WO2010109110A2 - Installation de production et de distribution d'hydrogène - Google Patents

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    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight

Definitions

  • the present invention relates to an installation for producing and distributing hydrogen from water subjected to the action of solar radiation. It is known that, given the depletion of terrestrial fossil resources in hydrocarbons within a few decades, different energy alternatives are developed, or even already used, to replace them. This is, for example, the case of hydrogen, which is regarded as a "clean" fuel and would advantageously be used in the form of fuel cells for the transport industry or, in general, as a source of fuel. 'electric energy.
  • the plant for producing and distributing hydrogen from water subjected to the action of solar radiation of the type arranged at altitude, above the cloud layers, and comprising:
  • a controllable lift device for said platform in all directions to carry out the different phases of raising, lowering and leveling thereof;
  • a means for treating and storing the hydrogen obtained, provided on said platform is remarkable, according to the invention, in that said means for treating and storing hydrogen comprise liquefaction equipment and tanks containing the liquefied hydrogen and in that said liquefied hydrogen tanks are integrated with flying bodies removably attached to said platform and designed to join a target zone so as to distribute the liquefied hydrogen contained in said tanks .
  • an installation which not only produces hydrogen from solar radiation by storing it in liquefied form in the reservoirs concerned, but also ensures the distribution thereof to useful zones, which may be, for example, storage tanks located on the ground or even aircraft in flight, such as aircraft, which, for example, run on hydrogen.
  • said controllable buoyancy device is of the balloon type and may comprise at least one adjustable variable volume gas envelope to ensure the different operating phases of said platform.
  • said gas envelope has a toric shape to be arranged at the periphery of said platform.
  • said gas envelope is filled with a part of the hydrogen produced in situ by said transformation device, so that the entire installation is based on hydrogen which becomes the primary resource thereof.
  • said gas envelope could be filled with another gas, such as helium.
  • said water-transforming device is of the cracking type spontaneously dissociating hydrogen from water and comprises at least one solar concentrator supplying the energy required for such a transformation and mounted in a mobile manner. on said platform to receive constantly and perpendicular solar radiation.
  • the generated heat makes it possible to ensure the necessary reaction to crack the water and to collect hydrogen and oxygen. thus separated.
  • said water-converting device is of the type by converting the heat emitted by the solar radiation into electricity in order to obtain the electrolysis of the water of said reserve.
  • said device for transforming water by electrolysis may comprise at least one photovoltaic generator. mounted on said platform with automatic orientation towards the sun, perpendicular to its radiation.
  • said device for transforming water by electrolysis can comprise at least one heat engine.
  • the electricity obtained from it is then used for electrolysis.
  • said heat engine is associated with a solar concentrator oriented continuously and automatically towards the sun and the focus of which said engine is, so as to ensure its power supply.
  • said heat engine is a Stirling engine or a thermoacoustic engine.
  • said liquefied hydrogen tanks are disposed under said platform so as to be sheltered from solar radiation.
  • they could be arranged on said platform and protected from solar radiation by equipment forming a cache and generating shade.
  • flying bodies avoids descending the platform on the ground to empty the hydrogen tanks in the case of a transfer thereof into storage tanks.
  • Said flying bodies may be drones that perform their descent phase to the target area by hovering, with a terminal guidance equipment to said target area, and their phase of return to said platform being propelled by a motor placed in each from them and running on hydrogen.
  • said installation further comprises a device for controlling the attitude and position of said platform located in the atmosphere so as to control any displacement of the installation subjected to the winds.
  • the installation also comprises a device for recovering cloud water particles, so as to fill said water reserve.
  • Such equipment may be in the form of a large mesh net to trap said water particles.
  • said installation may comprise oxygen treatment and storage means obtained by the dissociation of water into its components, said means comprising at least one liquefaction equipment and tanks containing liquefied oxygen.
  • Figure 1 is a very schematic perspective view of an exemplary embodiment of the installation according to the invention.
  • Figure 2 is a view from below the platform of the installation shown in Figure 1.
  • Figure 3 is a schematic view showing the distribution of hydrogen produced by said installation.
  • the hydrogen production and distribution plant 1 represented very schematically in FIGS. 1 and 2 is, in its entirety, arranged at altitude, for example in the stratosphere, at an altitude of about 30 kilometers, above cloud layers, so as to be directly exposed to solar radiation.
  • the installation consists mainly of:. a platform 2; . a controllable levitation device 3 of the platform at altitude, allowing the climb, the descent and the leveling thereof to the desired altitude;
  • a water reserve 4 disposed on the platform 2; . a device for transforming water into its hydrogen and oxygen components from the solar energy received by the radiation; and. means for treating and storing the hydrogen 6 obtained.
  • the platform 2 is made of a suitable material or combination of materials having the physicochemical properties required to park in such a hostile environment (temperature, radiation, etc.).
  • the controllable levitation device 3 is of the inflatable type with an adjustable gas volume, which, in this embodiment, is in the form of an envelope or O-ring 7 provided around the periphery, for example circular, of platform 2, which avoids shadows on the platform.
  • an envelope or O-ring 7 provided around the periphery, for example circular, of platform 2, which avoids shadows on the platform.
  • the use of conventional balloons distributed around the platform is possible.
  • the different phases of platform operation are carried out, such as in particular its rise, its partial or complete descent as will be seen later, its leveling. at the desired altitude.
  • the gas contained in the envelope 7 will preferably be a part of the hydrogen produced in situ by the installation, which avoids loading a reserve of helium or another gas if the choice is made on this one. In addition, this gives the installation 1 a virtually unlimited autonomy (dictated rather by the maintenance and maintenance of equipment).
  • the water reservoir 4 is schematized in the form of a parallelepipedal reservoir 8 disposed on the platform and containing the onboard water intended to be dissociated into its components.
  • the water transformation device 5 it is for example of the type by converting the heat emitted by the solar radiation into electricity which is then used for the electrolysis of the water, and such a conversion can be carried out in part.
  • a photovoltaic generator conventional solar panel
  • a heat engine in particular a Stirling engine or a thermo-acoustic engine.
  • the transformation device 5 comprises a solar concentrator 10 having a parabolic mirror 11 at the focus of which is the hot source (piston) of a Stirling engine 1 2 which is heated by the concentrated solar energy in the focus of the dish. More particularly, the parabolic mirror 11 is controlled by a motor device 14, which allows it to follow the sun continuously and automatically and thus being oriented perpendicular thereto, so as to maximize the received solar energy concentrated at home.
  • the Stirling engine 1 2 thus ensures the transformation of solar energy into electricity, which is then used to electrolyze the water contained in the reserve 4 into its hydrogen and oxygen components.
  • a thermoacoustic motor can be used.
  • the water-transforming device 5 may be, according to another example, of the direct cracking type of water which, under certain temperature conditions, is spontaneously produced, giving hydrogen and oxygen.
  • a transformation device although not shown, because close to the solar concentrator example above, then comprises one or more solar concentrators in the form of parabolic mirrors, which provide the heat necessary to develop the reaction.
  • the concentrator (s) are motorized to be constantly oriented towards the sun.
  • additives may be added to the water so as to increase the efficiency of the electrolysis and heat the water to further lower the threshold of dissociation of water into its hydrogen and oxygen components.
  • the hydrogen obtained from the transformation of the water by electrolysis or by cracking according to the conversion mode used is processed and stored by specific means schematized in 6 on the platform 2.
  • the hydrogen collected is first stored passively by putting for example the production in the shadow of the sun by a screen device, not shown, located on the platform and taking into account the temperature conditions at this altitude.
  • a cooling system 15 integrated in the treatment means 6 the hydrogen is cooled to be liquefied and the hydrogen thus liquefied is stored in tanks 1 6 which are embedded on the platform, preferably being placed under this one so as to be in the shade.
  • the hydrogen cooling system 15 operates with a portion of the electricity produced by the transforming device such as Stirling engines.
  • attitude and position control device is provided on the platform so as to pivot to compensate for any drift that may be due to wind.
  • This device symbolized at 17 in FIG. 1 may be of the nozzle or propeller type thanks to which the installation can be stabilized in position and which can operate with part of the hydrogen obtained.
  • the refueling can be done, in a first case, by the total descent of the installation 1 by acting for this on the adjustable toroidal envelope 7 of the levitation device 3, to bring it to the ground on a target area, such as a natural or artificial body of water, to fill the reserve and then up the facility 1 thus filled to the desired altitude in the upper atmosphere.
  • a target area such as a natural or artificial body of water
  • the installation 1 goes down partially to reach dense cloud layers and, using a suitable recovery device, not shown, such as a large mesh net, to trap and recover the clouds' water vapor and fill the water reserve and then climb to the desired altitude.
  • a suitable recovery device not shown, such as a large mesh net
  • liquefied hydrogen tanks 16 placed under the platform two modes of distribution of the liquefied hydrogen can be envisaged.
  • the platform of the installation is controlled to go down to the ground by the action on the adjustable toric envelope and to land on a target area to proceed to emptying of liquefied hydrogen tanks.
  • the platform of the installation is controlled to go down to the ground by the action on the adjustable toric envelope and to land on a target area to proceed to emptying of liquefied hydrogen tanks.
  • the oxygen resulting from the dissociation of the water is also stored and cooled by appropriate means not shown, so that the preferably liquefied oxygen contained in reservoirs is also taken when the installation is on the target area to be transferred to appropriate receptacles.
  • the storage tanks 16 of the liquefied hydrogen are in the form of flying bodies 20, as shown schematically in FIGS. 2 and 3.
  • flying bodies 20 are, for example, drones removably attached. under the platform 2 and whose purpose is to make displacements, either between the platform 2 located in the upper atmosphere and a target zone ZC on the ground (ground or mer) (displacement D1) to empty the liquefied hydrogen, either between the platform 2 and aircraft A or other flying vehicles operating with hydrogen (displacement D2), so as to refuel them.
  • these drones 20 perform two functions, that of the tank itself and that of the tanker.
  • the drones 20 loaded with liquefied hydrogen are released from the platform and can advantageously hover to move under the effect of the acceleration of gravity and using from their mobile aerodynamic surfaces, to the aircraft to be refueled or to the terrestrial target zone.
  • it may (be) motorized (s) and operate with hydrogen produced by the device transformation facility.
  • detection means provided on the drone such as radar, optical sighting or infrared, RF system, differential GPS, ...)
  • the drone 20 makes contact with the aircraft A and connects to it by a conventional boom mechanism or according to a rendezvous system of the spatial type.
  • the drone 20 leaves the aircraft A. It can then, if it is equipped with a hydrogen engine and a reserve of hydrogen, return to the platform or continue descending by hovering until you land (displacement D3). It is then restored for a next use.
  • drones could also be used to refuel boats at sea in case of emergency, and eventually be recovered or not.
  • the all-hydrogen plant 1 of the invention is global and autonomous by producing hydrogen without causing pollution or environmental nuisance by its location. in the high atmosphere and distributing the collected hydrogen liquefied in any target areas located on the ground (tanks, etc.) or in flight (aircraft).

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Abstract

Selon l'invention, cette installation est agencée en altitude et comporte une plate-forme (2); un dispositif de sustentation commandable (3) de ladite plate-forme en altitude; une réserve d'eau (4) associée à ladite plate-forme (2); un dispositif de transformation (5) de l'eau en ses composants, à partir de l'énergie solaire; et des moyens de liquéfaction et de stockage (6) de l'hydrogène obtenu liquéfié dans des réservoirs ( 16), ces derniers étant intégrés à des corps volants (20) conçus pour rallier une zone cible et distribuer l'hydrogène liquéfié.

Description

Installation de production et de distribution d'hydrogène.
La présente invention concerne une installation de production et de distribution d'hydrogène à partir d'eau soumise à l'action du rayonnement solaire. On sait que, compte-tenu de l'épuisement des ressources terrestres fossiles en hydrocarbures d'ici à quelques dizaines d'années, différentes alternatives énergétiques sont développées, voire déjà utilisées, pour remplacer celles-ci. Tel est, par exemple, le cas de l'hydrogène qui est considéré comme un carburant « propre » et serait avantageusement uti- lise sous formes de piles à combustible pour l'industrie des transports ou, d'une façon générale, comme source d'énergie électrique.
Cependant, il se pose alors le problème de la production de l'hydrogène et de la source d'énergie qui permettra son obtention puisque, actuellement, il est principalement produit depuis le gaz naturel, dont on sait que, là aussi, les réserves sont limitées, en engendrant de plus des nuisances environnementales par l'émission de CO2.
Toutefois, par le document US 2008/0053094, on connaît déjà une installation pour produire de l'énergie électrique à partir du rayonnement solaire par l'intermédiaire de dispositifs appropriés, laquelle installa- tion est montée sur un véhicule du type aérostat, situé dans la haute atmosphère. De la sorte, l'énergie électrique produite peut être utilisée pour alimenter des équipements et servitudes installés à bord du véhicule, en particulier au moyen d'un moteur thermique recevant, pour son fonctionnement, les composants hydrogène et oxygène obtenus par électrolyse. Ainsi, dans cette installation connue, l'hydrogène produit est consommé sur place dans ledit moteur. La présente invention a pour but de permettre la distribution d'hydrogène à l'extérieur de l'installation tout en n'engendrant pas de nuisances vis-à-vis de l'environnement.
A cet effet, l'installation de production et de distribution d'hydrogène à partir d'eau soumise à l'action du rayonnement solaire, du type agencée en altitude, au-dessus des couches nuageuses, et comprenant :
- une plate-forme ;
- un dispositif de sustentation commandable de ladite plate-forme en al- titude pour effectuer les différentes phases de montée, descente et mise en palier de celle-ci ;
- une réserve d'eau associée à ladite plate-forme ;
- un dispositif de transformation de l'eau en ses composants hydrogène et oxygène, à partir de l'énergie solaire reçue et agencé sur ladite plate- forme ; et
- des moyens de traitement et de stockage de l'hydrogène obtenu, prévus sur ladite plate-forme, est remarquable, selon l'invention, en ce que lesdits moyens de traitement et de stockage de l'hydrogène comprennent un équipement de liquéfaction et des réservoirs contenant l'hydrogène liquéfié et en ce que lesdits réservoirs d'hydrogène liquéfié sont intégrés à des corps volants fixés de façon amovible à ladite plate-forme et conçus pour rallier une zone cible de manière à distribuer l'hydrogène liquéfié contenu dans lesdits réservoirs.
Ainsi, on réalise une installation qui non seulement produit de l'hydrogène à partir du rayonnement solaire en le stockant sous forme liquéfiée dans les réservoirs concernés, mais assure encore la distribution de celui-ci vers des zones utiles, qui peuvent être par exemple des cuves de stockage situées au sol ou même des aéronefs en vol, tels que des avions, qui, par exemple, fonctionnent à l'hydrogène. Par exemple, ledit dispositif de sustentation commandable est du type ballon et peut comporter au moins une enveloppe de gaz à volume variable réglable pour assurer les différentes phases de fonctionnement de ladite plate-forme. De préférence, ladite enveloppe de gaz présente une forme torique pour être agencée en périphérie de ladite plate-forme. On remarque ainsi la réalisation techniquement simple et fiable du dispositif de sustentation de la plate-forme.
Avantageusement, ladite enveloppe de gaz est remplie par une partie de l'hydrogène produit in situ par ledit dispositif de transformation, de sorte que toute l'installation est basée sur l'hydrogène qui devient la ressource primaire de celle-ci. Cependant, ladite enveloppe de gaz pourrait être remplie d'un autre gaz, tel que de l'hélium.
Dans un premier mode de réalisation, ledit dispositif de transfor- mation de l'eau est du type par craquage dissociant spontanément l'hydrogène de l'eau et comporte au moins un concentrateur solaire fournissant l'énergie nécessaire à une telle transformation et monté mobile sur ladite plate-forme pour recevoir constamment et perpendiculairement le rayonnement solaire. Ainsi, par l'orientation optimale d'un miroir paraboli- que (ou plus) en tant que concentrateur solaire, la chaleur engendrée permet d'assurer la réaction nécessaire au craquage de l'eau et de recueillir l'hydrogène et l'oxygène ainsi séparés.
Dans un second mode de réalisation, ledit dispositif de transformation de l'eau est du type par conversion de la chaleur émise par le rayon- nement solaire en électricité pour obtenir l'électrolyse de l'eau de ladite réserve.
Selon un premier exemple, ledit dispositif de transformation de l'eau par électrolyse peut comprendre au moins un générateur photovol- taïque monté mobile sur ladite plate-forme avec orientation automatique en direction du soleil, perpendiculairement à son rayonnement.
Selon un second exemple, ledit dispositif de transformation de l'eau par électrolyse peut comprendre au moins un moteur thermique. L'électricité obtenue à partir de celui-ci est alors utilisée pour l'électrolyse. Avantageusement, audit moteur thermique est associé un concentrateur solaire orienté de manière continue et automatique en direction du soleil et au foyer duquel se trouve ledit moteur, de manière à assurer son alimentation en énergie. En particulier, ledit moteur thermique est un moteur Stir- ling ou un moteur thermoacoustique.
Avantageusement, lesdits réservoirs d'hydrogène liquéfié sont disposés sous ladite plate-forme de manière à être abrités du rayonnement solaire. Cependant, ils pourraient être disposés sur ladite plate-forme et protégés du rayonnement solaire par un équipement formant cache et en- gendrant de l'ombre.
De plus, l'utilisation de corps volants évite de descendre la plateforme au sol pour vider les réservoirs d'hydrogène dans le cas d'un transfert de celui-ci dans des cuves de stockage.
Lesdits corps volants peuvent être des drones qui effectuent leur phase de descente vers la zone cible en planant, avec un équipement de guidage terminal vers ladite zone cible, et leur phase de remontée vers ladite plate-forme en étant propulsés par un moteur placé dans chacun d'eux et fonctionnant à l'hydrogène.
Par ailleurs, ladite installation comprend, de plus, un dispositif de contrôle d'attitude et de position de ladite plate-forme située dans l'atmosphère de manière à maîtriser les éventuels déplacements de l'installation soumise aux vents. De préférence, l'installation comprend également un équipement de récupération des particules d'eau des nuages, de manière à remplir ladite réserve d'eau.
Un tel équipement peut se présenter sous la forme d'un grand filet à maillage serré pour piéger lesdites particules d'eau.
De la sorte, il n'est éventuellement plus nécessaire de descendre l'installation au sol pour remplir sa réserve.
En outre, ladite installation peut comprendre des moyens de traitement et de stockage de l'oxygène obtenu par la dissociation de l'eau en ses composants, lesdits moyens comportant au moins un équipement de liquéfaction et des réservoirs contenant l'oxygène liquéfié.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue très schématique en perspective d'un exemple de réalisation de l'installation conformément à l'invention.
La figure 2 est une vue de dessous la plate-forme de l'installation représentée sur la figure 1 .
La figure 3 est une vue schématique montrant la distribution de l'hydrogène produit par ladite installation.
L'installation de production et de distribution d'hydrogène 1 représentée très schématiquement sur les figures 1 et 2 est, dans son intégralité, agencée en altitude, par exemple dans la stratosphère, à une altitude d'environ 30 kilomètres, au-dessus des couches nuageuses, de façon à être directement exposée au rayonnement solaire.
Structurellement, l'installation se compose principalement : . d'une plate-forme 2 ; . d'un dispositif de sustentation commandable 3 de la plate-forme en altitude, permettant la montée, la descente et la mise en palier de celle-ci à l'altitude souhaitée ;
. d'une réserve d'eau 4 disposée sur la plate-forme 2 ; . d'un dispositif de transformation 5 de l'eau en ses composants hydrogène et oxygène, à partir de l'énergie solaire reçue par le rayonnement ; et . de moyens de traitement et de stockage 6 de l'hydrogène obtenu.
La plate-forme 2 est réalisée en une matière ou combinaison de matières appropriée ayant les propriétés physico-chimiques requises pour stationner dans un tel milieu hostile (température, rayonnement, ...) .
Le dispositif de sustentation commandable 3 est du type à ballon gonflable à volume de gaz réglable, qui se présente, dans cet exemple de réalisation, sous la forme d'une enveloppe ou anneau torique 7 prévu autour de la périphérie, par exemple circulaire, de la plate-forme 2, ce qui évite les zones d'ombre sur la plate-forme. Cependant, l'utilisation de ballons usuels répartis autour de la plate-forme est possible.
Par le réglage du volume de gaz interne de l'enveloppe torique 7, on réalise les différentes phases de fonctionnement de la plate-forme, telles que notamment sa montée, sa descente partielle ou complète comme on le verra plus tard, sa mise en palier à l'altitude souhaitée. Le gaz contenu dans l'enveloppe 7 sera, de préférence, une partie de l'hydrogène produit in situ par l'installation, ce qui évite d'embarquer une réserve d'hélium ou d'un autre gaz si le choix se porte sur celui-ci. De plus, cela confère à l'installation 1 une autonomie quasi illimitée (dictée plutôt par les opérations d'entretien et de maintenance des équipements) .
La réserve d'eau 4 est schématisée sous la forme d'un réservoir parallélépipédique 8 disposé sur la plate-forme et contenant l'eau embarquée destinée à être dissociée en ses composants. Concernant le dispositif de transformation de l'eau 5, il est par exemple du type par conversion de la chaleur émise par le rayonnement solaire en électricité qui sert alors à l'électrolyse de l'eau, et une telle conversion peut être réalisée à partie d'un générateur photovoltaïque (panneau solaire usuel) et/ou d'un moteur thermique, en particulier un moteur Stirling ou un moteur thermo-acoustique.
Dans l'exemple illustré sur la figure schématique 1 , le dispositif de transformation 5 comprend un concentrateur solaire 10 à miroir parabolique 1 1 au foyer duquel se trouve la source chaude (piston) d'un moteur Stirling 1 2 qui est chauffée par l'énergie solaire concentrée au foyer de la parabole. Plus particulièrement, le miroir parabolique 1 1 est commandé par un dispositif moteur 14, qui lui permet de suivre le soleil 5 continuellement et automatiquement en étant ainsi orienté perpendiculairement à celui-ci, de sorte à maximiser l'énergie solaire reçue concentrée au foyer. Le mo- teur Stirling 1 2 assure ainsi la transformation de l'énergie solaire en électricité, laquelle est alors utilisée pour électrolyser l'eau contenue dans la réserve 4 en ses composants hydrogène et oxygène. Bien évidemment, en pratique, on pourra trouver plusieurs concentrateurs solaires auxquels seront associés autant de moteurs. A la place du moteur Stirling, on peut utiliser un moteur thermoacoustique.
Le dispositif de transformation de l'eau 5 peut être, selon un autre exemple, du type par craquage direct de l'eau qui, sous certaines conditions de température, se fait spontanément en donnant l'hydrogène et l'oxygène. Un tel dispositif de transformation, bien qu'il ne soit pas représenté, car proche de l'exemple à concentrateur solaire ci-dessus, comprend alors un ou plusieurs concentrateurs solaires sous la forme de miroirs paraboliques, qui fournissent la chaleur nécessaire pour développer la réaction. Là aussi, le ou les concentrateurs sont motorisés pour être constamment orientés vers le soleil.
Dans ces deux exemples, des additifs peuvent être ajoutés à l'eau de manière à augmenter le rendement de l'électrolyse et chauffer l'eau pour encore abaisser le seuil de dissociation de l'eau en ses composants hydrogène et oxygène.
L'hydrogène obtenu à partir de la transformation de l'eau par élec- trolyse ou par craquage selon le mode de conversion utilisé est traité et stocké par des moyens spécifiques schématisés en 6 sur la plate-forme 2. Brièvement, l'hydrogène recueilli est d'abord stocké passivement en mettant par exemple la production à l'ombre du soleil par un dispositif écran, non représenté, situé sur la plate-forme et tenant compte des conditions de température à cette altitude. Puis, par un système de refroidissement 15 intégré aux moyens de traitement 6, l'hydrogène est refroidi pour être liquéfié et l'hydrogène ainsi liquéfié est stocké dans des réservoirs 1 6 qui sont embarqués sur la plate-forme en étant de préférence placés sous celle-ci de façon à être à l'ombre.
Avantageusement, le système de refroidissement de l'hydrogène 15 fonctionne avec une partie de l'électricité produite par le dispositif de transformation tel que les moteurs Stirling.
Par ailleurs, un dispositif de contrôle d'attitude et de position est prévu sur la plate-forme de manière à pouvoir la pivoter pour compenser sa dérive éventuelle qui peut être due aux vents. Ce dispositif symbolisé en 17 sur la figure 1 peut être du type à tuyères ou à hélices grâce aux- quelles l'installation peut être stabilisée en position et qui peuvent fonctionner avec une partie de l'hydrogène obtenu.
Lorsque la réserve 4 est vide, le ravitaillement en eau peut se faire, dans un premier cas, par la descente totale de l'installation 1 en agissant pour cela sur l'enveloppe torique réglable 7 du dispositif de sustentation 3, jusqu'à l'amener au sol sur une zone cible, telle qu'un plan d'eau naturel ou artificiel, pour remplir la réserve puis en remontant l'installation 1 ainsi remplie à l'altitude souhaitée dans la haute atmosphère.
Dans un second cas, l'installation 1 descend partiellement pour at- teindre des couches nuageuses denses et, à l'aide d'un dispositif de récupération approprié, non représenté, tel qu'un grand filet à maillage serré, pour piéger et récupérer la vapeur d'eau des nuages et remplir ainsi la réserve d'eau pour remonter ensuite à l'altitude souhaitée.
En ce qui concerne les réservoirs 16 d'hydrogène liquéfié disposés sous la plate-forme, deux modes de distribution de l'hydrogène liquéfié peuvent être envisagés.
Dans le premier mode, lorsque les réservoirs 1 6 sont pleins, la plate-forme de l'installation est commandée pour descendre jusqu'au sol par l'action sur l'enveloppe torique réglable et pour se poser sur une zone cible pour procéder au vidage des réservoirs d'hydrogène liquéfié. Durant cette phase, on peut procéder bien entendu à des opérations d'entretien et de maintenance des différents équipements de l'installation, ainsi qu'au remplissage de la réserve d'eau.
Pour information, l'oxygène issu de la dissociation de l'eau est également stocké et refroidi par des moyens appropriés non représentés, de sorte que l'oxygène de préférence liquéfié, contenu dans des réservoirs, est également prélevé lorsque l'installation est sur la zone cible pour être transféré vers des réceptacles appropriés.
Dans le second mode, les réservoirs de stockage 16 de l'hydro- gène liquéfié se présentent sous la forme de corps volants 20, comme le montrent schématiquement les figures 2 et 3. Ces corps volants 20 sont par exemple des drones fixés de manière amovible sous la plate-forme 2 et dont le but est d'effectuer des déplacements, soit entre la plate-forme 2 située dans la haute atmosphère et une zone cible ZC au sol (terre ou mer) (déplacement D1 ) pour vider l'hydrogène liquéfié, soit entre la plateforme 2 et des aéronefs A ou autres engins volants fonctionnant à l'hydrogène (déplacement D2), de manière à les ravitailler en carburant. Ainsi ces drones 20 assurent-ils deux fonctions, celle de réservoir propre- ment dit et celle de ravitailleur.
Comme l'installation 1 se trouve dans la haute atmosphère, les drones 20 chargés d'hydrogène liquéfié sont largués de la plate-forme et peuvent avantageusement planer pour se diriger sous l'effet de l'accélération de la pesanteur et à l'aide de leurs surfaces aérodynamiques mobiles, vers l'avion à ravitailler ou sur la zone cible terrestre. Bien entendu, il (s) pourrai(en)t être motorisé(s) et fonctionner avec de l'hydrogène produit par le dispositif de transformation de l'installation. Dans le cas du ravitaillement, une fois arrivé à proximité de l'avion à ravitailler et à l'aide de moyens de détection prévus sur le drone (tels que radar, visée optique ou infrarouge, système RF, GPS différentiel, ...), le drone 20 établit le contact avec l'avion A et se raccorde à celui-ci par un mécanisme à perche usuel ou selon un système de rendez-vous de type spatial. Lorsque le transfert de l'hydrogène liquéfié est effectué, le drone 20 quitte l'avion A. Il peut alors, s'il est équipé d'un moteur à hydrogène et d'une réserve d'hydrogène, regagner la plate-forme ou continuer sa descente en planant jusqu'à atterrir (déplacement D3) . Il est alors remis en condition pour une utilisation suivante.
Comme autre exemple, les drones pourraient servir aussi à ravitailler en mer des embarcations en cas d'urgence, et être par la suite ré- cupérés ou non.
Ainsi, par l'utilisation d'une source d'énergie naturelle disponible (soleil), l'installation tout hydrogène 1 de l'invention est globale et autonome en produisant de l'hydrogène sans entraîner de pollution ni de nuisances environnementales par son emplacement dans la haute atmos- phère, et en distribuant l'hydrogène recueilli liquéfié en des zones cibles quelconques situées au sol (cuves, etc..) ou en vol (avions) .

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation de production et de distribution d'hydrogène à partir d'eau soumise à l'action du rayonnement solaire, du type agencée en altitude, au-dessus des couches nuageuses, et comprenant :
- une plate-forme (2) ;
- un dispositif de sustentation commandable (3) de ladite plate-forme en altitude, pour effectuer les différentes phases de montée, descente et mise en palier de celle-ci en l'altitude ; - une réserve d'eau (4) associée à ladite plate-forme (2) ;
- un dispositif de transformation (5) de l'eau en ses composants hydrogène et oxygène, à partir de l'énergie solaire reçue et agencé sur ladite plate-forme ; et
- des moyens de traitement et de stockage (6) de l'hydrogène obtenu, prévus sur ladite plate-forme, caractérisée en ce que lesdits moyens de traitement et de stockage (6) de l'hydrogène comprennent un équipement de liquéfaction (15) et des réservoirs (16) contenant l'hydrogène liquéfié et en ce que lesdits réservoirs d'hydrogène liquéfié (16) sont intégrés à des corps volants (20) fixés de façon amovible à ladite plate-forme (2) et conçus pour rallier une zone cible de manière à distribuer l'hydrogène liquéfié contenu dans lesdits réservoirs.
2. Installation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que ledit dispositif de sustentation commandable (3) est du type ballon et comporte au moins une enveloppe de gaz (7) à volume variable réglable pour assurer les différentes phases de fonctionnement de ladite plate-forme.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite enveloppe de gaz (7) présente une forme torique pour être agencée en périphérie de ladite plate-forme (2).
4. Installation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que ladite enveloppe de gaz (7) est remplie par une partie de l'hydrogène produit in situ par ledit dispositif de transformation.
5. Installation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que ladite enveloppe de gaz (7) est remplie d'hélium.
6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit dispositif de transformation (5) de l'eau est du type par craquage dissociant spontanément l'hydrogène et l'oxygène de l'eau et comporte au moins un concentrateur solaire fournissant l'énergie néces- saire à une telle transformation et monté mobile sur ladite plate-forme (2) pour recevoir constamment et perpendiculairement le rayonnement solaire.
7. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit dispositif de transformation (5) de l'eau est du type par conversion de la chaleur émise par le rayonnement solaire en élec- tricité pour obtenir l'électrolyse de l'eau de ladite réserve.
8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit dispositif de transformation (5) de l'eau par élec- trolyse comprend au moins un générateur photovoltaïque monté mobile sur ladite plate-forme (2) avec orientation automatique en direction du soleil, per- pendiculairement à son rayonnement.
9. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit dispositif de transformation (5) de l'eau par élec- trolyse comprend au moins un moteur thermique (12).
10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'audit moteur thermique (12) est associé un concentrateur solaire (10) orienté de manière continue et automatique en direction du soleil et au foyer duquel se trouve ledit moteur.
11. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit moteur thermique (12) est un moteur Stirling ou un moteur thermo acoustique.
12. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce que lesdits réservoirs d'hydrogène liquéfié (16) sont disposés sur ladite plate-forme (2) et sont protégés du rayonnement solaire par un équipement formant cache et engendrant de l'ombre.
13. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce que lesdits réservoirs d'hydrogène liquéfié (16) sont disposés sous ladite plate-forme (2) de manière à être abrités du rayonnement solaire.
14. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que lesdits corps volants (20) sont des drones qui effectuent leur phase de descente vers la zone cible en planant, avec un équipement de guidage terminal vers ladite cible, et leur phase de remontée vers ladite plate-forme en étant propulsés par un moteur placé dans chacun d'eux et fonctionnant à l'hydrogène.
15. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, un dispositif de contrôle d'attitude et de position (17) de ladite plate-forme située dans l'atmosphère.
16. Installation selon l'une quelconque des revendications précéden- tes 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, un équipement de récupération des particules d'eau des nuages, de manière à remplir ladite réserve d'eau
(4).
17. Installation selon l'une quelconque des revendications précéden- tes 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de traitement et de stockage de l'oxygène obtenu par la dissociation de l'eau en ses composants, lesdits moyens comportant au moins un équipement de liquéfaction et des réservoirs contenant l'oxygène liquéfié.
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