and the axis of the chassis.
    The ends of the center axle axle are fixed to the frame.
    The other axles have an oblique direction relative to the frame rails. The ends of these axles are fixed on two crosspieces which are themselves fixed to the side members.
    The wheels of each axle are placed on the rails of a railway track, but two consecutive axles are placed on different railway tracks.
    There represents part of the structure in front view, The stringers l1and the2of one of the frames pass over several concentric railway tracks. The ways v1and V2are those of the same railway. One of the axles is fixed to the chassis via two crosspieces t1and t2.Point O is the center of the structure. The mirror rows are even in number, point O is between the two middle frames.
  6. Disposition des rangées de miroirs sur des châssis.
    Les miroirs sont disposés sur les châssis de la façon suivante :
    Sous chaque miroir, on place deux berceaux métalliques orientés dans le sens de la largeur (perpendiculairement au longeron du châssis), de façon à les répartir de façon régulière. Si on considère le miroir dans le sens de la longueur, on les place au tiers de chaque extrémité d’un miroir, et on les fixe à celui-ci.
    La partie supérieure d’un berceau épouse la partie inférieure du miroir sur toute sa largeur. Sa partie inférieure est un arc de cercle dont le centre est le foyer de la parabole, son rayon étant égal à la distance entre le foyer et le bord du miroir. Ces deux parties du berceau se rejoignent au niveau des bords du miroir , elles y sont reliées entre elles sous le miroir, au niveau de ses bords, ainsi que par des montants métalliques reliant les deux parties du berceau , destinées à maintenir la cohésion de la pièce.
    Sur la partie externe de la partie inférieure du berceau , en forme d’ arc de cercle ,est fixée une crémaillère sur laquelle les dents d’ un engrenage situé en dessous , au niveau du centre du châssis, seront en contact .La rotation de cet engrenage entrainera le pivotement du miroir autour du tube de l’axe focal (voir : système de poursuite numéro 2).
    Le long de la crémaillère on répartit des poulies, ces poulies permettront de maintenir le miroir et d’accompagner le mouvement de pivotement. Sous chaque poulie, fixé sur un de ses montants, on trouve un frein à cliquet , (Son utilité est détaillée dans l’explication du système de poursuite solaire numéro 2).
    Sur les longerons du châssis, on trouve deux traverses métalliques perpendiculaires aux longerons et reliant ceux-ci, l’une juste avant et l’autre juste après le niveau du berceau métallique.
    Elles permettent de fixer des montants métalliques destinés à supporter les pignons grâce à leur axe. Ces montants sont situés dans un plan perpendiculaire à la base du châssis et parallèle à l’axe de transmission. Du côté Est, un des montants relie la traverse côté Est au côté Est de l’axe du pignon. L’autre montant fait la même chose pour le côté Ouest.
    Ces traverses servent également de support à un arbre de transmission qui parcourt toute la longueur du châssis et qui supporte à intervalles réguliers des roues dentées situés à la verticale des berceaux métalliques cités précédemment La représente un miroir en coupe transversale au niveau du berceau métallique. L’arc de parabole 11 représente la coupe du miroir selon un plan normal à l’axe du tube caloporteur. Le point F schématise l’intersection de ce plan et du tube caloporteur, c’est le foyer de cette parabole.
    Sont représentés la partie supérieure du berceau métallique1, fixé sous le miroir, la partie inférieure en forme d’arc de cercle 12, ainsi que la roue dentée 13 fixée sur l’arbre de transmission 14, une des poulies 15 sur laquelle le miroir s’appuiera et la coupe de son axe 16, qui repose sur deux montants fixés sur des traverses du châssis. La roue dentée fait partie d’un axe de transmission posé sur toute la longueur du châssis dans sa partie médiane et dont la rotation pourra être commandée par le mécanisme de poursuite N°2 (décrit au paragraphe 8)
    L’arc de cercle 12 ayant pour centre le foyer F, celui-ci reste immobile lors du mouvement de pivotement.
    La en perspective montre comment les éléments de la
    sont reliés au wagon : Le tube caloporteur (Δ) contenant le point F situé dans le plan du berceau métallique.
    L’arbre de transmission 14 sur lequel se trouve l’engrenage 13 situé sous le berceau métallique, à égale distance des deux longerons 6 et 7 du châssis. La rotation de cet axe est couplée à la rotation de toute la structure autour de son centre (voir système de poursuite N°1, et système de poursuite N°2 décrits dans les paragraphes 7 et 8).
    Les traverses 4 et 5, fixées aux longerons 6 et 7 du châssis, sur lesquelles repose l’axe de transmission. L’engrenage 13 est situé entre ces deux traverses 4 et 5. Une des poulies 15, dont l’axe est porté par les montants 8 et 9, eux-mêmes fixés sur les traverses 4 et 5.
    La section 11 du miroir au niveau du berceau métallique est une section de parabole de foyer F.
    La partie inférieure 12 du berceau, en forme d’arc de cercle de centre F. La rotation de l’arbre de transmission 14 entraine la rotation de l’arc de cercle 12 autour du point F, mais aussi la rotation de tous les arcs de cercle métalliques situés sous la même rangée des miroirs. Ceci entraîne la rotation de tous les miroirs de la rangée autour du tube caloporteur, celui-ci restant fixe.
    Le tube caloporteur n’étant pas relié au miroir, on pourra prévoir, à intervalles réguliers, entre deux miroirs consécutifs d’une même rangée, un support fixé sur les longerons du châssis, afin de fixer le tube caloporteur au châssis.    Arrangement of rows of mirrors on frames.
    The mirrors are arranged on the frames as follows:
    Under each mirror, two metal cradles are placed oriented widthwise (perpendicular to the frame rail), so as to distribute them evenly. If we consider the mirror lengthwise, we place them a third of each end of a mirror, and we attach them to it.
    The upper part of a cradle fits the lower part of the mirror over its entire width. Its lower part is an arc of a circle whose center is the focus of the parabola, its radius being equal to the distance between the focus and the edge of the mirror. These two parts of the cradle meet at the edges of the mirror, they are connected together under the mirror, at its edges, as well as by metal uprights connecting the two parts of the cradle, intended to maintain the cohesion of the piece.
    On the external part of the lower part of the cradle, in the shape of an arc of a circle, a rack is fixed on which the teeth of a gear located below, at the level of the center of the chassis, will be in contact. The rotation of this gear will cause the mirror to pivot around the focal axis tube (see: tracking system number 2).
    Pulleys are distributed along the rack; these pulleys will hold the mirror and accompany the pivoting movement. Under each pulley, fixed on one of its uprights, there is a ratchet brake, (Its usefulness is detailed in the explanation of solar tracking system number 2).
    On the frame rails, there are two metal crosspieces perpendicular to the rails and connecting them, one just before and the other just after the level of the metal cradle.
    They allow you to fix metal uprights intended to support the gables using their axis. These uprights are located in a plane perpendicular to the base of the chassis and parallel to the transmission axis. On the east side, one of the uprights connects the east side crossbar to the east side of the gable axis. The other amount does the same thing for the West side.
    These crosspieces also serve as support for a transmission shaft which runs the entire length of the chassis and which supports at regular intervals toothed wheels located vertically on the metal cradles mentioned above. represents a mirror in cross section at the metal cradle. The parabola arc 11 represents the section of the mirror along a plane normal to the axis of the heat transfer tube. Point F schematizes the intersection of this plane and the heat transfer tube, it is the focus of this parabola.
    Shown are the upper part of the metal cradle 1, fixed under the mirror, the lower part in the shape of an arc of a circle 12, as well as the toothed wheel 13 fixed on the transmission shaft 14, one of the pulleys 15 on which the mirror is It will support and cut its axis 16, which rests on two uprights fixed on crossmembers of the chassis. The toothed wheel is part of a transmission axis placed over the entire length of the chassis in its middle part and whose rotation can be controlled by tracking mechanism No. 2 (described in paragraph 8)
    The arc of a circle 12 having as its center the focus F, the latter remains stationary during the pivoting movement.
    There in perspective shows how the elements of the
    are connected to the wagon: The heat transfer tube (Δ) containing point F located in the plane of the metal cradle.
    The transmission shaft 14 on which the gear 13 is located under the metal cradle, equidistant from the two longitudinal members 6 and 7 of the chassis. The rotation of this axis is coupled to the rotation of the entire structure around its center (see tracking system No. 1, and tracking system No. 2 described in paragraphs 7 and 8).
    Crossmembers 4 and 5, fixed to longitudinal members 6 and 7 of the chassis, on which the transmission axis rests. The gear 13 is located between these two crosspieces 4 and 5. One of the pulleys 15, the axis of which is carried by the uprights 8 and 9, themselves fixed on the crosspieces 4 and 5.
    Section 11 of the mirror at the metal cradle is a focus parabola section F.
    The lower part 12 of the cradle, in the shape of an arc of a circle with center F. The rotation of the transmission shaft 14 causes the rotation of the arc of a circle 12 around the point F, but also the rotation of all the arcs of metal circles located under the same row of mirrors. This causes all the mirrors in the row to rotate around the heat transfer tube, the latter remaining fixed.
    Since the heat transfer tube is not connected to the mirror, it is possible to provide, at regular intervals, between two consecutive mirrors in the same row, a support fixed to the frame rails, in order to fix the heat transfer tube to the frame.
  7. Système de poursuite solaire N°1 :
    L’ensemble des rangées de miroirs occupe la surface d’un disque placé sur un plan incliné.
    A la périphérie de ce disque on trouve une dernière voie de chemin de fer faisant tout le tour de la structure.
    On y trouve un chemin de fer. Il est formé de wagons tous accrochés de manière à former un chemin de fer complètement circulaire. Chaque wagon se trouve à une des extrémités d’une rangée de miroirs et est attelé au châssis qui supporte cette rangée.
    Les wagons sont des wagons kangourou. Leur surface est équipée de deux bandes de roulement permettant le passage d’un véhicule. Cette bande de roulement se prolonge entre deux wagons consécutifs de manière à former un chemin pour le passage du véhicule sur toute la circonférence du chemin de fer extérieur.
    Sur la apparaissent une des extrémités de quelques rangées de miroirs, Sur les rails de la voie de chemin de fer extérieure circulent les wagons kangourou. Par exemple le wagon kangourou 22 est fixé au châssis 21 qui supporte une rangée de miroirs, ainsi qu’au wagon kangourou qui le précède et à celui qui le suit. Les bandes de roulement 23 et 24 sont fixées sur chacun des wagons.
    Sur le quart supérieur gauche du wagon (au moment du lever du soleil en hiver), ou sur le quart supérieur droit (au moment du lever du soleil en été) on trouve un véhicule motorisé auquel sont accrochés au besoin des remorques lestées de poids. ( , sur laquelle V est le véhicule motorisé , R1, R2, R3et R4étant des remorques, positionnées pour le début d’une journée d’hiver.)
    Les wagons kangourou sont équipés de pont-levis pouvant prendre deux positions : horizontale pour permettre le passage du véhicule et des remorques , ou inclinée pour bloquer ceux-ci dans une position donnée.
    Une fois le véhicule et ses remorques bloqués en position haute de la structure , si on dessert les freins le chemin de fer se met à tourner , entraînant avec lui les châssis et les miroirs. Sur le bord intérieur de chaque wagon, un système d’attelage permet à celui-ci de s’accrocher au châssis qui supporte la rangée de miroirs.
    Ainsi on va pouvoir faire tourner toute la structure autour de son centre, dans un sens ou dans l’autre, et engendrer ainsi un premier système de poursuite solaire (système de poursuite solaire N°1). Toutes les rangées de miroir auront donc la même orientation à tout moment de la journée.    Solar tracking system No. 1:
    All of the rows of mirrors occupy the surface of a disk placed on an inclined plane.
    On the outskirts of this disc we find a final railway track going all the way around the structure.
    There is a railway there. It is made up of wagons all hooked up to form a completely circular railway. Each wagon is located at one end of a row of mirrors and is coupled to the chassis which supports this row.
    The wagons are kangaroo wagons. Their surface is equipped with two treads allowing the passage of a vehicle. This tread extends between two consecutive wagons so as to form a path for the passage of the vehicle around the entire circumference of the outer railway.
    On the one end of a few rows of mirrors appears. On the rails of the outer railway track the kangaroo wagons circulate. For example, the kangaroo wagon 22 is fixed to the chassis 21 which supports a row of mirrors, as well as to the kangaroo wagon which precedes it and to the one which follows it. The treads 23 and 24 are fixed on each of the wagons.
    On the upper left quarter of the wagon (at sunrise in winter), or on the upper right quarter (at sunrise in summer) there is a motorized vehicle to which trailers loaded with weights are attached if necessary. ( , on which V is the motor vehicle, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 being trailers, positioned for the start of a winter day.)
    Kangaroo wagons are equipped with drawbridges that can take two positions: horizontal to allow the passage of the vehicle and trailers, or inclined to block them in a given position.
    Once the vehicle and its trailers are blocked in the upper position of the structure, if the brakes are released, the railway begins to turn, dragging the frames and mirrors with it. On the inside edge of each wagon, a coupling system allows it to attach to the chassis which supports the row of mirrors.
    Thus we will be able to rotate the entire structure around its center, in one direction or the other, and thus generate a first solar tracking system (solar tracking system No. 1). All rows of mirror will therefore have the same orientation at any time of the day.
  8. . Système de poursuite solaire N°2 :
    Le deuxième système de poursuite va pouvoir faire varier l’inclinaison des miroirs par rapport à la structure. Ce système est couplé au premier.
    Aux deux extrémités de chaque rangée on trouve un wagon côté Est et un wagon côté Ouest. Une des roues de ces wagons possède un axe identique à celui de l’arbre de transmission 14 de la . Un système d’embrayage peut permettre de faire tourner l’arbre de transmission 14 grâce à la rotation des roues des wagons situés à chaque extrémité, et peuvent donc au besoin entrainer la rotation d’un arbre de transmission reposant au centre de la base de chaque châssis, sur toute leur longueur. On pourra ainsi faire tourner de la même façon tous les arcs métalliques situés sous chaque miroir, autour de leur centre. Le miroir cylindro parabolique pourra alors pivoter autour du tube caloporteur.
    Au niveau des poulies situées sous les arcs métalliques, le frein à cliquet maintiendra le miroir à l’inclinaison voulue. Le mouvement de pivotement est couplé à la rotation des wagons autour de O (identique pour chacun d’eux), De plus chaque arbre de transmission fait pivoter tous les miroirs de la rangée qu’il parcourt de la même façon. Ainsi toutes les rangées de miroirs auront la même inclinaison à tout moment de la journée.
    On note α l’angle entre le plan d’ouverture des miroirs et le plan de la structure.    . Solar tracking system No. 2:
    The second tracking system will be able to vary the inclination of the mirrors relative to the structure. This system is coupled to the first.
    At both ends of each row there is a car on the east side and a car on the west side. One of the wheels of these wagons has an axis identical to that of the transmission shaft 14 of the . A clutch system can make it possible to rotate the transmission shaft 14 thanks to the rotation of the wheels of the wagons located at each end, and can therefore, if necessary, cause the rotation of a transmission shaft resting in the center of the base of each frame, over their entire length. We can thus rotate all the metal arcs located under each mirror in the same way, around their center. The parabolic cylindrical mirror can then pivot around the heat transfer tube.
    At the pulleys located under the metal arches, the ratchet brake will hold the mirror at the desired inclination. The pivoting movement is coupled to the rotation of the wagons around O (identical for each of them), In addition, each transmission shaft rotates all the mirrors of the row it travels in the same way. So all the rows of mirrors will have the same inclination at all times of the day.
    We note α the angle between the opening plane of the mirrors and the plane of the structure.
  9. Position des miroirs au moment des équinoxes :
    Au moment des équinoxes, l’observateur se trouve dans le plan de la trajectoire apparente du soleil.
    Les rangées de miroirs gardent une orientation Est-Ouest toute la journée, avec une inclinaison des miroirs par rapport à la structure d’un angle α= 23,45 degrés, à 0,01 degré près, en direction du Sud, ce qui va permettre aux plans d’ouverture des miroirs cylindroparaboliques d’être perpendiculaires au plan de la trajectoire apparente du soleil. La montre une coupe d’une partie de la structure par un plan vertical orienté Nord-Sud.
    Sur la , (P5) est le plan d’ouverture d’un des miroirs cylindro paraboliques, il forme un angle α =23,45° avec le plan (P’) de la structure, ce plan (P’) étant incliné d’un angle β par rapport au plan (P) horizontal.
    Le plan (P0) est le plan de la trajectoire apparente du soleil pour un observateur situé au bord supérieur du miroir.
    Ainsi, la direction des rayons du soleil au zénith est parallèle à l’axe focal des paraboles obtenues par section transversale des miroirs. Les rayons se réfléchissent sur le tube caloporteur des miroirs.
    À tout moment de la journée, les rayons du soleil ont une direction parallèle au plan de symétrie du miroir passant par le tube caloporteur, et se réfléchissent donc sur le tube caloporteur, ainsi la condition (K) est satisfaite, et la disposition des capteurs est alors optimale.    Position of the mirrors at the time of the equinoxes:
    At the time of the equinoxes, the observer is in the plane of the apparent path of the sun.
    The rows of mirrors maintain an East-West orientation all day long, with an inclination of the mirrors relative to the structure of an angle α= 23.45 degrees, to the nearest 0.01 degree, in the direction of the South, which goes allow the aperture planes of the parabolic cylindrical mirrors to be perpendicular to the plane of the apparent path of the sun. There shows a section of part of the structure by a vertical plane oriented North-South.
    On the , (P 5 ) is the opening plane of one of the parabolic cylinder mirrors, it forms an angle α =23.45° with the plane (P') of the structure, this plane (P') being inclined by an angle β relative to the horizontal plane (P).
    The plane (P 0 ) is the plane of the apparent trajectory of the sun for an observer located at the upper edge of the mirror.
    Thus, the direction of the sun's rays at the zenith is parallel to the focal axis of the parabolas obtained by cross-section of the mirrors. The rays are reflected on the heat transfer tube of the mirrors.
    At any time of the day, the sun's rays have a direction parallel to the plane of symmetry of the mirror passing through the heat transfer tube, and are therefore reflected on the heat transfer tube, thus the condition (K) is satisfied, and the arrangement of the sensors is then optimal.
  10. Aux autres moments de l’année , le soleil ne se lève plus exactement à l’est (mais en direction du Nord est en été et du Sud est en hiver).
    Il ne se couche plus exactement à l’ouest (en direction du Nord-ouest en été et du Sud-ouest en hiver ) Les systèmes de poursuite seront utilisés pour faire en sorte qu’en toute saison et à toute heure du jour , les rayons solaires aient une direction parallèle au plan de symétrie du miroir passant par le tube caloporteur , pour que la condition (K) du paragraphe 4 soit satisfaite. On retrouvera ainsi les conditions d’incidence des rayons solaires d’une journée d’équinoxe.    At other times of the year, the sun no longer rises exactly in the east (but towards the North in summer and the South in winter).
    It no longer sets exactly to the west (towards the North-West in summer and the South-West in winter). The tracking systems will be used to ensure that in any season and at any time of day, the solar rays have a direction parallel to the plane of symmetry of the mirror passing through the heat transfer tube, so that condition (K) of paragraph 4 is satisfied. We will thus find the conditions of incidence of the solar rays of an equinox day.
  11. Poursuite solaire au solstice d’été :
    Comme illustré dans la , à cette période de l’année l’observateur O n’est plus dans le plan de la trajectoire apparente du soleil
    Les rangées de miroir ne sont pas inclinées par rapport au plan de la structure ,(plan d’ouverture des miroirs parallèles au plan de la structure ( α = 0°), de cette façon les rayons solaires ont une direction perpendiculaire aux plans d’ouverture des cylindres paraboliques à midi.
    Au lever du soleil, les rangées de miroir sont orientées dans la direction du soleil levant . A cet instant, les tubes focaux sont alignés dans la direction du soleil, comme cela est le cas au lever du soleil au moment de l’équinoxe. Tout au long de la journée, le système de poursuite N°1 est mis en fonctionnement, Le but à atteindre est le suivant : La direction des rayons du soleil doit être à tout moment dans un plan parallèle aux plans de symétrie des miroirs passant par les tubes focaux.
    Sur la , le point O est l’observateur (centre de la structure).
    (P’) est le plan incliné sur lequel se trouve le disque contenant les miroirs.
    (P) est un plan horizontal. La droite (d0) est la droite de (P’) passant par O de direction est-ouest. La droite (d1) est la droite de (P’) passant par O orientée dans la direction du soleil levant. Pour une installation située à 42° de latitude Nord, l’angle aigu entre ces deux droites est de 26° (à 1 degré près). La droite (d2) est la droite de (P’) passant par O orientée en direction du soleil couchant.
    Le point S est la position du soleil à un horaire donné de la matinée.
    La droite (t) est la tangente en S à la courbe représentant la trajectoire du soleil.
    La droite (t) coupe le plan (P) en un point M.
    (A noter que l’échelle de la figure n’a pas d’importance sur la direction de la droite (OM) recherchée.)
    Le plan (OSM) passant par O et contenant la droite (t) peut être considéré comme le plan apparent de la trajectoire du soleil à ce moment donné de la matinée.
    Il suffit alors , à cet horaire , d’orienter la direction des tubes focaux des rangées de miroir selon la direction de la droite (OM) La condition (K) : « rayons du soleil situés dans un plan parallèle à l’axe de symétrie du miroir passant par le tube focal » est alors vérifiée et les rayons réfléchis du soleil arrivent sur les tubes caloporteurs.
    Au fur et à mesure de la matinée, la structure va tourner sur elle-même dans le sens des aiguilles d’une montre (grâce au système de poursuite N°1) pour atteindre une orientation est-ouest des miroirs au moment du soleil au zénith. La direction du soleil sera alors normale au plan d’ouverture des capteurs cylindroparaboliques.
    Dans l’après-midi, la rotation se poursuivra dans le même sens pour finir, au coucher du soleil, avec une orientation des tubes focaux de 26° par rapport à l’Ouest en direction du Nord.
    Sur chacun des schémas de droite , la direction d’un rayon solaire est indiquée par une flèche .Quel que soit l’horaire le rayon solaire se trouve dans un plan parallèle au plan de symétrie du miroir passant par son axe focal. Le plan (P) étant le plan perpendiculaire au plan d’ouverture de l’auge parabolique passant par un bord du miroir. Sur le schéma du bas (peu après le soleil levant, les rayons solaires ont une direction presque tangente au bord du miroir. La direction choisie pour l’axe des miroirs est celle de (d1). La structure va tourner progressivement dans le sens des aiguilles d’une montre, Sur la deuxième figure en partant du bas on a représenté la position du miroir à l’horaire correspondant à la position S du soleil de la figure de gauche. Les axes des miroirs sont alors orientés dans la direction de la droite (OM). La rotation de la figure autour de son centre O se poursuit. A midi heure solaire les axes des miroirs ont une orientation Est-Ouest. (3èmefigure en partant du bas.) La rotation se poursuit dans l’après-midi dans le même sens. Au moment du soleil couchant, les axes des miroirs sont parallèles à la droite (d2) (figure du haut). A chaque horaire les rayons du soleil vont avoir une direction située dans un plan perpendiculaire au plan d’ouverture des miroirs, et vont donc se réfléchir sur les tubes caloporteurs (comme expliqué au paragraphe …) Entre le lever et le coucher du soleil, le 21 juin, pour un site à 42° de latitude Nord, la structure aura tourné autour de son centre de 52 degrés (à un degré près) dans le sens des aiguilles d’une montre.
    Avant le début de la journée , les véhicules décrits dans la sont positionnés au-dessus à droite de la structure , de manière à pouvoir faire pivoter celle-ci autour de son centre , ceci dans le sens des aiguilles d’une montre.
    Pendant la nuit , le véhicule et ses remorques se déplacent pour se positionner au-dessus à gauche de la structure , afin de pouvoir faire tourner celle-ci autour de son centre jusqu’à ce que l’orientation des axes des miroirs soit dans la direction du soleil levant du lendemain.
    Le système de poursuite N°2 ajustera alors l’inclinaison du miroir en le faisant fera pivoter pour qu’il soit dans un plan perpendiculaire au plan apparent de la trajectoire du soleil au moment du lever du soleil le lendemain.    Solar pursuit at the summer solstice:
    As illustrated in the , at this time of the year the observer O is no longer in the plane of the apparent trajectory of the sun
    The rows of mirror are not inclined relative to the plane of the structure (opening plane of the mirrors parallel to the plane of the structure (α = 0°), in this way the solar rays have a direction perpendicular to the planes of opening of the parabolic cylinders at noon.
    At sunrise, the mirror rows are oriented in the direction of the rising sun. At this moment, the focal tubes are aligned in the direction of the sun, as is the case at sunrise at the time of the equinox. Throughout the day, tracking system No. 1 is put into operation. The goal to be achieved is the following: The direction of the sun's rays must at all times be in a plane parallel to the planes of symmetry of the mirrors passing through the focal tubes.
    On the , point O is the observer (center of the structure).
    (P’) is the inclined plane on which the disk containing the mirrors is located.
    (P) is a horizontal plane. The right (d0) is the line of (P’) passing through O in an east-west direction. The right (d1) is the right of (P’) passing through O oriented in the direction of the rising sun. For an installation located at 42° North latitude, the acute angle between these two lines is 26° (to the nearest 1 degree). The right (d2) is the line of (P’) passing through O oriented towards the setting sun.
    Point S is the position of the sun at a given time in the morning.
    The line (t) is the tangent in S to the curve representing the path of the sun.
    The line (t) intersects the plane (P) at a point M.
    (Note that the scale of the figure has no importance on the direction of the line (OM) sought.)
    The plane (OSM) passing through O and containing the line (t) can be considered as the apparent plane of the sun's trajectory at this given time of the morning.
    It is then sufficient, at this time, to orient the direction of the focal tubes of the rows of mirror according to the direction of the straight line (OM) The condition (K): “rays of the sun located in a plane parallel to the axis of symmetry of the mirror passing through the focal tube” is then checked and the reflected rays of the sun arrive on the heat transfer tubes.
    As the morning progresses, the structure will rotate on itself clockwise (thanks to tracking system No. 1) to achieve an east-west orientation of the mirrors at the time of the sun at zenith. The direction of the sun will then be normal to the opening plane of the parabolic cylindrical sensors.
    In the afternoon, the rotation will continue in the same direction to finish, at sunset, with an orientation of the focal tubes of 26° relative to the West towards the North.
    On each of the diagrams on the right, the direction of a solar ray is indicated by an arrow. Whatever the time, the solar ray is in a plane parallel to the plane of symmetry of the mirror passing through its focal axis. The plane (P) being the plane perpendicular to the opening plane of the parabolic trough passing through an edge of the mirror. On the bottom diagram (shortly after the rising sun, the solar rays have a direction almost tangent to the edge of the mirror. The direction chosen for the axis of the mirrors is that of (d1). The structure will gradually rotate clockwise. In the second figure from the bottom we have shown the position of the mirror at the time corresponding to the position S of the sun in the figure on the left. The axes of the mirrors are then oriented in the direction of the right (OM). The rotation of the figure around its center O continues. At noon solar time the axes of the mirrors have an East-West orientation. (3thfigure starting from the bottom.) The rotation continues in the afternoon in the same direction. At the time of setting sun, the axes of the mirrors are parallel to the right (d2) (top figure). At each time the sun's rays will have a direction located in a plane perpendicular to the opening plane of the mirrors, and will therefore be reflected on the heat transfer tubes (as explained in paragraph...) Between sunrise and sunset, the June 21, for a site at 42° North latitude, the structure will have rotated around its center by 52 degrees (within one degree) clockwise.
    Before the start of the day, the vehicles described in the are positioned above to the right of the structure, so as to be able to rotate it around its center, in a clockwise direction.
    During the night, the vehicle and its trailers move to position themselves above the left of the structure, in order to be able to rotate it around its center until the orientation of the mirror axes is in the direction of the rising sun the next day.
    Tracking system No. 2 will then adjust the tilt of the mirror by rotating it so that it is in a plane perpendicular to the apparent plane of the sun's path at sunrise the next day.
  12. Poursuite solaire pour la période printemps été (à un autre moment qu’au solstice d’été et qu’aux équinoxes):
    Pour une journée donnée ,on suit le même principe qu’au solstice d’été : au soleil levant , les rangées de miroir sont inclinées par rapport à la structure de telle façon que lorsque les rangées sont dans l’axe est-ouest , l’angle des plans d’ouverture des miroirs par rapport à l’horizontale est l’angle de la hauteur du soleil par rapport à l’horizontale au moment du zénith du jour donné.(l’angle α du plan d’ouverture des miroirs par rapport au plan de la structure est donc compris entre 0 degré (angle aux équinoxes) et 23,45 degrés (angle au solstice d’été.)
    Comme c’est le cas au solstice d’été , au lever du soleil, les rangées de miroir sont orientées dans la direction du soleil levant , la structure tourne sur elle-même dans le sens des aiguilles d’une montre au fur et à mesure de la journée , le but étant que la condition (K) du paragraphe 4 soit respectée. Puis, comme au solstice d’été, pendant la nuit, le système de poursuite N°1 fait tourner la structure dans l’autre sens, afin que le lendemain, la ligne focale des miroirs soit dans la direction du soleil levant. Simultanément on utilise le système de poursuite N°2 qui va faire varier légèrement l’inclinaison α des miroirs afin d’obtenir celle adaptée à la journée suivante.    Solar tracking for the spring-summer period (at a time other than the summer solstice and the equinoxes):
    For a given day, we follow the same principle as at the summer solstice: at rising sun, the rows of mirror are inclined relative to the structure in such a way that when the rows are in the east-west axis, the The angle of the opening planes of the mirrors relative to the horizontal is the angle of the height of the sun relative to the horizontal at the time of the zenith of the given day. (the angle α of the opening plane of the mirrors relative to the plane of the structure is therefore between 0 degrees (angle at the equinoxes) and 23.45 degrees (angle at the summer solstice.)
    As is the case at the summer solstice, at sunrise, the rows of mirror are oriented in the direction of the rising sun, the structure turns on itself clockwise as it goes. measure of the day, the aim being that condition (K) of paragraph 4 is respected. Then, as at the summer solstice, during the night, tracking system No. 1 rotates the structure in the other direction, so that the next day, the focal line of the mirrors is in the direction of the rising sun. Simultaneously we use tracking system No. 2 which will slightly vary the inclination α of the mirrors in order to obtain that adapted to the following day.
  13. Poursuite solaire au solstice d’hiver :
    A l’aide du système de poursuite N°2, l’angle α d’inclinaison des plans d’ouverture des miroirs avec le plan de la structure est réglé à 47° (à 1° près), afin que les rayons solaires soient perpendiculaires aux plans d’ouverture des capteurs à midi heure solaire.
    L’inclinaison des miroirs est alors maximale.
    Cependant, la distance entre deux rangées de miroirs étant égale à la demi largeur d’ouverture d’un miroir, aucun effet d’ombre ne se produit entre deux rangées de miroirs voisines, comme le montre la représentant une section de la structure suivant un plan vertical orienté Nord Sud à midi heure solaire le 21 décembre.
    Sur cette figure, β est l’angle du plan de la structure par rapport à un plan horizontal. Deux auges paraboliques R et S ont pour bords respectifs R1, R2et S1, S2. Le point IRest le milieu de [R1R2]. Le point ISest le milieu du segment [S1S2]. Les points IRet ISsont alignés sur la droite (d’’) faisant un angle β avec le plan (P) horizontal. Les miroirs ont une inclinaison de α = 47° avec la droite d’’.C R est le cercle de diamètre [R1R2] etC S est le cercle de diamètre [S1S2]. Soit l = R1R2= S1S2la largeur d’ouverture d’un miroir cylindro-parabolique. Le vecteur a la direction d’un rayon solaire le 21 décembre à midi heure solaire. (Le vecteur a la direction d’un rayon solaire à midi heure solaire le 21 juin.). La droite (f) est la droite de direction passant par le bord R1(bord supérieur de miroir du bas), Elle coupe d’’ en Z. Le calcul de la longueur ZIRdans le triangle rectangle R1ZIRdonne ZIR=0,73l. Le point Z est donc plus proche du pont IRque du pont IS.L’ouverture [S1S2] du miroir du haut se trouve donc en dehors de la zone d’ombre de celui du bas (en hachuré).
    Aux autres heures de la journée, le système de poursuite N°1 joue son rôle et garantit qu’il n’y ait pas d’effet d’ombre entre deux rangées de miroirs consécutives.
    Le principe de la poursuite solaire N°1 est le même qu’en été, mis à part que les miroirs sont orientés en direction soleil levant le matin, (c’est-à-dire en direction du Sud-Est par rapport à l’Est) le matin, et dans la direction du soleil couchant le soir (c’est-à-dire en direction du Sud-Ouest par rapport à l’Ouest) le soir. Le système de poursuite N°1 fera donc tourner la structure dans le sens inverse des aiguilles d’une montre au fur et à mesure de la journée. Sur la , la droite (d)) donne la direction du soleil levant à donner aux miroirs en début de matinée. La droite (d2) indique la direction du soleil couchant La flèche indique qu’en cours de journée , on fait tourner les miroirs autour du centre de la structure dans le sens contraire des aiguilles d’une montre pour faire passer les rangées de miroirs de la direction de (d1) à celle de (d2).
    Pendant la nuit , le système de poursuite N°1 fait tourner la structure dans le sens des aiguilles d’une montre jusqu’à ce que les tubes focaux soient orientés dans la direction du soleil levant du lendemain.    Solar pursuit at the winter solstice:
    Using tracking system No. 2, the angle α of inclination of the opening planes of the mirrors with the plane of the structure is set to 47° (within 1°), so that the solar rays are perpendicular to the opening planes of the sensors at noon solar time.
    The inclination of the mirrors is then maximum.
    However, the distance between two rows of mirrors being equal to the half opening width of a mirror, no shadow effect occurs between two neighboring rows of mirrors, as shown in representing a section of the structure following a vertical plane oriented North South at noon solar time on December 21.
    In this figure, β is the angle of the structure plane relative to a horizontal plane. Two parabolic troughs R and S have respective edges R 1 , R 2 and S 1 , S 2 . The point I R is the midpoint of [R1R2]. The point I S is the midpoint of the segment [S 1 S 2 ]. The points I R and I S are aligned on the line (d') making an angle β with the horizontal plane (P). The mirrors have an inclination of α = 47° with the line d'. C R is the circle of diameter [R 1 R 2 ] and C S is the circle of diameter [S 1 S 2 ]. Let l = R 1 R 2 = S 1 S 2 be the opening width of a parabolic cylindrical mirror. The vector in the direction of a solar ray on December 21 at noon solar time. (The vector in the direction of a solar ray at noon solar time on June 21.). The line (f) is the direction line passing through the edge R 1 (upper edge of bottom mirror), It cuts from ' in Z. Calculation of the length ZI R in the right triangle R 1 ZI R gives ZI R =0.73l. Point Z is therefore closer to the I R bridge than to the I S bridge. The opening [S 1 S 2 ] of the top mirror is therefore outside the shadow zone of the bottom one (hatched).
    At other times of the day, tracking system No. 1 plays its role and guarantees that there is no shadow effect between two consecutive rows of mirrors.
    The principle of solar tracking No. 1 is the same as in summer, except that the mirrors are oriented in the direction of the rising sun in the morning (that is to say in the direction of the South-East in relation to the 'East) in the morning, and in the direction of the setting sun in the evening (that is to say in the direction of the South-West relative to the West) in the evening. Tracking system No. 1 will therefore rotate the structure counterclockwise throughout the day. On the , the right (d ) ) gives the direction of the rising sun to give to the mirrors at the start of the morning. The line (d 2 ) indicates the direction of the setting sun The arrow indicates that during the day, the mirrors are rotated around the center of the structure counterclockwise to pass the rows of mirrors from the direction of (d 1 ) to that of (d 2 ).
    During the night, Tracking System No. 1 rotates the structure clockwise until the focal tubes are oriented in the direction of the next day's rising sun.
  14. Poursuite solaire pour la période automne hiver (à un autre jour qu’aux équinoxes) :
    Le principe est le même qu’au moment du solstice d’hiver .
    Pour un jour donné ,le plan d’ouverture des miroirs sera normal à la direction des rayons du soleil au zénith (angle compris entre 23,45° (au moment des équinoxes) et 47° (au moment du solstice d’hiver)
    L’axe des miroirs réglé pendant la nuit en direction du soleil levant du lendemain , (grâce au système de poursuite N°1) afin de satisfaire la condition du paragraphe 1 , la structure tournant sur elle-même dans le sens contraire des aiguilles d’une montre le jour , puis dans le sens des aiguille d’une montre la nuit.    Solar tracking for the autumn-winter period (on a day other than the equinoxes):
    The principle is the same as at the time of the winter solstice.
    For a given day, the opening plane of the mirrors will be normal to the direction of the sun's rays at the zenith (angle between 23.45° (at the time of the equinoxes) and 47° (at the time of the winter solstice)
    The axis of the mirrors adjusted during the night in the direction of the rising sun the next day, (thanks to the tracking system No. 1) in order to satisfy the condition of paragraph 1, the structure rotating on itself in the counterclockwise direction. 'one clockwise during the day, then clockwise at night.
  15. Fluide caloporteur
    L’arrivée et le départ se font au centre de la structure , seul point fixe de la structure au cours de la rotation .
    Tous les tubes caloporteurs sont solidaires de la structure et tournent autour de son centre de la même façon qu’elle.
    A partir du centre un tube caloporteur circule sous les châssis auxquels il est fixé , pour arriver au sommet de la structure (lorsque les miroirs sont orientés dans l’axe Est-Ouest )
    De là le tube caloporteur parcourt les tubes focaux des rangées de miroir du haut vers le bas , alternativement dans un sens ou dans l’autre. Une fois au bas de la structure (lorsque les miroirs sont orientés dans l’axe Est-Ouest), le tube caloporteur rejoint le centre de la structure en circulant là aussi sous les châssis auxquels il est fixé. La montre l’allure de tube caloporteur en vue de face avec en haut le côté Nord à midi. Le sens des flèches indique le sens de circulation du fluide caloporteur.
    L’ensemble « wagons, châssis, tubes caloporteurs » forme une structure solidaire qui tourne autour du point O selon le même mouvement de rotation.    Coolant
    Arrival and departure take place at the center of the structure, the only fixed point of the structure during the rotation.
    All the heat transfer tubes are integral with the structure and rotate around its center in the same way as it.
    From the center a heat transfer tube circulates under the frames to which it is attached, to arrive at the top of the structure (when the mirrors are oriented in the East-West axis)
    From there the heat transfer tube travels through the focal tubes of the mirror rows from top to bottom, alternately in one direction or the other. Once at the bottom of the structure (when the mirrors are oriented in the East-West axis), the heat transfer tube reaches the center of the structure, also circulating under the frames to which it is attached. There shows the appearance of a heat transfer tube in front view with the north side at noon at the top. The direction of the arrows indicates the direction of circulation of the heat transfer fluid.
    The assembly of “wagons, chassis, heat transfer tubes” forms an integral structure which rotates around point O according to the same rotational movement.
  16. Disposition pour un ensemble de capteurs photovoltaïques.
    Le principe est le même que précédemment. Les miroirs sont cette fois ci rectangulaires et disposés en rangées parallèles écartées l’une de l’autre d’une distance égale à la moitié de la largeur du plan d’un miroir. Les conditions d’inclinaison et de poursuite sont les mêmes, c’est le plan du miroir qui joue le rôle occupé précédemment par le plan d’ouverture de l’auge parabolique. De la même façon, les panneaux sont installés sur des châssis dont la largeur est celle d’un panneau. On choisit cette fois-ci pour les deux rails d’une même voie de chemin de fer un écartement égal à la largeur d’un panneau, et entre les rails les plus proches de deux voies de chemin de fer voisines, on aura donc une distance égale à la moitié de la largeur d’un panneau. La médiane parallèle à l’axe du châssis dans le rectangle formé par les panneaux de la rangée qui joue le rôle joué par le tube caloporteur précédemment, dans le sens où un berceau métallique situé sous le panneau aura pour centre un point de cette médiane. L’intérêt du système est alors d’éviter tout problème d’ombre tout en gardant les rangées les plus rapprochées possible.
    La schématise une installation de capteurs photovoltaïques installée sur une pente rocheuse exposée au Sud pendant une journée d’hiver. On retrouve les longerons 6 et 7 des châssis, l’arbre de transmission 14 supportant la roue dentée 13, la crémaillère 12 en forme de demi-cercle ayant pour diamètre la largeur du panneau photovoltaïque PH. La droite Meest la médiane d’un rectangle représentant une rangée de panneaux photovoltaïques.22 est un des wagons situés sur la voie de chemin de fer extérieure, sur laquelle on trouve les wagons kangourou et les bandes de roulement 23 et 24 sur leur surface. Le véhicule V se charge de l’entrainement des wagons.
    De la même façon que celle décrite dans les paragraphes précédents, le système de poursuite N°1 se charge de modifier l’orientation de l’axe des panneaux photovoltaïques au long de la journée. Le système de poursuite N°2 (arbres de transmission, roues dentées, berceaux métalliques) va permettre de faire pivoter les panneaux d’un jour à l’autre afin d’obtenir l’inclinaison correspondant à un jour donné.    Arrangement for a set of photovoltaic sensors.
    The principle is the same as before. The mirrors are this time rectangular and arranged in parallel rows spaced from each other by a distance equal to half the width of the plane of a mirror. The inclination and tracking conditions are the same, it is the plane of the mirror which plays the role previously occupied by the opening plane of the parabolic trough. Likewise, the panels are installed on frames whose width is that of a panel. This time we choose for the two rails of the same railway track a spacing equal to the width of a panel, and between the closest rails of two neighboring railway tracks, we will therefore have a distance equal to half the width of a panel. The median parallel to the axis of the frame in the rectangle formed by the panels of the row which plays the role played by the heat transfer tube previously, in the sense that a metal cradle located under the panel will have as center a point of this median. The advantage of the system is then to avoid any shadow problems while keeping the rows as close together as possible.
    There schematizes an installation of photovoltaic sensors installed on a rocky slope facing south during a winter day. We find the longitudinal members 6 and 7 of the frames, the transmission shaft 14 supporting the toothed wheel 13, the rack 12 in the shape of a semi-circle having the diameter of the width of the photovoltaic panel P H. The line M e is the median of a rectangle representing a row of photovoltaic panels. 22 is one of the wagons located on the outer railway track, on which we find the kangaroo wagons and the treads 23 and 24 on their surface. Vehicle V is responsible for training the wagons.
    In the same way as described in the previous paragraphs, tracking system No. 1 is responsible for modifying the orientation of the axis of the photovoltaic panels throughout the day. Tracking system No. 2 (transmission shafts, toothed wheels, metal cradles) will make it possible to rotate the panels from one day to the next in order to obtain the inclination corresponding to a given day.
  17. Utilisation du système de poursuite solaire N°2 pour un champ de capteurs cylindroparaboliques avec une orientation Nord Sud des rangées de miroirs :
    Les rangées de miroir sont disposés dans les conditions habituelles, Le système de poursuite N°2 peut être utilisé. Chaque rangée de miroir est installée sur un châssis fixe, faisant la longueur de la rangée, et équipé à intervalles réguliers de traverses perpendiculaires aux longerons du châssis et chargées de supporter l’arbre de transmission qui est posé sur toute la longueur du châssis dans sa partie médiane. Le long de l’arbre de transmission on trouve à intervalles réguliers des poulies La figure explicative est à nouveau la . Toutes les rangées de miroirs sont disposées sur des châssis fixes orientés Nord Sud, chaque châssis supportant une rangée de miroirs. Comme pour le cas d’une orientation Est-Ouest, les châssis supportent sur toute leur longueur un arbre de transmission chargé d’effectuer la manœuvre de pivotement La rotation de cet arbre de transmission autour de son axe est engendrée par un moteur situé au bout de la rangée.
    Cependant les berceaux métalliques supportant les miroirs à intervalles réguliers sont conçus d’une manière différente de celle de la . En effet l’angle maximal de pivotement n’est plus de 47° mais de 90°.Les châssis supportant les miroirs doivent être un peu plus larges, leur largeur étant égale au diamètre du demi-cercle dont la partie inférieure du berceau métallique suit le contour. Les pignons qui supportent le miroir et accompagnent le mouvement de pivotement doivent être plus nombreux et plus rapprochés de la roue dentée. On reprend les éléments de la mais l’arc de cercle mais la partie inférieure 12 du berceau métallique doit être modifiée. Elle a dans ce cas la forme d’un demi-cercle de centre F passant par les bords du miroir, afin d’autoriser le pivotement de 90° souhaité (voir , sur laquelle les notations de la ont été reprises , sauf 17 qui représente la partie inférieure du berceau métallique e, (h) une droite horizontale passant par le point F, et l’ qui représente la largeur du châssis)
    Sur la en perspective , les notations sont les mêmes que celles de la , excepté là aussi pour la pièce 17 , qui déborde du bord 18 du miroir.    Use of the solar tracking system No. 2 for a field of parabolic cylindrical sensors with a North South orientation of the rows of mirrors:
    The rows of mirrors are arranged in the usual conditions. Tracking system No. 2 can be used. Each row of mirror is installed on a fixed frame, making the length of the row, and equipped at regular intervals with crosspieces perpendicular to the frame rails and responsible for supporting the transmission shaft which is placed over the entire length of the frame in its middle part. Along the transmission shaft there are pulleys at regular intervals. The explanatory figure is again the . All the rows of mirrors are arranged on fixed frames oriented North South, each frame supporting a row of mirrors. As in the case of an East-West orientation, the frames support over their entire length a transmission shaft responsible for carrying out the pivoting maneuver. The rotation of this transmission shaft around its axis is generated by a motor located at the end of the row.
    However, the metal cradles supporting the mirrors at regular intervals are designed in a different way from that of the . In fact, the maximum pivot angle is no longer 47° but 90°. The frames supporting the mirrors must be a little wider, their width being equal to the diameter of the semi-circle from which the lower part of the metal cradle follows. contour. The pinions which support the mirror and accompany the pivoting movement must be more numerous and closer to the toothed wheel. We take the elements of the but the arc of a circle but the lower part 12 of the metal cradle must be modified. In this case it has the shape of a semi-circle with center F passing through the edges of the mirror, in order to allow the desired 90° pivoting (see , on which the notations of the have been taken, except 17 which represents the lower part of the metal cradle e, (h) a horizontal line passing through point F, and the which represents the width of the chassis)
    On the in perspective, the notations are the same as those of the , except here also for piece 17, which extends beyond the edge 18 of the mirror.
  18. Pour toutes ces installations, une assistance numérique permet de calculer :
    L’inclinaison journalière du plan d’ouverture des miroirs par rapport à la structure (angle α sur les figures) pour pouvoir piloter le système de poursuite N°2.
    L’orientation à donner aux axes des rangées de miroir tout au long d’une journée donnée afin de pouvoir régler le système de poursuite N°1    For all these installations, digital assistance makes it possible to calculate:
    The daily inclination of the mirror opening plane relative to the structure (angle α in the figures) to be able to control tracking system No. 2.
    The orientation to be given to the axes of the rows of mirrors throughout a given day in order to be able to adjust the tracking system No. 1

Claims (2)

Système de suivi solaire permettant d’obtenir une disposition de capteurs cylindroparaboliques ou photovoltaïques telle que les rayons du soleil aient une direction située dans un plan perpendiculaire au plan d’ouverture au plan d’ouverture des capteurs cylindroparaboliques ou perpendiculaire au plan des panneaux photovoltaïques caractérisé en ce que deux modes de poursuite sont utilisés, le premier mode basé sur des arbres de transmission placés sous les rangées de capteurs et munis de roues dentées en contact avec des crémaillères en forme d’arc de cercle situées sous ces capteurs et permettant de faire pivoter ces capteurs autour de leur axe, le deuxième mode basé sur un réseau de chemins de fer circulaires concentriques pour permettre la rotation d’un système de rangées de capteurs autour du centre de la structure afin de modifier l’orientation des axes des capteursSolar tracking system making it possible to obtain an arrangement of cylindrical parabolic or photovoltaic sensors such that the sun's rays have a direction located in a plane perpendicular to the opening plane to the opening plane of the cylindrical parabolic sensors or perpendicular to the plane of the photovoltaic panels characterized in that two tracking modes are used, the first mode based on transmission shafts placed under the rows of sensors and provided with toothed wheels in contact with racks in the shape of an arc of a circle located under these sensors and making it possible to rotating these sensors around their axis, the second mode based on a network of concentric circular railways to allow the rotation of a system of rows of sensors around the center of the structure in order to change the orientation of the axes of the sensors Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que le deuxième mode de poursuite est généré par un véhicule (et éventuellement des remorques accrochées à celui-ci) pouvant se déplacer sur les bandes de roulement de wagons kangourou disposés sur une voie ferrée circulaire située sur un plan incliné, ou pouvant être bloqué dans la partie haute de celle-ci, entrainant dans ce cas, par gravité, la rotation des wagons kangourou et celle du système de rangées de capteurs fixés à ces wagons.System according to claim 1 characterized in that the second tracking mode is generated by a vehicle (and possibly trailers attached to it) capable of moving on the treads of kangaroo wagons arranged on a circular railway track located on a inclined plane, or which can be blocked in the upper part thereof, causing in this case, by gravity, the rotation of the kangaroo wagons and that of the system of rows of sensors attached to these wagons.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109638A (en) * 1977-04-04 1978-08-29 Matlock William C Solar energy converter carousel
US20100078011A1 (en) * 2008-09-25 2010-04-01 Peter Feher Ultra-compact, linear, solar-thermal steam generator
WO2010054831A2 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Werner Kaufmann A solar panel support apparatus
CN104820442A (en) * 2015-05-11 2015-08-05 本溪赛智实业有限公司 Disc type photovoltaic tracker
US20160020725A1 (en) * 2013-04-04 2016-01-21 Elm Inc. Sun-tracking photovoltaic power generation system
EP3303940B1 (en) * 2015-06-01 2019-04-17 Habdank PV-Montagesysteme GmbH & Co. KG Tracking device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109638A (en) * 1977-04-04 1978-08-29 Matlock William C Solar energy converter carousel
US20100078011A1 (en) * 2008-09-25 2010-04-01 Peter Feher Ultra-compact, linear, solar-thermal steam generator
WO2010054831A2 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Werner Kaufmann A solar panel support apparatus
US20160020725A1 (en) * 2013-04-04 2016-01-21 Elm Inc. Sun-tracking photovoltaic power generation system
CN104820442A (en) * 2015-05-11 2015-08-05 本溪赛智实业有限公司 Disc type photovoltaic tracker
EP3303940B1 (en) * 2015-06-01 2019-04-17 Habdank PV-Montagesysteme GmbH & Co. KG Tracking device

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