WO2023131663A1 - Procédé et système de génération d'électricité utilisant un générateur piézoélectrique - Google Patents

Procédé et système de génération d'électricité utilisant un générateur piézoélectrique Download PDF

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WO2023131663A1
WO2023131663A1 PCT/EP2023/050202 EP2023050202W WO2023131663A1 WO 2023131663 A1 WO2023131663 A1 WO 2023131663A1 EP 2023050202 W EP2023050202 W EP 2023050202W WO 2023131663 A1 WO2023131663 A1 WO 2023131663A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
cavity
piezoelectric generator
fluidic
piezoelectric
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/050202
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric MOSCA
Gilles Grosso
Simon CLEMENT
Alice AUBRY
Original Assignee
Pytheas Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2023131663A1 publication Critical patent/WO2023131663A1/fr

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/185—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using fluid streams

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for generating electricity using a piezoelectric generator to produce electrical energy.
  • It relates in particular, but not exclusively, to the technical field of renewable energy recovery systems such as wind systems, wave energy systems, small hydroelectricity systems or marine current turbines.
  • the present invention can also be applied to on-board systems having a hydraulic power circuit in order to recover unused hydraulic energy or to make the hydraulic power system reversible. State of the art.
  • the invention is illustrated mainly in connection with a wind turbine, but of course the invention is not limited to this application.
  • Wind power systems are known which are intended to use renewable and free energy, in this case the wind, to generate electrical power capable of being used in a general power supply network.
  • Examples of such wind power systems are described in documents US2021207577, US2021197675 or even KR20210065074.
  • wave energy systems, small hydroelectric systems or marine current turbines are well known today as systems capable of generating electrical power from an energy renewable.
  • all these systems using renewable energy generate slow and intermittent movements, typically less than 1 meter per second and/or 10 revolutions per minute.
  • An essential objective of the invention is to provide such a system which is particularly simple in its design so as to be suitable for all types of installations producing electrical energy from renewable energy.
  • the system according to the invention can be integrated into such an installation to be built or into an installation already built, given its simplicity of implementation.
  • An additional objective is to propose a system that is as inexpensive as possible, both in terms of assembly/installation and/or manufacturing and in terms of the various elements making up such a system.
  • a complementary objective consists in proposing an electricity generation system likely to be considered and integrated into on-board systems having a hydraulic circuit of power in order to recover unused hydraulic energy or to make the hydraulic power system reversible. Presentation of the invention. [17] It has thus been observed by the applicant, after various experiments and manipulations, that it is particularly interesting to make a branch off on a pipe for the circulation of a pressurized liquid making it possible to supply a fluidic cavity housing a piezoelectric material for the generation of electricity, the management of this derivation being adapted to offer the best possible production of electrical energy.
  • the present invention combines one or more valves making it possible to connect a high-pressure hydraulic circuit, a hydraulic chamber, a transducer or piezoelectric generator and an electrical circuit for extracting charges.
  • the solution proposed by the invention is an electricity generation system comprising: o a hydraulic circuit in which circulates a liquid under pressure, called hydraulic liquid, a fluidic cavity arranged on at least a portion of the circuit, which cavity houses a piezoelectric generator connected to an electronic charge extraction circuit capable of recovering the electrical energy coming from the piezoelectric generator when it is subjected to mechanical pressure, which cavity has an input port and an output port, and o a means for managing the circulation of the liquid authorizing the liquid circulating in the portion of the circuit to enter the fluidic cavity via the inlet port to form the aforesaid mechanical pressure and to evacuate the said liquid via the outlet port of the said cavity, the said liquid circulation management means being controlled by a control unit.
  • a portion of a wall of the fluidic cavity is formed by a receiving surface of the piezoelectric generator so that, when this surface of reception is impacted by the pressurized liquid, a mechanical force is exerted on the piezoelectric generator, the piezoelectric generator thus being capable of increasing or reducing the volume of the fluidic cavity with respect to an initial volume.
  • the piezoelectric generator including in particular a piezoelectric pillar or a piezoelectric membrane, the fact that at least a portion of the wall of the fluidic cavity is constituted by a receiving surface of the piezoelectric generator allows the generation of electricity through the impact of hydraulic fluid. Since the piezoelectric generator acts like a spring, i.e. with a variable resistance force, the piezoelectric generator can be calibrated so that it resonates with the force or pressure generated by the hydraulic fluid entering/entering the fluid cavity.
  • the receiving surface of the piezoelectric generator consists of the membrane itself and the latter may constitute or form all of the walls of the fluidic cavity or almost all of said walls of the fluidic cavity.
  • This expression of “receiving surface” relative to the piezoelectric generator means that this surface, forming at least a portion of the fluidic cavity, acts by deformation directly on the piezoelectric generator, either because it intrinsically forms the piezoelectric generator ( case of the piezoelectric membrane) or because it actuates the piezoelectric generator (case of the piezoelectric pillar).
  • piezoelectric generator means any material or element or combination of said materials/elements capable of becoming electrically polarized under the action of a mechanical stress and, conversely, of deforming when a field is applied to them. electric.
  • the piezoelectric material is first used to produce electrical energy when it is subjected to mechanical stress.
  • the mechanical pressure consists of the pressure of the liquid circulating in the hydraulic circuit.
  • This mechanical pressure acts on the piezoelectric generator not only when a certain liquid flow enters the fluidic cavity, but also when this liquid leaves or is evacuated from this hydraulic cavity.
  • the mechanical pressure results from a pressure variation on the piezoelectric material between two instants/moments.
  • a ferroelectric material of perovskite structure such as lead titanate PbTiO3, barium titanate BaTiO3, potassium niobate KNbO3, bismuth ferrite BiFeO3
  • a tungsten-bronze structure such as PbNb2O6
  • an ilmenite structure such as lithium niobate LiNbO3 and lithium tantalate LiTaO3
  • a quartz or a non-ferroelectric oxide such as GeO2 or phosphates and arsenates
  • - a polymer such as polyvinylidine difluoride (PVDF) and its derivatives
  • - a piezoelectric salt such as Rochelle salt (NaKC4H4O6.4H2O), monopotassium phosphate (KH 2 PO 4 ) or
  • hydraulic fluid also referred to as hydraulic oil
  • hydraulic oil means a fluid used as a power transmission medium in a hydraulic system. It is for example an incompressible mineral oil capable of rapidly transmitting the energy from the pump or the jacks to the receivers, here the piezoelectric generator.
  • power electronics means any device capable of recovering the electrical energy – the electrons released – coming from the piezoelectric generator.
  • the elements of the system according to the invention are easily modifiable or replaceable so that the maintenance of this system is particularly easy.
  • the electricity generation system comprises several easily replaceable or modifiable independent modules, with: - the fluidic cavity module housing the piezoelectric generator, - the management module, - the power electronics module, - possibly the current converter module (direct to alternating).
  • - the fluidic cavity module housing the piezoelectric generator - the management module
  • the power electronics module possibly the current converter module (direct to alternating).
  • the means for managing the circulation of liquid consists of a mechanical or electromechanical element positioned at (or between) the inlet port and the outlet port of the fluidic cavity.
  • the aforesaid management means consists of a three-way valve.
  • the term “valve” is used herein with the same meaning as the term “valve”. Thus, the expression “three-way valve” is identical to a “three-way valve”.
  • the aforesaid management means consists of an inlet valve arranged at the inlet port and a discharge valve arranged at the level of the outlet port, said valves being alternately in the open and closed position to allow the penetration and the evacuation of the liquid from the fluidic cavity.
  • the piezoelectric generator consists of a stacking structure of piezoelectric elements (also referred to below by the expression “piezoelectric pillar”) or of a piezoelectric membrane.
  • the control unit controls the penetration and the evacuation of the liquid in the fluidic cavity to obtain a frequency of penetration-evacuation of the liquid ranging from a quasi-static frequency up to at the resonance frequency of the piezoelectric generator, preferably at the resonance frequency of the piezoelectric generator.
  • the electricity generation system comprises a plurality of circuit portions for the circulation of the liquid arranged in parallel, each circuit portion comprising a fluidic cavity housing a piezoelectric generator connected to an electronic circuit for extracting charges capable of recovering the electrical energy coming from the piezoelectric generator when it undergoes pressure or decompression, as well as a means for managing the circulation of the liquid allowing the liquid to penetrate into the fluidic cavity to form the pressure mechanism and to evacuate said cavity, said means for managing the circulation of the liquid being controlled by a control unit, advantageously the aforesaid control unit.
  • the liquid is pressurized by a pump or cylinders powered by a renewable energy source, advantageously a wind source, a tidal source, a wave source, a hydroelectric source or a source using marine currents .
  • a renewable energy source advantageously a wind source, a tidal source, a wave source, a hydroelectric source or a source using marine currents .
  • the circuit portion(s) for the circulation of liquid comprise(s) a pressure sensor measuring the liquid pressure in said portion or portions (s) circuit, preferably said sensor being connected to said control unit.
  • the fluidic cavity has a variable volume due to the contraction of the piezoelectric generator when the liquid enters the fluidic cavity and to the expansion of the said piezoelectric generator when the said liquid is evacuated from the said cavity. , the variation of the volume of said fluidic cavity being adjustable.
  • the aforesaid adjustment of the variation in the volume of the fluidic cavity is achieved by adjusting the stiffness of the piezoelectric generator.
  • the term “stiffness” refers to the compression of the piezoelectric generator for a given mechanical pressure. The stiffness of the piezoelectric generator can be modified thanks to the aforementioned power electronics.
  • the aforesaid adjustment of the variation in the volume of the fluidic cavity is carried out by adjusting the frequency of penetration and evacuation of the liquid in said cavity, moving away from or approaching the resonant frequency of the piezoelectric generator.
  • the power electronics are connected to a direct current to alternating current converter.
  • the present invention also relates to an installation for the production of electricity from renewable energy, such as wind, waves, tides or a hydraulic current, in which said installation comprises a generation system electricity as briefly described above.
  • the invention finally relates to a method for generating electricity characterized in that it comprises the following steps: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ o o arrange a fluidic cavity on at least a portion of a hydraulic circuit in which circulates a pressurized liquid, called hydraulic fluid, which cavity has an inlet port and an output port, o installing a piezoelectric generator in the fluidic cavity, which piezoelectric generator is connected to an electronic charge extraction circuit capable of recovering electrical energy from the piezoelectric generator when it is subjected to mechanical pressure, o managing the circulation of the liquid to allow said liquid circulating in the circuit portion to penetrate into the fluidic cavity through the inlet port to form the aforesaid mechanical pressure and to evacuate said liquid through the
  • the penetration and the evacuation of the liquid in the fluidic cavity are controlled to obtain a frequency of penetration-evacuation of the liquid ranging from a quasi-static frequency to the resonance frequency of the piezoelectric generator, from preference to the resonant frequency of the piezoelectric generator.
  • the fluidic cavity has a variable volume due to the contraction of the piezoelectric generator when the liquid enters the fluidic cavity and to the expansion of the said piezoelectric generator when the said liquid is evacuated from the said cavity, the said method comprising a step consisting in adjusting the variation of the volume of the fluidic cavity by adjusting the stiffness of the piezoelectric generator.
  • the fluidic cavity has a variable volume due to the contraction of the piezoelectric generator when the liquid enters the fluidic cavity and to the expansion of the said piezoelectric generator when the said liquid is evacuated from the said cavity, the said method comprising a step consisting in adjusting the variation of the volume of the fluidic cavity by adjusting the frequency of penetration and evacuation of the liquid in said cavity.
  • FIG.1 is a schematic representation illustrating the principle of the system according to the invention with a stack or pillar of piezoelectric elements.
  • FIG.2 is a schematic representation illustrating the principle of the invention with a piezoelectric membrane.
  • FIG. 3 is a schematic representation identical to FIG. 1 in which the two valves, intake and discharge, have been replaced by a three-way valve.
  • FIG. 4 is a schematic representation identical to FIG. 2 in which the two valves, inlet and outlet, have been replaced by a three-way valve.
  • FIG.5 is a schematic representation of the system according to the invention shown in Figure 1 applied to a wind turbine.
  • FIG. 6 is a schematic representation of the system presented in FIG. 5 in which the circulation channel is subdivided into five circulation portions each comprising a fluidic cavity.
  • FIG.7 is a schematic representation of the fluidic cavity in a first electrical voltage state of the piezoelectric generator.
  • FIG. 8 is a schematic representation of the fluidic cavity in a second electrical voltage state of the piezoelectric generator. Description of embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment containing the essential elements of the electricity generation system according to the invention, namely the hydraulic circuit 1, more precisely a portion of the hydraulic circuit 2 on which or at which a fluidic cavity 3 is arranged housing a stack or piezoelectric pillar 4' forming the piezoelectric generator 4, this pillar 4' being ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ connected to an electronic charge extraction circuit 5, as well as a liquid circulation management means 6', 6''.
  • This liquid circulation management means 6 here consists of an inlet valve 6′ and a delivery or evacuation valve 6′′ of the liquid once it has entered the fluidic cavity 3 so as to generate a mechanical pressure on the piezoelectric pillar 4'.
  • mechanical pressure is understood to mean in connection with the piezoelectric generator 4 the fact that the latter 4 receives or undergoes a force impacting a receiving surface of said generator 4, this impact force being created solely by the pressurized liquid circulating in the hydraulic circuit 1, 2, to the exclusion of all other forces of any kind (electric, magnetic or other) whatsoever.
  • the hydraulic circuit 1, 2 of Figure 1, like that of Figures 2 to 6, is connected to a chamber or the like containing the liquid advantageously at a low pressure, close to 1 bar.
  • the hydraulic circuit portion(s) 2 shown in the appended figures are connected to this chamber, via a supply section coming from said chamber upstream of said circuit portion 2 and a return section leading to said chamber downstream of said circuit portion.
  • This chamber containing the hydraulic fluid as well as these supply and return sections are not shown in the appended figures.
  • the inlet valve 6' is open while the outlet valve 6'' is closed.
  • the pressurized liquid exerts a pressure or a mechanical force on the piezoelectric generator 4', causing a deformation of said pillar 4' so that the pillar 4' generates electrical charges, also referred to as electrical energy, which are recovered by the electronic charge extraction circuit 5.
  • the compression of said piezoelectric generator 4' allows the admission of pressurized liquid into the fluidic cavity 3.
  • a second sequence includes the closing of the inlet valve 6' and the opening of the outlet valve 6'' so that the pillar 4' is deformed to return to its initial state at rest (without pressure exerted by the liquid), which again allows the generation of electrical charges, always recovered by the electronic charge recovery circuit 5.
  • the expansion said piezoelectric generator 4' allows the low pressure liquid to be discharged out of the fluidic cavity 3.
  • the invention is characterized, in such a specific system, by the alternation of the first sequence and the second sequence mentioned above. Furthermore, the frequency of occurrence of the first sequence, or of the second sequence, can be modified or adapted according to various parameters, including in particular the resonance frequency of the piezoelectric generator 4, the latter being itself modifiable by modifying the stiffness of the piezoelectric generator 4.
  • Each piezoelectric generator is preferably in the form of a pillar of piezoelectric elements or materials 4' respectively each formed by the alternation of piezoelectric ceramics and axially stacked electrodes.
  • a pillar or piezoelectric stack consists of a stack of piezoelectric ceramics alternated with electrodes made of a conductive material, such as copper or bronze. The electrodes are wired in parallel or in series. The number of ceramics and electrodes varies from 2 to 100, or even 1000. These ceramics and electrodes have the same shape and preferably have a circular section. They are drilled axially. By way of example, their outer diameter is between 0.5 cm and 20 cm, and their thickness between 0.2 mm and 100 mm.
  • the diameter of the axial bore is for example between 0.5 cm and 10 cm.
  • Axial holes ensure axial alignment of ceramics and electrodes.
  • the axial bores delimit a central bore coaxial with the axis of the pillar 4'. This central bore allows the passage of a rod which ensures the centering, the alignment and participates in the maintenance of the ceramics and the electrodes.
  • Fixing means are arranged at the ends of the rod. These fixing means are for example in the form of rigid parts fixed to the ends of the rod so as to enclose the stack of ceramics and electrodes. The part is for example in the form of a nut screwed to the threaded end of the rod.
  • the part can also be a nut, or a threaded part, fixed to a frame, and into which the other threaded end of the rod is screwed.
  • the stack of ceramics and electrodes is advantageously electrically insulated.
  • the rod can be placed in a sheath or sheath made of an electrically insulating material such as a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ plastic. It is also possible to accommodate the stack in a sheath or in an outer sheath also made of an electrically insulating material.
  • the pillar 4' is connected to an electronic charge extraction circuit 5. This circuit 5 recovers the electrical energy produced by the piezoelectric pillar 4'.
  • a high voltage control switch advantageously with thyristors, - a voltage rectifying bridge, - an inductor whose connection with the pillar 4' constitutes a resonant circuit of the LC type, the capacitive element being constituted by the pillar itself, - a capacitor or a filter capacitor placed in parallel, - a storage system can be used to store this electrical energy before it is packaged for use on the network.
  • This storage system consists for example of a battery or a bank of supercapacitors.
  • the circuit can be common to each pair of pillars respectively, being connected simultaneously to each of the pillars of said pair.
  • a DC bus can then be responsible for collecting the pulses from each of the storage systems.
  • a DC-AC converter can also be used to connect directly to the electrical network.
  • the configuration of circuit 5 is adapted to maximize the electrical energy produced by pillar 4'. This configuration in fact makes it possible to double the electrical energy generated by the pillar 4' by recovering it a first time when said pillar 4' is crushed (first sequence described above), and a second time when it is released ( second sequence described above).
  • the switch is kept open. The pillar 4' is in open circuit and the electrical charges accumulate at the terminals of said pillar 4', the latter functioning as a capacitor.
  • the pillar 4' is connected to a so-called electronic charge extraction circuit 5. Although only one pillar 4' is shown, in practice it is possible that 'a circuit is simultaneously connected to several pillars 4', as can be seen in figure 6.
  • FIG 2 is presented a diagram identical to that of figure 1 except that the piezoelectric pillar is replaced by a 4'' piezoelectric membrane. Operation with the two valves 6', 6'' is identical to that described in connection with figure 1.
  • the latter 4'' can consist of nanocomposite films piezoelectrics based on a copolymer of PVDF or advantageously of vinylidene fluoride and trifluoroethylene P(VDF-TrFE), optionally comprising various nanoparticles of metal oxides.
  • VDF-TrFE trifluoroethylene P(VDF-TrFE)
  • Figure 3 shows an embodiment identical to that of Figure 1 in which the inlet 6' and discharge 6'' valves have been replaced by a three-way valve 6'', the latter 6 ''' being always advantageously controlled or controlled by the control unit.
  • the 6''' three-way valve alone manages the different sequences described above: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ - sequence known as at rest in which the piezoelectric pillar 4' is not subjected to any mechanical pressure: the three-way valve 6'' is open on the downstream at the fluidic cavity 3, leaving the piezoelectric generator 4 subjected to the low pressure.
  • the first and second sequences are those specific to the system and to the method for generating electricity according to the invention, in other words they are the sequences during which or at the during which the primary object of the invention occurs, namely the generation of electricity.
  • the invention is not limited to the achievement of this first electricity generation objective and that the invention also makes it possible – in a second objective – to influence the hydraulic circuit 1 , 2 by creating a greater or lesser resistance, by varying the volume (inside) of the fluidic cavity 3, which makes it possible to increase or decrease the torque of the energy source 21 to which the pump 20 is connected.
  • FIG. 4 illustrates an embodiment identical to that of Figure 2 in which the intake valves 6 'and discharge 6'' have been replaced by a ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 6'' three-way valve, but the operation of the system according to this embodiment remains identical with the three sequences called "at rest", "first sequence” and "second sequence” presented above.
  • Figure 5 adds to figure 1 the fact that: - the electronic charge extraction circuit 5 is connected to at least one current converter 22, from a direct current recovered from the piezoelectric generator 4' into a current alternating capable of supplying the general electrical network; - the hydraulic circuit 1 may comprise one or more accumulator(s) 24 making it possible to store a liquid reserve to supply or resupply the hydraulic circuit 1, or even to withdraw part of the fluid circulating in said circuit 1. Such an accumulator 24 thus makes it possible to manage – in addition to the presence of the chamber containing the liquid – the pressure and the flow in the hydraulic circuit 1 by adjusting or adjusting the quantity of liquid in circulation.
  • the hydraulic circuit 1 comprises at least one device for measuring the pressure in the circuit 26 (pressure sensor) intended to measure the pressure in the PID loop or to control or regulate the torque of the hydraulic pump 20, and therefore that of the energy source 21 supplying the pump 20 of the hydraulic circuit 1.
  • the pump 20 is connected or connected to at least one blade 21 schematizing a renewable energy source, here of the wind turbine type, intended to supply energy by especially the hydraulic circuit pump.
  • this current converter 22, this accumulator 24, this device for measuring the pressure in the circuit 26 as well as the blade 21, although advantageous in the context of the present invention, are not essential elements of the system or method for generating energy according to the invention.
  • Figure 6 is identical to Figure 5, but the single hydraulic circuit portion 2 of Figure 5 is replaced by a plurality of hydraulic circuit portions 2 - in this case five hydraulic circuit portions 2 - each comprising an assembly comprising a hydraulic cavity 3 housing a pillar ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 4' piezoelectric with a 6' inlet valve and a 6'' outlet valve.
  • These five portions of the hydraulic circuit 2 extend in parallel with each other from a common upstream section and join together in a single downstream section, these common upstream and downstream sections forming part of the hydraulic circuit 1.
  • each of the five parallel portions 2 has a flow rate of 20 liters per minute or even that some of these portions 2 have a higher flow rate than other portions 2.
  • the piezoelectric pillars 4' of each of these portions 2 are linked or connected to the same electronic charge extraction circuit 5.
  • the electrical charges of each pillar 4' can be accumulated and can again optimize the recovery of electric charges by adjusting the frequency of the penetration-repression sequences (or 1 st /2 nd sequences) of each of the portions 2 to correspond to the resonance frequency of the piezoelectric pillar 4' associated with it.
  • This adjustment to the resonance frequency is done by commanding/controlling the openings/closings of the 6'intake/6'' discharge valves and/or by adjusting the stiffness of the piezoelectric pillar 4' or of the membrane 4'' and/ or by adjusting the flow rate of liquid circulating in the portion of the hydraulic circuit 2 considered.
  • the frequency of the so-called “first” or “second” sequences as well as the frequency of the piezoelectric generator is established between 10 Hertz (Hz) and 1000 Hz;
  • the flow rate in the hydraulic circuit 1 and in a portion of said circuit 2 is between 1 l.min -1 (liters per minute) and 10000 l.min -1 ;
  • the pressure of the liquid in the hydraulic circuit 1 and in a portion of said circuit 2 is between 5 and 500 bars, advantageously between 200 and 500 bars;
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ - the Hydraulic Power is between 1 W (Watt) and 100 MW (Mega Watt), advantageously between 10 kW (Kilo Watt) and 10 MW.
  • FIG. 7 and 8 illustrate a second object of the present invention, briefly stated above.
  • the invention makes it possible, thanks to the piezoelectric generator 4, to increase or reduce the volume of the fluidic cavity 3. To do this, it suffices to apply two different voltages – defining the two states of the piezoelectric generator – to the piezoelectric generator 4 so that the latter 4 has a first state of contraction – for example that represented in FIG. 7 – and a second state of contraction – that represented in FIG. 8.
  • the present invention can be considered not to recover electrical energy, but to adjust the power and/or the torque of the pump(s) 20 used in the hydraulic circuit 1, 2 and by extension of the energy source 21 supplying this pump 20.
  • the present invention can also be made to recover electrical energy while carrying out this adjustment of the torque/power of the pump(s) 20, and of the external energy source 21 supplying this or these pumps 20.
  • the number of pillars 4' or piezoelectric membranes 4'' used can vary and one or more membranes 4'' as well as one or more piezoelectric pillars 4' can be used in the same electricity generation system arranged in parallel, as can be seen in FIG.
  • the circuit making up the charge extraction system 5 may be different from one device to another; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ - - the electricity generation system or the installation using such a system may or may not contain a temporary energy storage system;
  • the liquid of the hydraulic circuit 1, 2 may optionally consist of any type of liquid, or even of fluid, adapted to allow pressure to be exerted on the piezoelectric generator 4.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un système de génération d'électricité comportant un circuit hydraulique (1), une cavité fluidique (3) logeant un générateur piézoélectrique (4, 4') relié à un circuit électronique d'extraction de charges (5) et un moyen de gestion de la circulation du liquide (6', 6") autorisant le liquide à pénétrer dans la cavité fluidique (3) pour former une pression mécanique et à évacuer ledit liquide de ladite cavité (3), ledit moyen de gestion de la circulation du liquide (6', 6") étant commandé par une unité de commande.

Description

Description Titre : Procédé et système de génération d’électricité utilisant un générateur piézoélectrique. Domaine technique. [1] La présente invention a pour objet un procédé et un système de génération d’électricité utilisant un générateur piézoélectrique pour produire une énergie électrique. [2] Elle concerne en particulier, mais non exclusivement, le domaine technique des systèmes de récupération d’énergie renouvelable tels que les systèmes éoliens, les systèmes houlomoteur, les petits systèmes d’hydroélectricité ou encore les turbines à courants marins. La présente invention trouve également à s’appliquer aux systèmes embarqués ayant un circuit hydraulique de puissance afin de récupérer l’énergie hydraulique non utilisée ou rendre le système hydraulique de puissance réversible. Etat de la technique. [3] Dans la suite, l’invention est illustrée principalement en lien avec une éolienne, mais bien entendu l’invention n’est pas limitée à cette application. [4] On connaît des systèmes éoliens destinés à utiliser une énergie renouvelable et gratuite, en l’espèce le vent, pour générer une puissance électrique susceptible d’être utilisée dans un réseau d’alimentation générale. [5] Des exemples de tels systèmes éoliens sont décrits dans les documents US2021207577, US2021197675 ou encore KR20210065074. [6] À l’instar de ces systèmes éoliens, les systèmes houlomoteurs, les petits systèmes hydroélectriques ou les turbines à courants marins sont bien connus à l’heure actuelle en tant que systèmes susceptibles de générer une puissance électrique à partir d’une énergie renouvelable. [7] Or, tous ces systèmes utilisant une énergie renouvelable génèrent des mouvements lents et intermittents, typiquement inférieurs à 1 mètre par seconde et/ou 10 tours par minute. ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [8] Ces systèmes utilisent classiquement des solutions de génération d’électricité consistant en des génératrices à aimants permanents ou à induction qui ne sont pas adaptées à de tels mouvements puisque ces génératrices sont faites pour tourner à des vitesses élevées (supérieur à 100 tours par minute et/ou 10 mètres par seconde) et perdent en rendement à faible vitesse de rotation. [9] Les systèmes à transmission hydraulique sont prometteurs, car des pompes hydrauliques basse vitesse ou des vérins peuvent être utilisés pour générer une puissance hydraulique à haut rendement et avec une excellente densité de puissance. [10] Néanmoins, convertir une énergie hydraulique en électricité est aujourd’hui peu rentable, car cela demande de combiner un moteur hydraulique et une génératrice traditionnelle. [11] On connaît également dans l’état de la technique les documents RU 2295802, EA 019159 et US 2021/0257939, mais aucun de ces dispositifs ne divulguent une génératrice susceptible de faire varier le volume interne d’une cavité fluidique sous l’effet de la pression et/ou de la force générée par le liquide circulant dans le circuit hydraulique, ces variations de volume de cette cavité fluidique permettant directement lé génération d’électricité. [12] L’invention vise à remédier à cet état des choses. [13] En particulier, la présente invention entend proposer un procédé et un système permettant de convertir directement la puissance hydraulique – plus généralement la puissance provenant d’un liquide – en électricité avec un haut rendement et une grande capacité de contrôle. [14] Un objectif essentiel de l’invention est de proposer un tel système particulièrement simple dans sa conception de manière à être adapté à tous types d’installations produisant de l’énergie électrique à partir d’une énergie renouvelable. Le système selon l’invention peut être intégré à une telle installation à construire ou à une installation déjà construite, étant donné sa simplicité de mise en œuvre. [15] Un objectif complémentaire est de proposer un système le moins coûteux possible, tant au niveau du montage/installation et/ou de la fabrication qu’au niveau des différents éléments composant un tel système. ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [16] Enfin, un objectif complémentaire consiste à proposer un système de génération d’électricité susceptible d’être envisagé et intégré dans les systèmes embarqués ayant un circuit d’hydraulique de puissance afin de récupérer l’énergie hydraulique non utilisée ou de rendre le système hydraulique de puissance réversible. Présentation de l’invention. [17] Il a ainsi été constaté par la demanderesse, après diverses expériences et manipulations, qu’il est particulièrement intéressant de réaliser une dérivation sur une canalisation de circulation d’un liquide sous pression permettant d’alimenter une cavité fluidique logeant un matériau piézoélectrique pour la génération d’électricité, la gestion de cette dérivation étant adaptée pour offrir la meilleure production d’énergie électrique possible. [18] Selon une interprétation de l’invention, la présente invention combine une ou plusieurs valves permettant de connecter un circuit hydraulique à haute pression, une chambre hydraulique, un transducteur ou générateur piézoélectrique et un circuit électrique d’extraction de charges. [19] La solution proposée par l’invention est un système de génération d’électricité comprenant : o un circuit hydraulique dans lequel circule un liquide sous pression, dit liquide hydraulique, une cavité fluidique aménagée sur au moins une portion du circuit, laquelle cavité loge un générateur piézoélectrique relié à un circuit électronique d’extraction de charges apte à récupérer l’énergie électrique provenant du générateur piézoélectrique lorsqu’il subit une pression mécanique, laquelle cavité présente un port d’entrée et un port de sortie, et o un moyen de gestion de la circulation du liquide autorisant le liquide circulant dans la portion de circuit à pénétrer dans la cavité fluidique par le port d’entrée pour former la susdite pression mécanique et à évacuer ledit liquide par le port de sortie de ladite cavité, ledit moyen de gestion de la circulation du liquide étant commandé par une unité de commande. ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [20] En outre, au moins une portion d’une paroi de la cavité fluidique est formée par une surface de réception du générateur piézoélectrique de sorte que, lorsque cette surface de réception est impactée par le liquide sous pression, une force mécanique est exercée sur le générateur piézoélectrique, le générateur piézoélectrique étant ainsi apte à augmenter ou réduire le volume de la cavité fluidique par rapport à un volume initial. [21] Quelle que soit la nature du générateur piézoélectrique, dont notamment pilier piézoélectrique ou membrane piézoélectrique, le fait qu’au moins une portion de la paroi de la cavité fluidique soit constituée par une surface de réception du générateur piézoélectrique permet la génération d’électricité grâce à l’impact du liquide hydraulique. Le générateur piézoélectrique agissant à l’instar d’un ressort, soit avec une force de résistance variable, on peut calibrer le générateur piézoélectrique afin qu’il entre en résonnance avec la force ou la pression générée par le liquide hydraulique entrant/pénétrant dans la cavité fluidique. [22] On peut noter que dans le cas où le générateur piézoélectrique consiste en une membrane, la surface de réception du générateur piézoélectrique consiste en la membrane elle-même et cette dernière peut constituer ou former l’intégralité des parois de la cavité fluidique ou la quasi-intégralité desdites parois de la cavité fluidique. [23] Cette expression de « surface de réception » relativement au générateur piézoélectrique signifie que cette surface, formant au moins une portion de la cavité fluidique, agit par déformation directement sur le générateur piézoélectrique, soit parce qu’elle forme intrinsèquement le générateur piézoélectrique (cas de la membrane piézoélectrique) soit parce qu’elle actionne le générateur piézoélectrique (cas du pilier piézoélectrique). [24] On entend par l’expression « générateur piézoélectrique » tous matériaux ou éléments ou encore association desdits matériaux/éléments capables de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique. En l’espèce, dans le cadre de la présente invention, le matériau piézoélectrique est en premier lieu utilisé pour produire une énergie électrique lorsqu’il est soumis à une contrainte mécanique. ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [25] En l’espèce, dans le cadre de la présente invention, la pression mécanique consiste en la pression du liquide circulant dans le circuit hydraulique. Cette pression mécanique agit sur le générateur piézoélectrique non seulement lorsqu’un certain débit liquide pénètre dans la cavité fluidique, mais également lorsque ce liquide quitte ou s’évacue de cette cavité hydraulique. Autrement dit, dans le cadre de la présente invention, la pression mécanique résulte d’une variation de pression sur le matériau piézoélectrique entre deux instants/moments. [26] Ainsi, grâce au système selon l’invention, on récupère de l’énergie électrique d’une part lors de la pénétration du liquide dans la cavité fluidique et d’autre part lors de l’évacuation du liquide de cette cavité. [27] À titre d’exemple non limitatif d’un matériau ou élément piézoélectrique utilisé dans un générateur piézoélectrique selon l’invention, on peut citer : - un matériau ferroélectrique de structure pérovskite tel que le titanate de plomb PbTiO3, le titanate de baryum BaTiO3, le niobate de potassium KNbO3, le ferrite de bismuth BiFeO3 ; - une structure tungstène-bronze telle que le PbNb2O6 ; - une structure ilmenite telle que le niobate de lithium LiNbO3 et le tantalate de lithium LiTaO3 ; - un quartz ou un oxyde non ferroélectrique tel que GeO2 ou les phosphates et arséniates ; - un polymère tel que le polyvinylidine difluoride (PVDF) et ses dérives ; - un sel piézoélectrique tel que le sel de Rochelle (NaKC4H4O6.4H2O), phosphate de monopotassium (KH2PO4) ou un sulfate de triglycine [(NH2CH2COOH)3·H2SO4]. [28] On entend par l’expression de « liquide hydraulique », également désignée par l’expression d’huile hydraulique, un liquide utilisé comme moyen de transmission de puissance dans un système hydraulique. Il s’agit par exemple d’une huile minérale incompressible capable de transmettre rapidement l'énergie de la pompe ou des vérins aux récepteurs, ici le générateur piézoélectrique. ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [29] On entend par l’expression « électronique de puissance » tous dispositifs aptes à récupérer l’énergie électrique – les électrons libérés - provenant du générateur piézoélectrique. [30] Grâce à l’invention, on dispose dorénavant d’un système générateur d’électricité qui est robuste, de conception simple et fiable. Compte tenu de cette structure simple, les éléments du système selon l’invention sont facilement modifiables ou remplaçables de sorte que l’entretien de ce système est particulièrement aisé. Selon une interprétation, le système de génération d’électricité comprend plusieurs modules indépendants facilement remplaçables ou modifiables, avec : - le module de la cavité fluidique logeant le générateur piézoélectrique, - le module de gestion, - le module d’électronique de puissance, - éventuellement le module convertisseur de courant (continu en alternatif). [31] D’autres caractéristiques avantageuses de l’appareil objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires : [32] Selon une particularité d’un mode de réalisation avantageux du système selon l’invention, le moyen de gestion de la circulation du liquide consiste en un élément mécanique ou électromécanique positionné au niveau (ou entre) du port d’entrée et du port de sortie de la cavité fluidique. [33] Selon un mode d’exécution avantageux de l’invention, le susdit moyen de gestion consiste en une valve trois voies. [34] Le terme « valve » est utilisé ici en ayant le même sens que le terme « vanne ». Ainsi, l’expression « valve trois voies » est identique à une « vanne trois voies ». ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [35] Selon un autre mode d’exécution avantageux de l’invention, le susdit moyen de gestion consiste en une valve d’admission disposée au niveau du port d’entrée et d’une valve de refoulement disposée au niveau du port de sortie, lesdites valves étant alternativement en position d’ouverture et de fermeture pour permettre la pénétration et l’évacuation du liquide de la cavité fluidique. [36] Avantageusement, le générateur piézoélectrique consiste en une structure d’empilement d’éléments piézoélectriques (également désigné dans la suite par l’expression « pilier piézoélectrique ») ou en une membrane piézoélectrique. [37] Dans le cas de la membrane piézoélectrique, il s’agit avantageusement d’un composant de la famille du polyvinylidine difluoride (PVDF), plus particulièrement un dérivé PVDF tel qu’un PVDF/PDMS (PDMS : polydiméthylsiloxane). [38] Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, l’unité de commande contrôle la pénétration et l’évacuation du liquide dans la cavité fluidique pour obtenir une fréquence de pénétration-évacuation du liquide allant d’une fréquence quasi-statique jusqu’à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique, de préférence à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique. [39] Selon un mode de réalisation avantageux, le système de génération d’électricité comporte une pluralité de portions de circuit pour la circulation du liquide disposées en parallèles, chaque portion de circuit comprenant une cavité fluidique logeant un générateur piézoélectrique relié à un circuit électronique d’extraction de charges apte à récupérer l’énergie électrique provenant du générateur piézoélectrique lorsqu’il subit une pression ou une décompression ainsi qu’un moyen de gestion de la circulation du liquide autorisant le liquide à pénétrer dans la cavité fluidique pour former la pression mécanique et à évacuer ladite cavité, ledit moyen de gestion de la circulation du liquide étant commandé par une unité de commande, avantageusement la susdite unité de commande. [40] De préférence, le liquide est mis sous pression par une pompe ou des vérins alimentés par une source d’énergie renouvelable, avantageusement une source éolienne, une source hydrolienne, une source houlomotrice, une source hydroélectrique ou une source utilisant les courants marins. ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [41] Avantageusement, la ou les portion(s) de circuit pour la circulation de liquide comporte(nt) un capteur de pression mesurant la pression liquide dans ladite ou lesdites portion(s) de circuit, avantageusement ledit capteur étant relié à la susdite unité de commande. [42] Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, la cavité fluidique présente un volume variable dû à la contraction du générateur piézoélectrique lorsque le liquide pénètre dans la cavité fluidique et à la détente dudit générateur piézoélectrique lorsque ledit liquide est évacué de ladite cavité, la variation du volume de ladite cavité fluidique étant réglable. [43] Selon un mode d’exécution, le susdit réglage de la variation du volume de la cavité fluidique est réalisé en réglant la raideur du générateur piézoélectrique. [44] Le terme de « raideur » renvoie à la compression du générateur piézoélectrique pour une pression mécanique donnée. La raideur du générateur piézoélectrique peut être modifiée grâce à la susdite électronique de puissance. [45] Selon un autre mode d’exécution, le susdit réglage de la variation du volume de la cavité fluidique est réalisé en réglant la fréquence de pénétration et d’évacuation du liquide dans ladite cavité, en s’éloignant ou se rapprochant de la fréquence de résonance du générateur piézoélectrique. [46] Bien entendu, on peut associer ou combiner les deux modes de réglage de la variation du volume de la cavité fluidique, soit via la fréquence de pénétration et d’évacuation du liquide dans la cavité, soit via la raideur du générateur piézoélectrique. [47] Avantageusement, l’électronique de puissance est reliée à un convertisseur de courant continu en courant alternatif. [48] La présente invention se rapporte également à une installation pour la production d’électricité à partir d’une énergie renouvelable, telle que le vent, la houle, les marées ou un courant hydraulique, dans lequel ladite installation comprend un système de génération d’électricité tel que décrite succinctement ci- dessus. [49] L’invention concerne enfin un procédé de génération d’électricité caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ o aménager une cavité fluidique sur au moins une portion d’un circuit hydraulique dans lequel circule un liquide sous pression, dit fluide hydraulique, laquelle cavité présente un port d’entrée et un port de sortie, o installer un générateur piézoélectrique dans la cavité fluidique, lequel générateur piézoélectrique est relié à un circuit électronique d’extraction de charges apte à récupérer l’énergie électrique provenant du générateur piézoélectrique lorsqu’il subit une pression mécanique, o gérer la circulation du liquide pour autoriser ledit liquide circulant dans la portion de circuit à pénétrer dans la cavité fluidique par le port d’entrée pour former la susdite pression mécanique et à évacuer ledit liquide par le port de sortie de ladite cavité. [50] De préférence, la pénétration et l’évacuation du liquide dans la cavité fluidique sont contrôlées pour obtenir une fréquence de pénétration-évacuation du liquide allant d’une fréquence quasi-statique jusqu’à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique, de préférence à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique. [51] Selon un aspect de l’invention, la cavité fluidique présente un volume variable dû à la contraction du générateur piézoélectrique lorsque le liquide pénètre dans la cavité fluidique et à la détente dudit générateur piézoélectrique lorsque ledit liquide est évacué de ladite cavité, ledit procédé comprenant une étape consistant à régler la variation du volume de la cavité fluidique en réglant la raideur du générateur piézoélectrique. [52] Selon un aspect de l’invention, la cavité fluidique présente un volume variable dû à la contraction du générateur piézoélectrique lorsque le liquide pénètre dans la cavité fluidique et à la détente dudit générateur piézoélectrique lorsque ledit liquide est évacué de ladite cavité, ledit procédé comprenant une étape consistant à régler la variation du volume de la cavité fluidique en réglant la fréquence de pénétration et d’évacuation du liquide dans ladite cavité. [53] Il faut noter ici que les caractéristiques présentées, précédemment et dans la suite, en lien avec le système de génération d’électricité sont transposables au procédé de génération d’électricité, et inversement. ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ Brève description des figures. [54] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : [Fig.1] est une représentation schématique illustrant le principe du système selon l’invention avec un empilement ou pilier d’éléments piézoélectrique. [Fig.2] est une représentation schématique illustrant le principe de l’invention avec une membrane piézoélectrique. [Fig. 3] est une représentation schématique identique à la figure 1 dans laquelle les deux valves, d’admission et de refoulement, ont été remplacées par une valve trois voies. [Fig. 4] est une représentation schématique identique à la figure 2 dans laquelle les deux valves, d’admission et de refoulement, ont été remplacées par une valve trois voies. [Fig.5] est une représentation schématique du système selon l’invention présentée sur la figure 1 appliquée à une éolienne. [Fig. 6] est une représentation schématique du système présenté sur la figure 5 dans lequel le canal de circulation se subdivise en cinq portions de circulation comprenant chacune une cavité fluidique. [Fig.7] est une représentation schématique de la cavité fluidique dans un premier état de tension électrique du générateur piézoélectrique. [Fig. 8] est une représentation schématique de la cavité fluidique dans un deuxième état de tension électrique du générateur piézoélectrique. Description des modes de réalisation. [55] La figure 1 illustre un mode d’exécution reprenant les éléments essentiels du système de génération d’électricité selon l’invention, à savoir le circuit hydraulique 1, plus précisément une portion du circuit hydraulique 2 sur laquelle ou au niveau de laquelle est aménagé une cavité fluidique 3 logeant un empilement ou pilier piézoélectrique 4’ formant le générateur piézoélectrique 4, ce pilier 4’ étant ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ connecté à un circuit électronique d’extraction de charges 5, ainsi qu’un moyen de gestion de la circulation du liquide 6’, 6’’. [56] Ce moyen de gestion de la circulation du liquide 6 est ici constitué par une valve d’admission 6’ et par une valve de refoulement ou d’évacuation 6’’ du liquide une fois que celui-ci a pénétré la cavité fluidique 3 de manière à engendrer une pression mécanique sur le pilier piézoélectrique 4’. [57] On entend par l’expression de « pression mécanique » en lien avec le générateur piézoélectrique 4 le fait que ce dernier 4 reçoit ou subit une force impactant une surface de réception dudit générateur 4, cette force d’impact étant créée uniquement par le liquide sous pression circulant dans le circuit hydraulique 1, 2, à l’exclusion de toutes autres forces de quelque nature (électrique, magnétique ou autre) que ce soit. [58] Le circuit hydraulique 1, 2 de la figure 1, comme celui des figures 2 à 6, est relié à une chambre ou analogue contenant le liquide avantageusement à une pression faible, proche de 1 bar. Ainsi la ou les portions de circuit hydraulique 2 présentée dans les figures annexées sont reliées à cette chambre, via une section d’amenée provenant de ladite chambre en amont de ladite portion de circuit 2 et une section de retour conduisant à ladite chambre en aval de ladite portion de circuit. Cette chambre contenant le liquide hydraulique ainsi que ces sections d’amenée et de retour ne sont pas représentées sur les figures annexées. [59] Entourant le pilier piézoélectrique 4’ on note une structure de support 10 du pilier 4’. [60] En fonctionnement, dans les modes propres à l’invention, dans une première séquence, la valve d’admission 6’ est ouverte tandis que la valve de refoulement 6’’ est fermée. De ce fait, le liquide sous pression exerce une pression ou une force mécanique sur le générateur piézoélectrique 4’, entraînant une déformation dudit pilier 4’ de sorte que le pilier 4’ génère des charges électriques, également désignées en tant qu’énergie électrique, qui sont récupérées par le circuit électronique d’extraction de charges 5. La compression dudit générateur piézoélectrique 4’ permet l’admission du liquide sous pression dans la cavité fluidique 3. ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [61] Suite à cette première séquence, une deuxième séquence comprend la fermeture de la valve d’admission 6’ et l’ouverture de la valve de refoulement 6’’ de sorte que le pilier 4’ se déforme pour retrouver son état initial au repos (sans pression exercée par le liquide), ce qui permet à nouveau la génération de charges électriques, toujours récupérée par le circuit électronique de récupération de charges 5. La dilatation dudit générateur piézoélectrique 4’ permet le refoulement du liquide à basse pression hors de la cavité fluidique 3. [62] Ainsi, si l’on compare la première séquence et la deuxième séquence, les valves d’admission 6’ et de refoulement 6’’ présentent respectivement des positions d’ouverture/fermeture inverses ou opposées. Autrement, lorsqu’une – par exemple la valve d’admission 6’ – est ouverte, l’autre 6’’ est fermée et les deux séquences sont avantageusement intimement liées l’une à l’autre dans le cadre de la présente invention. [63] L’invention est caractérisée, dans un tel système spécifique, par l’alternance de la première séquence et de la deuxième séquence susmentionnées. Par ailleurs, la fréquence de survenue de la première séquence, ou de la deuxième séquence, est modifiable ou adaptable en fonction de différents paramètres, dont en particulier la fréquence de résonance du générateur piézoélectrique 4, cette dernière étant elle-même modifiable en modifiant la raideur du générateur piézoélectrique 4. [64] Ainsi, on peut commander l’ouverture / fermeture des valves d’admission 6’ et de refoulement 6’’, c’est-à-dire la fréquence de la première ou de la deuxième séquence, grâce à l’unité de commande pour que cette fréquence d’ouverture/fermeture, ou de la première ou deuxième séquence, corresponde à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique 4 de manière à récupérer un maximum d’énergie électrique. Un tel fonctionnement optimum dans lequel la récupération de charges ou d’énergie électrique est maximum est évidemment possible avec tous les modes d’exécution illustrés sur les figures 1 à 6 annexées. [65] Ci-dessous sont présentés des détails expliquant le fonctionnement du pilier piézoélectrique 4’ et son interaction avec le circuit électronique d’extraction de charges 5, étant entendu que lorsque le générateur piézoélectrique 4 consiste en ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ une membrane piézoélectrique 4’’, la structure du générateur 4 est différente, mais son fonctionnement et son interaction avec le circuit électronique d’extraction de charges 5 est identique, similaire ou quasi-identique / quasi-similaire. Un empilement / pilier piézoélectrique 4’ tout comme une membrane piézoélectrique 4’’ sont connus de l’homme du métier. [66] Chaque générateur piézoélectrique se présente préférentiellement sous la forme d’un pilier d’éléments ou matériaux piézoélectriques 4’ respectivement formés chacun par l'alternance de céramiques piézoélectriques et d'électrodes empilées axialement. [67] Un pilier ou empilement piézoélectrique se compose d'un empilement de céramiques piézoélectriques alternées avec des électrodes fabriquées dans un matériau conducteur, comme par exemple le cuivre ou le bronze. Les électrodes sont câblées en parallèle ou en série. Le nombre de céramiques et d'électrodes varie de 2 à 100, voire 1000. Ces céramiques et électrodes ont la même forme et ont préférentiellement une section circulaire. Elles sont percées axialement. À titre d'exemple, leur diamètre externe est compris entre 0,5 cm et 20 cm, et leur épaisseur comprise entre 0,2 mm et 100 mm. Le diamètre du perçage axial est par exemple compris entre 0,5 cm et 10 cm. Les perçages axiaux assurent un alignement axial des céramiques et des électrodes. [68] Lorsque les céramiques et les électrodes sont empilées, les perçages axiaux délimitent un alésage central coaxial à l'axe du pilier 4’. Cet alésage central permet le passage d'une tige qui assure le centrage, l'alignement et participe au maintien des céramiques et des électrodes. Des moyens de fixation sont disposés aux extrémités de la tige. Ces moyens de fixation se présentent par exemple sous la forme de pièces rigides fixées aux extrémités de la tige de manière à venir enserrer l'empilement des céramiques et des électrodes. La pièce se présente par exemple sous la forme d'un écrou vissé à l'extrémité filetée de la tige. La pièce peut également être un écrou, ou une pièce taraudée, fixée à un châssis, et dans laquelle se visse l'autre extrémité filetée de la tige. [69] Pour des raisons de sécurité, l'empilement des céramiques et des électrodes est avantageusement isolé électriquement. Pour ce faire, la tige peut être placée dans un fourreau ou gaine fabriquée dans un matériau isolant électrique tel qu'un ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ plastique. On peut également prévoir de loger l'empilement dans un fourreau ou dans une gaine extérieure également fabriquée dans un matériau isolant électrique. [70] Le pilier 4’ est raccordé à un circuit électronique d'extraction de charges 5. Ce circuit 5 récupère l'énergie électrique produite par le pilier piézoélectrique 4’. Il comprend : - un interrupteur haute tension à commande, avantageusement à thyristors, - un pont redresseur de tension, - une inductance dont le raccordement avec le pilier 4’ constitue un circuit résonnant du type LC, l'élément capacitif étant constitué par le pilier lui- même, - une capacité ou un condensateur de filtrage mis en parallèle, - un système de stockage peut être utilisé afin de stocker cette énergie électrique avant son conditionnement pour une utilisation sur le réseau. Ce système de stockage consiste par exemple en une batterie ou un banc de super-capacités. Le circuit peut être commun à chaque paire de piliers respectivement, en étant connecté simultanément à chacun des piliers de ladite paire. Un bus continu peut alors être chargé de collecter les impulsions de chacun des systèmes de stockage. - Un convertisseur DC-AC peut aussi être utilisé afin de se connecter directement au réseau électrique. [71] La configuration du circuit 5 est adaptée pour maximiser l'énergie électrique produite par le pilier 4’. Cette configuration permet en effet de doubler l'énergie électrique générée par le pilier 4’ en la récupérant une première fois lors de l'écrasement dudit pilier 4’ (première séquence décrite ci-dessus), et une seconde fois lors de son relâchement (deuxième séquence décrite ci-dessus). [72] Lorsque le pilier 4’ est soumis à une excitation alternative (selon le principe décrit plus avant dans la description), et durant la phase croissante de la contrainte, l'interrupteur est maintenu ouvert. Le pilier 4’ est en circuit ouvert et les charges électriques s'accumulent aux bornes dudit pilier 4’, ce dernier fonctionnant comme une capacité. ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ [73] Lorsque la contrainte mécanique appliquée au pilier 4’ est maximale, l'interrupteur est brièvement fermé pendant une durée correspondant à une demi- période de la résonance du circuit LC. Ainsi, l'ensemble des charges électriques accumulées aux bornes du pilier 4’ sont extraites dudit pilier 4’. [74] Durant la phase décroissante de la contrainte, le pilier 4’ se recharge. Lorsque la contrainte mécanique est minimale, l'interrupteur est de nouveau brièvement fermé pendant une durée correspondant à une demi-période de la résonance du circuit LC, de manière à extraire les charges électriques. Puis le cycle reprend avec l’alternance des première et deuxième séquences. [75] Dans les exemples choisis pour illustrer l’invention, le pilier 4’ est raccordé à un circuit électronique dit d'extraction de charges 5. Bien qu'un seul pilier 4’ soit représenté, dans la pratique, il est possible qu'un circuit soit connecté simultanément à plusieurs piliers 4’, comme cela est visible sur la figure 6. [76] Sur la figure 2 est présenté un schéma identique à celui de la figure 1 si ce n’est que le pilier piézoélectrique 4’ est remplacé par une membrane piézoélectrique 4’’. Le fonctionnement avec les deux valves 6’, 6’’ est identique à celui décrit en lien avec la figure 1. [77] Dans le cas d’une membrane piézoélectrique 4’’, cette dernière 4’’ peut consister en des films nanocomposites piézoélectriques à base de copolymère de PVDF ou avantageusement de fluorure de vinylidène et trifluoroéthylène P(VDF- TrFE), éventuellement comprenant diverses nanoparticules d’oxydes de métal. [78] Il est entendu que les figures annexées ne présentent aucun dimensionnement ou rapport de dimensionnement des différents éléments entre eux qui soit conforme à la réalité du système de génération d’électricité selon l’invention. [79] La figure 3 présente un mode de réalisation identique à celui de la figure 1 dans lequel les valves d’admission 6’ et de refoulement 6’’ ont été remplacées par une vanne à trois voies 6’’’, cette dernière 6’’’ étant toujours avantageusement contrôlée ou commandée par l’unité de commande. Dans ce mode de réalisation, la valve trois voies 6’’’ gère à elle seule les différentes séquences décrites précédemment : ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ - séquence dite au repos dans laquelle le pilier piézoélectrique 4’ ne subit aucune pression mécanique : la vanne à trois voies 6’’’ est ouverte sur l’aval à la cavité fluidique 3, laissant le générateur piézoélectrique 4 soumis à la pression faible. - la première séquence dans laquelle le liquide circulant dans la portion du circuit hydraulique 2 pénètre dans la cavité fluidique 3 et, de façon incidente, le générateur piézoélectrique 4 subit une pression mécanique : la vanne trois voies 6’’’ ferme l’aval à la cavité fluidique 3 de la portion du circuit hydraulique 2, la communication s’établit entre l’amont à la cavité fluidique 3 et cette dernière 3. Puis - la deuxième séquence, suite à la première séquence, dans laquelle le liquide présent dans la cavité fluidique 3 est évacué ou refoulé : la vanne à trois voies 6’’’ ferme l’amont à la cavité fluidique 3 de la portion du circuit hydraulique 2, la communication s’établit entre l’aval à la cavité fluidique 3 et cette dernière 3. [80] A nouveau, il est bien entendu ici que les première et deuxième séquences sont celles propres au système et au procédé de génération d’électricité selon l’invention, autrement dit il s’agit des séquences pendant lesquelles ou au cours desquelles l’objet premier de l’invention se produit, à savoir la génération d’électricité. [81] Nous verrons dans la suite que l’invention n’est pas limitée à la réalisation de ce premier objectif de génération d’électricité et que l’invention permet également – dans un second objectif - d’influer sur le circuit hydraulique 1, 2 en créant une résistance plus ou moins importante, par variation du volume (intérieur) de la cavité fluidique 3, ce qui permet d’augmenter ou de diminuer le couple de la source d’énergie 21 à laquelle la pompe 20 est reliée. Pour rappel, cette source énergie 21 est très avantageusement une source d’énergie renouvelable qui présente par nature une fluctuation ou une variation assez importante de leur apport en énergie, qu’il s’agisse de l’énergie éolienne, de la houle, ou des marées. C’est ainsi que ce second objectif de la présente invention est particulièrement intéressant pour des systèmes de récupération d’énergie renouvelable. [82] La figure 4 illustre un mode de réalisation identique à celui de la figure 2 dans lequel les valves d’admission 6’ et de refoulement 6’’ ont été remplacées par une ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ valve trois voies 6’’’, mais le fonctionnement du système selon ce mode de réalisation reste identique avec les trois séquences dites « au repos », « première séquence » et « deuxième séquence » présentées précédemment. [83] La figure 5 ajoute à la figure 1 le fait que : - le circuit électronique d’extraction de charges 5 est relié à au moins un convertisseur de courant 22, d’un courant continu récupéré du générateur piézoélectrique 4’ en un courant alternatif susceptible d’alimenter le réseau électrique général ; - le circuit hydraulique 1 peut comprendre un ou plusieurs accumulateur(s) 24 permettant de stocker une réserve liquide pour alimenter ou réalimenter le circuit hydraulique 1, voire pour retirer une partir du fluide circulant dans ledit circuit 1. Un tel accumulateur 24 permet ainsi de gérer – outre la présence de la chambre contenant le liquide - la pression et le débit dans le circuit hydraulique 1 en jouant ou en réglant la quantité de liquide en circulation. - le circuit hydraulique 1 comporte au moins un dispositif de mesure de la pression dans le circuit 26 (capteur de pression) destiné à mesurer la pression dans la boucle PID ou pour contrôler ou réguler le couple de la pompe hydraulique 20, et de ce fait celui de la source d’énergie 21 alimentant la pompe 20 du circuit hydraulique 1. - la pompe 20 est reliée ou connectée à au moins une pale 21 schématisant une source d’énergie renouvelable, ici de type éolienne, destinée à alimenter en énergie en particulier la pompe du circuit hydraulique. [84] Bien entendu, ce convertisseur de courant 22, cet accumulateur 24, ce dispositif de mesure de la pression dans le circuit 26 ainsi que la pale 21 bien qu’avantageux dans le cadre de la présente invention ne sont pas des éléments essentiels du système ou du procédé de génération d’énergie selon l’invention. [85] La figure 6 est identique à la figure 5, mais l’unique portion de circuit hydraulique 2 de la figure 5 est remplacée par une pluralité de portions de circuit hydraulique 2 – en l’espèce cinq portions de circuit hydraulique 2 – chacune comportant un ensemble comportant une cavité hydraulique 3 logeant un pilier ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ piézoélectrique 4’ avec une valve d’admission 6’ et une valve de refoulement 6’’. Ces cinq portions du circuit hydraulique 2 s’étendent en parallèle les unes par rapport aux autres à partir d’une section commune en amont et se rejoignent en une section unique en aval, ces sections communes amont et aval formant partie du circuit hydraulique 1. [86] À partir de la section commune en amont, on considère par exemple un débit de cent (100) litres par minute (l.min-1). Dans ce cas, on peut considérer que chacune des cinq portions 2 parallèles présente un débit de 20 litres par minute ou encore que certaines de ces portions 2 présentent un débit plus important que d’autres portions 2. Les piliers piézoélectriques 4’ de chacune de ces portions 2 sont reliés ou connectés à un même circuit électronique d’extraction de charges 5. [87] Dans un tel circuit hydraulique 1 avec une pluralité de portions 2 en parallèle, on peut accumuler les charges électriques de chaque pilier 4’ et on peut à nouveau optimiser la récupération de charges électriques en réglant la fréquence des séquences de pénétration-refoulement (ou 1ère/2ème séquences) de chacune des portions 2 pour correspondre à la fréquence de résonnance du pilier piézoélectrique 4’ qui lui est associé. Ce réglage à la fréquence de résonnance se fait en commandant/contrôlant les ouvertures/fermetures des valves d’admission 6’ / refoulement 6’’ et/ou en réglant la raideur du pilier piézoélectrique 4’ ou de la membrane 4’’ et/ou en réglant le débit de liquide circulant dans la portion du circuit hydraulique 2 considéré. [88] Selon un aspect du système et le procédé selon l’invention, les caractéristiques suivantes sont possibles ou envisageables pour l’homme du métier : - la fréquence des séquences dite « première » ou « deuxième » ainsi que la fréquence du générateur piézoélectrique s’établit entre 10 Hertz (Hz) et 1000 Hz ; - le Débit dans le circuit hydraulique 1 et dans une portion dudit circuit 2 est compris entre 1 l.min-1 (litres par minute) et 10000 l.min-1 ; - la Pression du liquide dans le circuit hydraulique 1 et dans une portion dudit circuit 2 est comprise entre 5 et 500 bars, avantageusement comprise entre 200 et 500 bars ; ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ - la Puissance Hydraulique est comprise entre 1 W (Watt) et 100 MW (Méga Watt), avantageusement entre 10 kW (Kilo Watt) et 10 MW. On rappelle ici que la Puissance est égale au Débit dans le circuit hydraulique fois la Pression du liquide dans ledit circuit (avec pour hypothèse une pression atmosphérique en aval de la cavité fluidique 3). [89] Les figures 7 et 8 illustrent un deuxième objet de la présente invention, énoncé brièvement précédemment. [90] Ainsi, l’invention permet, grâce au générateur piézoélectrique 4, d’augmenter ou de réduire le volume de la cavité fluidique 3. Pour cela, il suffit d’appliquer deux tensions différentes – définissant les deux états du générateur piézoélectrique – au générateur piézoélectrique 4 de sorte que ce dernier 4 présente un premier état de contraction – par exemple celui représenté sur la figure 7 – et un deuxième état de contraction – celui représenté sur la figure 8. Ces deux états de contraction reflètent une raideur ou un coefficient de raideur différents pour le générateur piézoélectrique 4. [91] On constate alors que, considérant le fait que ces deux états de contraction engendrent une hauteur ou une longueur du pilier piézoélectrique différente, il existe deux volumes différents dans la cavité fluidique 3. En l’espèce dans le premier état de contraction (figure 7), le volume de la cavité fluidique est défini par le volume V0 correspondant à une première distance de l’extrémité du pilier piézoélectrique 4’ de la section d’entrée de ladite cavité fluidique 3 tandis que dans le deuxième état de contraction (figure 8), le volume de la cavité fluidique 3 est défini par le volume V0 + V1 de sorte que dans cette deuxième état, le volume de la cavité fluidique est plus important. [92] Cette différence de volume de la cavité fluidique 3 a un effet direct sur le débit du liquide circulant dans le circuit hydraulique 1, 2, et donc sur la puissance de ce circuit hydraulique, et de ce fait sur le couple de la pompe 20, et par extension sur la résistance ou le couple de la source d’énergie renouvelable 21, en l’espèce sur la résistivité ou le couple résistif de la pale d’une éolienne. [93] Un tel deuxième objectif de l’invention permet au système selon l’invention, et son procédé, de régler le couple de la source d’énergie 21 à laquelle le système ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ est relié ou connecté. Comme mentionné précédemment, ceci est particulièrement souhaitable pour des installations utilisant une énergie renouvelable, par nature variable dans le temps soit de manière périodique (marées) soit de manière apériodique (vent, courant marin, houle). [94] Ainsi, la présente invention peut être envisagée non pas pour récupérer de l’énergie électrique, mais pour régler la puissance et/ou le couple de la ou des pompes 20 utilisés dans le circuit hydraulique 1, 2 et par extension de la source d’énergie 21 alimentant cette pompe 20. Bien entendu, on peut également prévoir de récupérer de l’énergie électrique tout en réalisant ce réglage du couple/puissance de la ou des pompes 20, et de la source d’énergie externe 21 alimentant cette ou ces pompes 20. [95] Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. [96] L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention. En particulier : - le nombre de piliers 4’ ou de membranes piézoélectriques 4’’ utilisés peut varier et on peut utiliser dans un même système de génération d’électricité une ou plusieurs membranes 4’’ ainsi qu’un ou plusieurs piliers piézoélectriques 4’ disposés en parallèles, comme cela est visible sur la figure 6, ou en série ; - les caractéristiques des générateurs piézoélectriques 4 – par exemple le type de matériau utilisé pour les électrodes, nombre de céramiques ou encore les éléments de maintien - peuvent être différentes que celles décrites, pour l’un, plusieurs ou encore l’ensemble desdits générateurs 4 ; - le circuit composant le système d'extraction de charges 5 peut être différent d'un appareil à un autre ; ^ ^^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ - le système de génération d’électricité ou l’installation utilisant un tel système peut contenir ou non un système de stockage temporaire d’énergie ; - le liquide du circuit hydraulique 1, 2 peut éventuellement consister en tout type de liquide, voire de fluide, adapté pour permettre de réaliser une pression sur le générateur piézoélectrique 4. [97] L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. [98] Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication. [99] ^

Claims

^^^ ^ Revendications [Revendication 1] Système de génération d’électricité comportant : o un circuit hydraulique (1) dans lequel circule un liquide sous pression dit liquide hydraulique, une cavité fluidique (3) aménagée sur au moins une portion du circuit (2), laquelle cavité (3) loge un générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) relié à un circuit électronique d’extraction de charges (5) apte à récupérer l’énergie électrique provenant du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsqu’il subit une pression ou une dépression mécanique, laquelle cavité (3) présente un port d’entrée et un port de sortie, et o un moyen de gestion de la circulation du liquide (6, 6’, 6’’, 6’’’) autorisant le liquide circulant dans la portion de circuit (2) à pénétrer dans la cavité fluidique (3) par le port d’entrée pour former la susdite pression mécanique et à évacuer ledit liquide par le port de sortie de ladite cavité (3), ledit moyen de gestion de la circulation du liquide (6, 6’, 6’’, 6’’’) étant commandé par une unité de commande, et dans lequel au moins une portion d’une paroi de la cavité fluidique (3) est formée par une surface de réception du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) de sorte que lorsque cette surface de réception est impactée par le liquide sous pression, une force mécanique est exercée sur le générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’), le générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) étant ainsi apte à augmenter ou réduire le volume de la cavité fluidique (3) par rapport à un volume initial. [Revendication 2] Système de génération d’électricité selon la revendication 1, dans lequel le moyen de gestion de la circulation du liquide (6, 6’, 6’’, 6’’’) consiste en un élément mécanique ou électromécanique positionné au niveau du port d’entrée et du port de sortie de la cavité fluidique (3). [Revendication 3] Système de génération d’électricité selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le susdit moyen de gestion (6, 6’, 6’’, 6’’’) consiste en une valve trois voies (6’’’). [Revendication 4] Système de génération d’électricité selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le susdit moyen de gestion (6, 6’, 6’’, 6’’’) consiste en une ^ ^^^ ^ valve d’admission (6’) disposée au niveau du port d’entrée et d’une valve de refoulement (6’’) disposée au niveau du port de sortie, lesdites valves (6’, 6’’) étant alternativement en position d’ouverture et de fermeture pour permettre la pénétration et l’évacuation du liquide de la cavité fluidique (3). [Revendication 5] Système de génération d’électricité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) consiste en une structure d’empilement d’éléments piézoélectriques (4’) ou en une membrane piézoélectrique (4’’). [Revendication 6] Système de génération d’électricité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’unité de commande contrôle la pénétration et l’évacuation du liquide dans la cavité fluidique (3) pour obtenir une fréquence de pénétration-évacuation du liquide allant d’une fréquence quasi-statique jusqu’à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’), de préférence à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’). [Revendication 7] Système de génération d’électricité selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une pluralité de portions de circuit (2) pour la circulation du liquide disposées en parallèles, chaque portion de circuit (2) comprenant une cavité fluidique (3) logeant un générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) relié à un circuit électronique d’extraction de charges (5) apte à récupérer l’énergie électrique provenant du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsqu’il subit une pression ainsi qu’un moyen de gestion de la circulation du liquide (6, 6’, 6’’, 6’’’) autorisant le liquide à pénétrer dans la cavité fluidique (3) pour former la pression mécanique et à évacuer ladite cavité (3), ledit moyen de gestion de la circulation du liquide (6, 6’, 6’’, 6’’’) étant commandé par une unité de commande, avantageusement la susdite unité de commande. [Revendication 8] Système de génération d’électricité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le liquide est mis sous pression par une pompe (20) ou des vérins alimentés par une source d’énergie renouvelable (21), avantageusement une source éolienne, une source hydrolienne, une source houlomotrice, une source hydroélectrique ou une source utilisant les courants marins. ^ ^^^ ^ [Revendication 9] Système de génération d’électricité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou les portion(s) de circuit (2) pour la circulation de liquide comporte(nt) un capteur de pression (26) mesurant la pression liquide dans ladite ou lesdites portion(s) de circuit (2), avantageusement ledit capteur étant relié à la susdite unité de commande. [Revendication 10] Système de génération d’électricité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la cavité fluidique (3) présente un volume variable dû à la contraction du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsque le liquide pénètre dans la cavité fluidique (3) et à la détente dudit générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsque ledit liquide est évacué de ladite cavité (3), la variation du volume de ladite cavité fluidique (3) étant réglable. [Revendication 11] Système selon la revendication 10, dans lequel le réglage de la variation du volume de la cavité fluidique (3) est réalisé en réglant la raideur du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’). [Revendication 12] Système selon la revendication 10, dans lequel le réglage de la variation du volume de la cavité fluidique (3) est réalisée en réglant la fréquence de pénétration et d’évacuation du liquide dans ladite cavité (3). [Revendication 13] Installation pour la production d’électricité à partir d’une énergie renouvelable, telle que le vent, la houle, les marées ou un courant hydraulique, dans lequel ladite installation comprend un système de génération d’électricité selon l’une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 14] Procédé de génération d’électricité, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : o aménager une cavité fluidique (3) sur au moins une portion d’un circuit (2) hydraulique dans lequel circule un liquide sous pression dit fluide hydraulique, laquelle cavité (3) présente un port d’entrée et un port de sortie, o installer un générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) dans la cavité fluidique (3), lequel générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) est relié à un circuit électronique d’extraction de charges (5) apte à récupérer l’énergie électrique provenant du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsqu’il subit une pression mécanique, ^ ^^^ ^ o gérer la circulation du liquide pour autoriser ledit liquide circulant dans la portion de circuit (2) à pénétrer dans la cavité fluidique (3) par le port d’entrée pour former la susdite pression mécanique et à évacuer ledit liquide par le port de sortie de ladite cavité (3). [Revendication 15] Procédé selon la revendication 14, dans lequel la pénétration et l’évacuation du liquide dans la cavité fluidique (3) sont contrôlées pour obtenir une fréquence de pénétration-évacuation du liquide allant d’une fréquence quasi-statique jusqu’à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’), de préférence à la fréquence de résonnance du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’). [Revendication 16] Procédé selon l’une des revendications 14 ou 15, dans lequel la cavité fluidique (3) présente un volume variable dû à la contraction du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsque le liquide pénètre dans la cavité fluidique (3) et à la détente dudit générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsque ledit liquide est évacué de ladite cavité (3), ledit procédé comprenant une étape consistant à régler la variation du volume de la cavité fluidique (3) en réglant la raideur du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’). [Revendication 17] Procédé selon l’une des revendications 14 ou 15, dans lequel la cavité fluidique (3) présente un volume variable dû à la contraction du générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsque le liquide pénètre dans la cavité fluidique (3) et à la détente dudit générateur piézoélectrique (4, 4’, 4’’) lorsque ledit liquide est évacué de ladite cavité (3), ledit procédé comprenant une étape consistant à régler la variation du volume de la cavité fluidique (3) en réglant la fréquence de pénétration et d’évacuation du liquide dans ladite cavité (3). ^
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