WO2024156830A1 - Système mixte de génération d'énergie électrique - Google Patents

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WO2024156830A1
WO2024156830A1 PCT/EP2024/051832 EP2024051832W WO2024156830A1 WO 2024156830 A1 WO2024156830 A1 WO 2024156830A1 EP 2024051832 W EP2024051832 W EP 2024051832W WO 2024156830 A1 WO2024156830 A1 WO 2024156830A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wind
turbine
electrical energy
stage
generation system
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/051832
Other languages
English (en)
Inventor
Laurent MOILLET
Original Assignee
Sunacorp
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.)
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Publication date
Application filed by Sunacorp filed Critical Sunacorp
Publication of WO2024156830A1 publication Critical patent/WO2024156830A1/fr

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0409—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels surrounding the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy

Definitions

  • the present invention relates to a mixed system for generating electrical energy.
  • the invention relates to a device of generally conical shape which transforms solar and wind energy into electrical energy and whose architecture has at least two stages.
  • renewable energies that is to say non-polluting, without CO 2 emissions, available in nature without limitation but on a non-continuous basis.
  • Two renewable energy sources are expanding to replace polluting energy sources: solar energy and wind energy.
  • Document US9347689 is an example in which a mixed electrical energy generation system is disclosed and comprises a plurality of photovoltaic solar panels configured in a pyramidal shape and turbines to recover the maximum of renewable energy on the minimum of footprint.
  • the mixed system comprises a central turbine and peripheral turbines arranged in intermediate stages between two successive stages of photovoltaic solar panels.
  • the aim of this structure is to use different renewable energy sources in an optimized manner to provide energy to users.
  • This device allows the implementation of the recovery of several renewable energies on the same installation, which is announced as a less complex and less expensive solution.
  • the turbines are mounted at the base of the photovoltaic solar panels.
  • the invention aims in particular to improve the device introduced by document US9347689 in order to increase the efficiency of electrical energy production by exploiting all of the space available on each floor optimally while ensuring solidity sufficient for the structure of the device which must resist exposure to possible powerful winds.
  • WO 2015/101,761 describes a mixed system architecture for generating electrical energy in a pyramidal shape.
  • the architecture includes two counter-rotating propellers, which is a complex system.
  • JP 2011/058429, CN109838348, US10,648,452 describe the implementation of numerous deflector blades upstream of the turbine.
  • the invention relates to a mixed system for generating electrical energy comprising:
  • the stage for transforming wind energy into kinetic energy comprising at least a first and a second channel each comprising at least one upstream portion, the first and second channels being intersecting in an intersection region, and at least one vertical axis wind turbine disposed in the intersection region
  • the at least one stage of transforming wind energy into kinetic energy comprising exactly four pillars each extending between the floor and the ceiling upstream of the turbine on the upstream portion side of a channel, and comprising a guide face defining a first guide surface of the upstream portion of said channel, said upstream portion of said channel having a geometry whose median is oriented offset relative to the axis of said turbine, the guide face of a pillar is a first guide face for the first channel, said pillar further comprising a second guide face defining a second guide surface of the upstream portion of a second channel, said upstream part of the second channel having a geometry whose median is
  • mixed electrical energy generation system we mean a system capable of transforming at least two forms of renewable energy, solar energy and wind energy, into standardized electrical energy.
  • the device offers a configuration making it possible to direct the wind flow in the direction of the turbine blades.
  • the wind is captured over a larger solid angle than with wind turbines installed in the traditional way, that is to say simply installed on a mast.
  • These arrangements make it possible to indirectly increase the sweeping surface of the wind turbine rotor, therefore increasing the quantity of electrical energy produced.
  • the intermediate portion comprises a deflector adapted to deflect a wind flow incident facing the pillar out of the second channel.
  • the second guide face is adapted to guide a wind flow downstream of the turbine towards at least two distinct side faces for a flow entering at another side face facing the second guide face .
  • the guide face comprises a first wall adapted to guide an incident wind flow towards the turbine and a second wall adapted to guide an incident wind flow towards an apex.
  • electrical cables pass through the at least one pillar.
  • the at least one pillar is vertical or inclined at an angle between 30° and 85°, preferably between 45° and 60°.
  • the pillars are identical.
  • the at least one stage of transforming wind energy into kinetic energy overlooks the at least one stage of transforming solar energy into electrical energy.
  • the at least one stage of transforming solar energy into electrical energy overlooks the at least one stage of transforming wind energy into kinetic energy.
  • the at least one stage of transforming wind energy into kinetic energy also comprises at least one solar panel adapted for the transformation of solar energy into electrical energy.
  • At least one pillar comprises an internal structural portion carrying out the load-bearing function, and an external envelope removable relative to the structural portion, and comprising said guide face.
  • Figure 1 is a perspective view which schematically partially represents a first embodiment.
  • Figure 2 schematically represents a top sectional view of the first embodiment at the junction of the floor and the pillars.
  • Figure 3 is a top sectional view at the junction of the ceiling and the pillars of the embodiment of Figures 1 and 2.
  • Figure 4 is a schematic view similar to Figure 1 for a second embodiment.
  • Figure 5 schematically represents a top view of a wind turbine stage of the second embodiment, with pillars of geometry different from those of Figure 4.
  • Figure 6 is a perspective view of an alternative embodiment of a pillar of the second embodiment.
  • Figure 7 is a perspective view of a third embodiment.
  • Figure 8 is a view similar to Figure 5 for another embodiment.
  • Figure 9 is a perspective view of another embodiment.
  • Wind turbine is generally referred to as a wind turbine converting wind energy into mechanical energy, which is then converted into electrical energy by any appropriate means.
  • These wind turbines can be of any type compatible with the embodiments of the invention presented.
  • the mixed electrical energy generation system 10 as shown in Figure 1 is an embodiment which comprises two stages 90, 30, and an apex portion 60.
  • the general shape of the mixed generation system The electrical energy 10 is pyramidal.
  • the mixed electrical energy generation system 10 is typically arranged on the ground, a frame or on pillars in the orientation shown. On the ground, for example, it is installed on the side of the road, on land adjacent to a slip road. Motorway access or adjacent to the parking lot of a motorway toll booth. It is for example installed on a car park, a roundabout, a garden, vacant or unused land or simply land with a new use (producing energy from renewable energies), be integrated into a subdivision of several houses.
  • an electric recharging platform could rest on a structure made up of pillars and be placed above parking lots dedicated to recharging electric vehicles and allowing these vehicles to be sheltered from elements such as rain while they are recharging. , snow, sun (the air conditioning of an electric vehicle consumes a lot of energy), etc.
  • the applications of a mixed electrical energy generation system 10 are multiple and varied, and adapted to the different existing regulations and standards.
  • part of the mixed electrical energy generation system 10 rests on a frame, and another part on another structure, such as pillars. In particular, it can be integrated into the building from the design and construction stage. Its height is for example from approximately 1 meter to 12 meters.
  • the mixed electrical energy generation system 10 can thus be installed on a small or medium area, from approximately ten square meters to a few hundred square meters, to produce electrical energy from renewable energies.
  • the design of a mixed electrical energy generation system 10 allows great adaptability and modularity of its wind and/or solar stages.
  • part of the interior volume of the first floor of a mixed electrical energy generation system 10 can be allocated to this use of carport, garage, with the adaptations necessary, particularly security.
  • part of the interior volume of the first floor of a mixed electrical energy generation system 10 can be allocated to this garden shed use, also with the necessary adaptations.
  • Each floor includes a floor and a ceiling.
  • the base 20 comprises four sides arranged in a square shape.
  • the first floor 90 extends upwards from the base 20, and has a shape that narrows upwards from the base 20. It comprises for example facades 35 inclined at an inclination of 30° to 85°, for example example from 45° to 60°, for example at 45°.
  • the height of the first floor 90 is for example between 0.7 m and 8 m.
  • photovoltaic solar panels 80 are fixed on three successive inclined parts of facades 35 of the first floor 90 along the periphery thereof.
  • the fourth inclined part (not visible in Figure 1) can be devoid of solar panels, especially if it is mainly oriented in an orientation less exposed to the sun.
  • the fourth inclined part (or another portion of the first stage 90) can thus carry a mechanical or digital display device.
  • the fourth inclined part may also include a grille for heat dissipation from the interior components.
  • the first floor 90 defines an interior space inside which are arranged the devices necessary for the generation of an electrical current which meets a certain standard, and for the management and/or storage of the production of electrical energy from the upper floors.
  • the first floor 90, and for example the fourth inclined part devoid of solar panels, can be provided with an access hatch allowing access to the interior space.
  • the photovoltaic solar panels 80 are connected to sheathed electrical wires not shown which connect the photovoltaic solar panels 80 to devices positioned in the interior space, and intended to process the electric current to transform it into alternating current or to store it.
  • a charge regulator for the photovoltaic solar panels 80 or a regulator for a zone on one side, which side is divided into several zones to recover solar energy, or even a charge controller for each solar panel installed on one side.
  • a conventional alternating current generator not shown intended to transform kinetic energy coming from at least one rotating shaft in motion into an electric current.
  • circuit breakers adapted to protect the system from extreme operating conditions (overheating, overvoltage, etc.), components of a surge protector, safety and shutdown devices emergency of a turbine, etc.
  • the first stage 90 may also include elements making it possible to fix the mixed electrical energy generation system 10 to the surface on the ground or the frame on which it rests in order to avoid any untimely movement.
  • a level, or stage, of conversion of solar energy into electrical energy is also described in this text as a “solar” level or stage.
  • the floor 100 of the second floor forming a stage of transformation of wind energy into kinetic energy 30, extends from the upper edges of the solar panels 80, thus sealingly covering the first floor 90 without extending beyond the upper edges of the solar panels, and is pierced in its center with a hole of sufficient diameter to allow at least one rotating shaft 135 to pass through (shown in Figure 5 for a second embodiment). It is based on an underlying structure included in the interior space and not shown. Thus, the floor 100 does not create shade on the photovoltaic solar panels 80 fixed on three of the four side walls of the first floor 90. The structure within the interior space leaves sufficient free space to position the elements necessary for treatment of the energy generated by the mixed electrical energy generation system 10.
  • This floor 30 extends in a narrowing manner from the floor 100 towards a ceiling 110.
  • the floor 100 and the ceiling 110 of the second floor 30 have the same shape.
  • the ceiling 110 has a homothetically reduced geometry compared to the floor 100.
  • the height of this floor 30 is for example of the order of twenty centimeters to five meters.
  • the second floor 30, whose base is square, has four side faces.
  • the second floor 30 includes a first open side face 136.
  • the side face 136 defines the inlet of a first air channel 142.
  • the second stage 30 comprises a third open side face 138 opposite the first side face 136.
  • the second stage 30 also comprises two other open opposite side faces 137, 139.
  • the first channel 142 is defined from the first face 136 towards the opposite face 138.
  • the second channel 144 is defined from the face 137 towards the opposite face 139 of the mixed electrical energy generation system 10.
  • the invention is applicable to an opposite orientation of this flow.
  • a turbine 130 is positioned in the first channel 142.
  • the present description is given for a preferred direction of wind flow in the first channel 142 going from the first face 136 towards the opposite face 138, and represented by a arrow in Figure 1.
  • the “upstream” characteristic relates to the portion 145 of the first channel 142 upstream of the turbine 130, in this direction of flow. With this orientation, there probably exists a preferred direction of wind flow in the second channel 144.
  • the preferred direction of wind flow in the second channel 144 goes from the second face 137 towards the opposite face 139, as represented by an arrow.
  • the turbine 130 is also positioned in the second channel 144.
  • the “upstream” characteristic relates to the portion 147 of the second channel 144 upstream of the turbine 130 in this direction of flow.
  • the first and second channels are intersecting, and the turbine 130 is placed at the intersection of the first and second channels 142, 144.
  • the turbine 130 can thus be placed in the center of the wind stage.
  • the turbine includes a rotating shaft 135.
  • the turbine 130 is a vertical axis turbine.
  • the rotating shaft 135 is connected to a rotor of a conventional alternating current generator not shown, for example via a multiplier.
  • the wind turbine is a vertical axis wind turbine, and the rotating shaft 135 extends vertically downwards through an opening provided for this purpose in the floor 100 of the second floor 30 to the electric generator arranged in the interior space.
  • the rotating shaft 135 could extend vertically upwards through an opening provided for this purpose in the ceiling of the floor located above to an electric generator located there.
  • the rotation shaft 135 is connected to the conventional alternating current generator not shown which transforms the kinetic energy of the rotation shaft 135 into alternating electric current.
  • the electric current thus generated is then optionally transformed into direct current by a regulator, which may include a rectifier, housed in the interior space of the mixed electrical energy generation system 10, to meet a standard current standard. electric.
  • a controller then combines the electrical currents coming from the different energy sources.
  • the wind energy transformation stage into kinetic energy 30 comprises pillars 300.
  • Each pillar 300 extends from the floor 100 to the ceiling 110 of the wind energy transformation stage in kinetic energy 30.
  • Each pillar 300 can support the upper level(s) (in the present embodiment: the apex 60).
  • the pillar 300 is a load-bearing pillar designed to structurally support the upper level(s).
  • the pillar 300 comprises for example an envelope, visible in Figure 1, designed to guide the wind flow, as described below, and a structural portion, inside the envelope, carrying out the supporting function.
  • a pillar 300 is provided at each corner of the stage for transforming wind energy into electrical energy 30. Only three pillars 300 are visible in Figure 1.
  • each face 136, 137, 138, 139 of the wind stage 30 behaves in the same way with respect to the wind flow incident on this face.
  • the reference 301 is used to designate a first pillar disposed between the upstream portion 145 of the first channel 142 and the upstream portion 147 of the second channel 144.
  • the references 302, 303 and 304 are used to designate the three other pillars rotating counterclockwise, when seen from above, from pillar 301 .
  • the first side face 136 thus comprises the pillars 301 and 304 on either side of the upstream portion 145 of the first channel 142.
  • the pillar 304 is identical to the pillar 301 after a rotation of 90° around a vertical axis. The following description of pillars 301 and 304 can therefore be transposed to the description of the other pillars.
  • the pillars 301 and 304 together define the upstream portion 145 of the first channel 142.
  • the pillar 301 comprises a guide face 305 and the pillar 304 comprises a guide face 306 opposite the guide face 305.
  • These guide faces 305, 306 are solid faces intended to guide wind flow.
  • the pillar 301 further comprises an intermediate portion 307 joining its guide faces 305 and 306.
  • the intermediate portion 307 is a solid portion, so that no air flow is possible between the guide faces 305 and 306 d the same pillar.
  • the guide face 305 comprises for example a continuous solid wall 308, and even coplanar, with the stage 90 and the apex 60, and a wall 309, for example vertical.
  • This wall 308 is also coplanar with the intermediate portion 307 of the pillar 304, arranged on the same side face 136.
  • the edge between the walls 308 and 309 can be rectilinear, as shown, or twisted.
  • the wall 309 comprises for example a vertical leading edge 311 extending from an upper end of the edge of the ceiling 110 to the floor 100. The positioning of the leading edge 311 relative to the turbine can be adapted to increase its efficiency.
  • the intermediate portion 307 is continuous, and even coplanar, with the stage 90 and the apex 60.
  • the intermediate portion 307 of the pillar 304 is interposed to entertain a flow of air in an oblique direction facing the pillar 304 which, in the absence of the intermediate portion 307, would impact the upper part of the turbine 130 and cause it to rotate in the opposite direction to the desired direction.
  • the intermediate portion 307 of the pillar 304 comprises a deflector 314 which projects inside the first channel 142, and is interposed to entertain a flow of air in an oblique direction facing the pillar 304 which, in The absence of the deflector 314 would impact the upper part of the turbine 130 and cause it to rotate in the opposite direction to the desired direction.
  • the guide face 306 is for example concave. It can also be flat and, at the internal part of the deflector 314 (turbine side), concave. Or, this internal part of the deflector 314 can be partly solid and flat and form a reduced angle with the rest of the wall 306, so as not to form an angle which would be close to a right angle, and therefore which would cause air turbulence during the evacuation of wind flows from the mixed electrical energy generation system 10.
  • the internal part of the deflector 314 (turbine side) can be filled in a geometric shape of the solid pyramid type triangular and inverted base (apex pointing downwards) starting from the base of the deflector, located between a third and half of the height of the intermediate portion 307, at the level of the edge of this intermediate portion 307, and the top of the deflector 314 which joins with the ceiling 110 of the wind stage 30.
  • the shape and size of the deflector 314 can be adapted to increase its efficiency.
  • the median between the guide faces 305 of the first pillar and 306 of the fourth pillar is a virtual surface defined by the set of midpoints of line segments between the guide faces 305 of the first pillar and 306 of the fourth horizontal pillar and orthogonal to the main direction of wind flow impacting the face 136.
  • Figure 2 schematically represents in top view the mixed electrical energy generation system 10 and the intersection 312 (shown in dotted lines) of the median surface with the floor 100.
  • Figure 3 schematically represents with a view to above the mixed electrical energy generation system 10 and the intersection 312 (shown in dotted lines) of the median surface with the ceiling 110.
  • the median of the first channel 142 is thus a virtual surface formed by all of the intersections 312 to different heights, and can have complex geometry depending on the shape of the guide faces.
  • the “upstream” portion 145 of the first channel 142 guides the air flow off-axis relative to the vertical axis of the rotating shaft 135.
  • the median (represented by its intersection with the floor 100 in Figure 2) is oriented offset relative to the axis of the turbine 130.
  • the first channel 142 the lateral surfaces of which are defined by the guide faces 305 of the first pillar and 306 of the fourth pillar, is offset relative to the axis of the turbine 130.
  • the air flow impacts the turbine at the level of its exposed blades.
  • the mixed electrical energy generation system could thus be installed so that this preferred direction of wind flow is substantially parallel to the median surface of the first channel 142, in order to make the most of the potential energy of the local wind resource.
  • the guide face 305 of a pillar and the intermediate portion 307 of a neighboring pillar together defining the entrance to a channel complement each other to entertain the air flows likely to impact the rotor of the turbine in the direction opposite to its direction of rotation.
  • the respective contributions of the guide face 305 of a pillar and of the intermediate portion 307 of the neighboring pillar differ, and together contribute to forming a significant diversion effect.
  • the wind flow coming from the first channel 142 is diverted by the face 306 of the third pillar 303 to flow out of the mixed electrical energy generation system via the third face 138 and the fourth side 139, or even the second side 137.
  • the “upstream” portion 147 of the second channel 144 has the geometry which has just been described above, so that the median of the guide face 306 of the first pillar 301 and the guide face 305 of the second pillar 302 is oriented offset relative to the axis of the turbine 130.
  • the median of the guide face 306 of the second pillar 302 and of the guide face 305 of the third pillar 303 is oriented offset relative to the turbine axis 130.
  • the median of the guide face 306 of the third pillar 303 and of the guide face 305 of the fourth pillar 304 is oriented offset relative to the turbine axis 130.
  • Cables carrying electrical energy through this floor can pass inside the pillars 300.
  • a level, or stage, of transformation of wind energy into kinetic energy is also described in this text as a “wind” level or stage.
  • a mechanical or digital display device can be arranged between or overlap the junction between two consecutive levels of the mixed electrical energy generation system 10. For example, a strip is provided which is installed overlapping on the junction of the first and second floors. A mechanical or digital display device could also be installed on part of a pillar 300.
  • the apex portion 60 comprises three photovoltaic solar panels in the shape of a triangle 140, 170.
  • the fourth side may not be equipped with panels solar.
  • One side of the triangle-shaped photovoltaic solar panels 140 rests on the edge of the ceiling 110 of the wind stage 30.
  • Said side of said triangle-shaped photovoltaic solar panels 140 is of the same length as the edge of the ceiling 110 of the stage wind turbine 30.
  • the other two sides of the triangles are longer than the edge of the ceiling.
  • two edges of the lateral photovoltaic solar panels 140 can rest on the central photovoltaic solar panel 170 in the shape of a triangle while being inclined at a slope of 30° to 60°, or even less, relative to the horizontal, thus forming a pyramid.
  • the central photovoltaic solar panel 170 is surrounded by two lateral photovoltaic solar panels 140 of the same shape and the same dimension and said central photovoltaic solar panel 170 is fixed on each of the edges of said lateral solar panels 140.
  • a single panel could be used solar, inclined or horizontal.
  • the three photovoltaic solar panels in the shape of a triangle thus form three faces and the top of a pyramid whose sides include solar panels.
  • Another option not illustrated consists of positioning a single standard rectangular photovoltaic solar panel inclined for example at 45° in place of the three photovoltaic solar panels 140, 170 in the shape of a triangle, using a frame fixed on the ceiling 110 of the floor wind turbine 30.
  • the sheathed electrical wires not shown of the photovoltaic solar panels 140 and 170 pass through the floor 100 and the ceiling 110 of the wind stage 30 of the mixed electrical energy generation system 10 and through the pillars 300 of the wind stage 30, and are connected in parallel to the circuit constituted by the electrical wires connected to the photovoltaic solar panels 80 of the solar stage 90 after converters have set an identical voltage before this parallel connection.
  • a simplified electrical diagram we group solar panels of the same size and same orientation, and therefore of the same voltage, into groups each having its converter (these distinct groups of solar panels therefore each have their converter), so as not to have a voltage difference.
  • converters transform the voltages of the different groups into a voltage fixed in advance, and corresponding for example to the storage voltage, for example 12 volts or 24 volts.
  • a wind turbine will be managed in this electrical diagram like solar panels, that is to say with a converter which is its own, which is dedicated to it, and with an identical voltage and fixed in advance by the converter, for example 12 volts or 24 volts. Then the electricity coming from a storage battery passes through an inverter before being transformed into alternating current at 220 volts for example, and consumed/used on site.
  • a trapezoidal shape can be provided for the solar panels at the level of the solar stage 40 and/or 90.
  • the mechanical or digital display devices can be electrically powered directly by the mixed energy generation system 10.
  • base 20 may comprise a quadrilateral shape other than a square.
  • the mixed electrical energy generation system comprises four edges extending from the base 20 to the top, and a pillar 300 is arranged at each edge.
  • the photovoltaic panels of the apex portion are rectangular in shape.
  • the first floor comprises eight facets, where two neighboring rectangular facets are connected by a triangular facet.
  • the base of the mixed energy generation system is not necessarily square. It can be rectangular for example, or more generally quadrilateral.
  • the mixed electrical energy generation system 10 may comprise a different number of stages, in particular a different number of solar and/or wind stages. For example, three wind stages or sub-stages can be provided. These stages may have channels oriented according to one or more local dominant wind directions.
  • a mixed electrical energy generation system 10 can have a strictly pyramidal shape, or be pyramidal in sections.
  • Figure 4 thus represents a second embodiment of a mixed electrical energy generation system 10, in which the wind stage 30 is not pyramidal in shape, but cylindrical.
  • the pillars 300 can have a profiled shape, with a substantially triangular profile.
  • the intermediate portion 307 comprises a vertical face aligned with the edge of the floor 100 and the edge of the ceiling 110.
  • the guide faces 305 and 306 can be convex or curved vertical faces, as visible in Figure 5.
  • Figure 5 also shows the case of a wind flow arriving with an incidence imparting the mixed electrical energy generation system 10 from the corner of the pillar 304.
  • a main part 316 of the wind flow enters the mixed electrical energy generation system 10 by the side face 139, and is guided to drive the rotation of the turbine 130 in the direction of clockwise in the figure.
  • a small part 317 of the wind flow enters the mixed electrical energy generation system 10 via the side face 136, and risks causing the rotation of the turbine
  • the intermediate portion 307 is dimensioned and profiled for this purpose. Certainly, the intermediate portion 307 could be even more extended, which would be beneficial for the orientation presented, but this would be to the detriment of the wind flow portion impacting the turbine 130 according to another incidence (for example facing the lateral face 136). The dimensioning of the intermediate portion 307 can therefore depend on the local wind potential.
  • edge 321 between the intermediate portion 307 and the guide face 306 is arranged in a virtual channel 322, extending in the direction facing the lateral face 136 considered between the tangent 323 to the rotation envelope of the turbine 130 (passing through point R1) and its parallel 324 passing through the half-radius R2 of turbine 130 on the same side of axis 135.
  • One embodiment also differs from the embodiment of Figure 1 in that at least one wind stage is also equipped with photovoltaic panels.
  • the outer edges of the pillars can be equipped with photovoltaic solar panels.
  • One embodiment also includes two levels each of both wind and solar.
  • the two wind stages are directly superimposed on each other, without the interposition of a solar stage.
  • the envelope of the wind stages is a truncated pyramid. Consequently, in this example, the walls carrying the photovoltaic panels in the wind stages are inclined. Alternatively, they could be vertical.
  • the orientations of the two wind stages can be identical or different.
  • the two wind stages can be directly superimposed on one another, without the interposition of a solar stage in other embodiments.
  • an element of rounded shape is arranged so as to guide the winds blowing on an inclined plane (for example on solar panels inclined at 45°) and directing towards a horizontal plane where a turbine is installed.
  • This rounded (convex) shaped element is installed at the top of a floor and/or at the bottom of a floor at floor level, upstream of the turbine, or is an element installed between a solar stage and a wind stage .
  • the floor of a wind turbine stage can have the rounded shape of a portion of a sphere.
  • the dimension of the sphere portion is such that the horizontal circle obtained by intersection of the sphere portion with a horizontal plane is inscribed in or circumscribed by a square base defined by the underlying floor.
  • the angle of inclination of the floor relative to the horizontal, at the level of the outer edge of the floor, is less than the inclination of the floor plan lower compared to the horizontal. Then the inclination of the sphere portion gradually decreases, towards the top of the sphere portion.
  • the floor of the wind stage forms a portion of a sphere, like a spherical cap, from the outer edges of the floor of the wind stage to its summit. Its summit, its apex, corresponds to the center of the square of the wind stage, and therefore to the axis of a turbine.
  • the rotation shaft of the turbine, or the bearing thereof is placed at the level of the apex, the top of the spherical cap.
  • the inclination of a portion of a sphere begins at the edge of a floor of a wind stage, between 30 and 45°, or even less than 30° relative to the horizontal, and is essentially determined by the inclination of the lower floor.
  • the inclination of the portion of the sphere representing the floor of the wind stage can begin with example at 45°, or even less, at 35° for example, before gradually decreasing towards the top of the sphere portion.
  • the inclination of the sphere portion can start for example at 30°, or even less, at 25° for example, before gradually decreasing towards the top of the sphere. the portion of the sphere.
  • the geometry of the four pillars 300 arranged at the four corners of a wind stage is adapted to the surface of this portion of the sphere.
  • a pillar 300 may comprise a projection 315 projecting from a side face.
  • FIG. 7 now presents a third embodiment of the invention.
  • This embodiment comprises, from bottom to top, a first solar stage 90, a first intermediate level 318 which will be described in more detail below, a first wind level 30 such as that of the embodiment described above in relation with Figure 4, a second intermediate level 319, a second wind level 50 such as that described above in relation to the first embodiment, and an apex 60.
  • the first solar stage 90 is similar to that described above.
  • the panels can be inclined close to vertical to reduce the footprint, for example inclined between 60° and 80°.
  • certain faces may have different inclinations.
  • inclined faces as shown in Figure 7, and one or more faces more inclined (for example between 30° and 60°), or less inclined (for example vertical).
  • the two wind levels 30 and 50 although of different architectures, have the same orientation as each other, and are arranged according to the main orientation of the wind at this location. These two wind levels 30 and 50 make it possible, for example, to install two different turbines, to address different winds with specific turbines, and generally to make the best use of the potential energy of the local wind source, and this in a compact device format.
  • the apex 60 comprises a horizontal face which includes several solar panels 80 inclined relative to the plane of the face.
  • the successive panels are for example inclined alternately so as to produce a general wavy shape.
  • the angle of the panels in relation to the face is for example 20° to 50° for some and 130° to 160° for others. Different shapes are possible to adapt to its environment.
  • the mixed electrical energy generation system 10 comprises an intermediate level 318, 319, provided either with solar panels or with a mechanical or digital display device, which can be on a flat surface or in the shape of rounded (forming for example an entire cylinder or truncated cone of revolution, or a half-cylinder or a quarter of a cylinder, a half or quarter of a truncated cone).
  • This additional level may be lower than the other levels described above.
  • This mechanical or digital display device can be installed vertically, or tilted between 20° and 60° to be used to guide wind/wind flows towards the upper or lower part of the mixed generation system. electrical energy 10, for example a wind stage.
  • intermediate level 318 and/or intermediate level 319 may be deleted.
  • the ceiling of wind stage 30 can directly be the ceiling of wind stage 50.
  • the intermediate levels 318 and 319 are significantly higher than in Figure 7.
  • Solar panels are arranged there, at an inclination between 30° and 45°, of so that the intermediate level 318, apart from recovering solar energy, also helps to ensure that the wind flows arriving from the lower level 90 flow from an inclined plane, at 60° for example, or from a vertical plane at (90°), towards a horizontal plane at the level of the wind turbine stage 30 located above, where a turbine is installed.
  • the same principle applies to the intermediate level 319 opposite the wind stages 30 and 50.
  • Figure 9 shows a variant of Figure 1, comprising three levels.
  • the first floor 90 the base of which is square in shape, is significantly higher than that of the embodiment of fig.1, and comprises solar panels 80 on two faces exposed south-east and south-west in the hemisphere. north (instead of three faces for the embodiment of Figure 1), which faces are coplanar with the corresponding faces of the second floor 30 and the apex 60. The angle formed by these two sides is exposed South in order to optimize the recovery of solar energy.
  • the other two sides of the first floor 90 each have several sub-levels. Two sublevels on the same side form an angle.
  • the lower sublevel 325 is vertical and can accommodate a mechanical or digital display device, as well as access to the interior space of the mixed electrical energy generation system.
  • the angle of these two vertical sides faces North.
  • the upper sub-level 326 located above the lower sub-level 325, has an inclination, for example an inclination identical to the inclination of the two south-east and south-west sides. These two sides are equipped with 80 solar panels at the upper sublevel 326.
  • One of the advantages of this embodiment is the reduction in the footprint of the mixed electrical energy generation system 10, which allows the optimization of the production of electrical energy per meter -square on the ground.
  • Another advantage is a reduction in the materials used for the manufacture of a mixed electrical energy generation system 10.
  • Yet another advantage is the possibility of using part of the first level for a specific purpose, with modifications necessary to this, particularly in terms of the safety and stability of the mixed electrical energy generation system 10.
  • a variant of Figure 9 consists of adapting this device by installing the wind 30 and solar 10 stages of Figure 4 to the location of the wind 30 and solar 60 stages, respectively, in Figure 9.
  • the pillars 300 arranged vertically or inclined in a wind stage of a mixed electrical energy generation system 10, can be installed on a main base (a first solar stage) exposing to the sun either two sides or three sides.
  • the fourth side is the least exposed to the sun and may consist of a vertical wall, rather than a plane inclined. This configuration allows for less floor space and fewer materials used, which ultimately allows for optimization of the production of electrical energy per square meter of floor space.
  • the third and fourth sides are least exposed to the sun and may consist of a vertical wall, rather than of an inclined plane. This allows for even less footprint and fewer materials used, for optimization of the production of electrical energy per square meter of land.
  • the mixed electrical power generation system 10 may include a safety system to manage violent winds.
  • the safety system is adapted to reduce or stop and divert the air flow towards a turbine in the event of violent wind.
  • the safety system can for example include a hatch closed in the rest position, and open in the event of strong wind, to divert part of the air flow and prevent it from reaching the turbine concerned.
  • a hatch is placed in the air flow channel upstream of the turbine. Maintaining the hatch in the closed position can be ensured by any appropriate device, for example by spring or magnet.
  • the safety system can be a passive system, the closing device being sized to ensure closure up to a certain threshold of force applied to the hatch.
  • an active safety system comprising an actuator adapted to place the hatch towards its open configuration, and controlled from measurements characterizing a violent wind, such as an anemometer or a barometer arranged in any suitable place.
  • a vertical part of a pillar deploys from its closed position (pillars as represented in these figures), and pivots around a vertical axis using jacks for example to position itself at the edge of a side face, and making a junction with either a another pillar which is close to it, either with the vertical wall of the other pillar of the same side face, which is also unfolded, or runs along the edge of the same side face, and is also positioned on the edge of the wind stage.
  • Another embodiment against violent winds consists of a hermetic envelope - made of any suitable material - of a generally cylindrical shape of revolution which is positioned around the turbine, or unrolls around the turbine from a storage space / storage of this envelope arranged at ceiling level and/or from the upper floor, or at floor level and/or from the lower floor, which envelope would aim to prevent exposing the turbine to flows violent wind turbines crossing the air channels of the mixed electrical energy generation system 10.
  • four hermetic envelopes - made of any suitable material - could also close respectively the entrance of the four air channels, and be actuated, for example, by retractable cylinders, which would be housed in the floor and/or the ceiling of the wind stage.
  • the triggering, opening and closing devices can be actuated by an active safety system comprising suitable opening and closing actuators, and controlled from measurements characterizing a strong wind, such as an anemometer or barometer placed in any suitable location.
  • the electricity produced by the mixed electrical energy generation system 10 is either consumed on site, or stored on a battery of accumulators, or more generally especially type of battery or any type of capacitor, or injected into the network.
  • the invention is not limited to the embodiments presented and other embodiments will be clearly apparent to those skilled in the art.
  • the geometry, shape, structure and profiling of a pillar 300 are adapted according to its inclination, the overall dimension of the mixed energy generation system 10, the local wind potential and other parameters , in order to ensure the functions of guidance, stability and/or resistance, solidity. This applies to the different elements of the device, such as for example the deflector 314.
  • the mixed electrical energy generation system 10 may include one or more non-photovoltaic thermal solar panels instead of or in addition to the photovoltaic electrical panels presented above. The technical elements of thermal energy recovery from these solar panels are then arranged in the interior space.
  • Either of the above systems may also include a surge protector.
  • the invention thus provides a range of products which can each be adapted to a local need or to local characteristics in terms of sunshine and/or wind, in particular potential energy from wind and/or solar sources.
  • a method of selection or sizing of one or more mixed electrical energy generation systems is provided.
  • the mixed energy generation system is for example installed so that one or more air channels are oriented according to one or more local dominant wind directions. The use of several air channels with different orientations makes it possible to collect the wind regardless of its dominant orientation.
  • the mixed electrical energy generation system may include a lighting system.
  • the lighting system can thus be electrically powered by energy harvested from wind or solar sources. It can also accommodate signage elements or systems.
  • holding bars 320 are used to hold the pillars 301, 302, 303, 304 together. These support bars are for example arranged at the level of the ceiling 110.
  • a cross can be provided whose center is at the level of the axis 135 and the ends at the level of the pillars, and/or a frame, or other arrangements.
  • grids or a protective net located upstream and downstream of a wind turbine, on all four faces, are positioned so as to prevent an animal from coming into contact with the rotor of a wind turbine. turbine.
  • a generator can be associated with a turbine in the form of a monobloc assembly, the generator being inseparable from the turbine.
  • a generator can be separately connected by a rotating shaft of a certain length to the turbine, generator and turbine forming two separate elements.
  • the envelope can be made removable by relation to the pillar.
  • the envelopes can all be identical to each other. Alternatively, they differ from each other. For example, an envelope can be sized according to the local wind potential.
  • the technical architecture of the wind stage allows wind flows, particularly when they are quite strong and turbulent, to be less turbulent and more regular during their impact on the turbine.
  • the technical architecture of the wind stage reduces the turbulence of the wind flows incident on the rotor of the turbine, provides more linearity, therefore generally reduces the mechanical constraints relating to the rotation of the turbine, which consequently increases the duration of operational life of the wind module.
  • the rotation of the turbine being more regular (there are fewer jerks in the rotation), there is less amplitude to manage for the electronic card of the wind system, which makes it possible to improve, optimize the production of electricity from wind power.

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Abstract

Le système mixte de génération d'énergie électrique comprend un étage de transformation d'énergie éolienne en énergie cinétique (30) comprenant au moins un plancher (100) et un plafond (110). L'étage de transformation d'énergie éolienne en énergie cinétique (30) comprend un premier et un deuxième canaux (142, 144) sécants, et une turbine éolienne (130) d'axe vertical disposée en la région d'intersection. L'étage de transformation d'énergie éolienne en énergie cinétique (30) comprend un pilier (301) qui s'étend entre le plancher (100) et le plafond (110) en amont de la turbine (130), et comprend une face de guidage (305) qui définit une première surface de guidage de la portion amont (145) du premier canal (142). La portion amont (145) du premier canal (142) présente une géométrie dont la médiane est orientée désaxée par rapport à l'axe de la turbine (130).

Description

Système mixte de génération d’énergie électrique
DOMAINE DE L’INVENTION
[01] La présente invention se rapporte à un système mixte de génération d’énergie électrique.
[02] Plus précisément, l’invention se rapporte à un appareil de forme générale conique qui transforme les énergies solaire et éolienne en énergie électrique et dont l’architecture comporte au moins deux étages.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[03] Dans le domaine des énergies renouvelables, il est connu des dispositifs pour exploiter des énergies dites renouvelables, c’est-à-dire non polluantes, sans émission de CO2, disponibles dans la nature sans limitation mais de façon non continue. Deux sources d’énergie renouvelables sont en pleine expansion pour remplacer des sources d’énergie polluantes : l’énergie solaire et l’énergie éolienne.
[04] Le document US9347689 est un exemple dans lequel un système mixte de génération d’énergie électrique est divulgué et comprend une pluralité de panneaux solaires photovoltaïques configurés en forme pyramidale et de turbines pour récupérer le maximum d’énergie renouvelable sur le minimum d’emprise au sol.
[05] Le système mixte comprend une turbine centrale et des turbines périphériques disposées dans des étages intermédiaires entre deux étages successifs de panneaux solaires photovoltaïques. Le but de cette structure est d’utiliser de façon optimisée différentes sources d’énergie renouvelable pour fournir de l’énergie aux utilisateurs. Ce dispositif permet la mise en œuvre de la récupération de plusieurs énergies renouvelables sur une même installation, qui est annoncé comme une solution moins complexe et moins coûteuse. Les turbines sont montées à la base des panneaux solaires photovoltaïques.
[06] Toutefois, la récupération de l’énergie éolienne n’est pas optimisée dans ce dispositif. L’énergie éolienne n’est pas récupérée sur les faces qui ne sont pas face à la direction principale du vent. La turbine centrale reçoit peu d’énergie éolienne car le flux d’air est filtré par le réseau de turbines sur la face de la pyramide orientée face au flux d’air du vent dominant. La multiplicité des turbines sur les flancs inclinés rend l’optimisation de la récupération de l’énergie éolienne complexe. L’espace intérieur du dispositif, en dehors de la turbine verticale centrale, n’est pas exploité pour récupérer de l’énergie, ni éolienne, ni solaire. Cet espace doit rester le plus dégagé possible pour éviter de perdre une partie de l’énergie éolienne. À l’exception de la récupération de l’énergie éolienne résiduelle, l’espace occupé par rapport au rendement effectif n’est pas optimisé. Le soutènement de la structure vient en plus perturber la récupération de l’énergie éolienne en perturbant le flux d’air créé par le vent.
[07] L’invention vise notamment à améliorer le dispositif introduit par le document US9347689 afin d’augmenter le rendement de production d’énergie électrique en exploitant l’ensemble de l’espace disponible à chaque étage de façon optimale tout en assurant une solidité suffisante à la structure du dispositif qui doit résister à une exposition à d’éventuels vents puissants.
[07a] WO 2015/101 ,761 décrit une architecture de système mixte de génération d’énergie électrique de forme pyramidale. Toutefois, l’architecture comprend deux hélices contra-rotatives, ce qui est un système complexe. Ce document, ainsi que
JP 2011/058429, CN109838348, US10,648,452, décrivent la mise en œuvre de nombreuses lames déflectrices en amont de la turbine.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
[08] Ainsi, l’invention se rapporte à un système mixte de génération d’énergie électrique comprenant :
- au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique comprenant au moins un plancher et un plafond,
- au moins un étage de transformation d’énergie solaire en énergie électrique, lesdits étages étant superposés selon une géométrie tronconique, l’étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique comprenant au moins un premier et un deuxième canaux comprenant chacun au moins une portion amont, les premier et deuxième canaux étant sécants en une région d’intersection, et au moins une turbine éolienne d’axe vertical disposée en la région d’intersection, l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique comprenant exactement quatre piliers s’étendant chacun entre le plancher et le plafond en amont de la turbine côté portion amont d’un canal, et comprenant une face de guidage définissant une première surface de guidage de la portion amont dudit canal, ladite portion amont dudit canal présentant une géométrie dont la médiane est orientée désaxée par rapport à l’axe de ladite turbine, la face de guidage d’un pilier est une première face de guidage pour le premier canal, ledit pilier comprenant en outre une deuxième face de guidage définissant une deuxième surface de guidage de la portion amont d’un deuxième canal, ladite partie amont du deuxième canal présentant une géométrie dont la médiane est orientée désaxée par rapport à l’axe de ladite turbine, le système mixte de génération d’énergie électrique comprend une portion intermédiaire entre les première et deuxième faces de guidage, la portion intermédiaire déviant hors du deuxième canal un écoulement éolien incident face audit pilier, et dans lequel une arête entre la portion intermédiaire et la face de guidage est disposée dans un canal virtuel, s’étendant dans la direction face à la face latérale entre la tangente à l’enveloppe de rotation de la turbine et sa parallèle passant par le demi-rayon de la turbine du même côté de l’axe de rotation de la turbine.
[09] Par « système mixte de génération d’énergie électrique », on désigne un système capable de transformer au moins deux formes d’énergie renouvelable, l’énergie solaire et l’énergie éolienne, en une énergie électrique standardisée.
[10] Grâce à ces dispositions, l’appareil offre une configuration permettant de diriger l’écoulement éolien en direction des pales de la turbine. Ainsi, la captation du vent se fait sur un plus grand angle solide qu’avec des éoliennes installées de façon classique, c’est-à dire installées simplement sur un mat. Ces dispositions permettent d’augmenter indirectement la surface de balayage du rotor de la turbine éolienne, donc d’augmenter la quantité d’énergie électrique produite.
[11] Selon différents aspects, il est possible de prévoir l’une et/ou l’autre des caractéristiques ci- dessous prises seules ou en combinaison.
[12]
[13] Selon une réalisation, la portion intermédiaire comprend un déflecteur adapté pour dévier hors du deuxième canal un écoulement éolien incident face au pilier.
[14]
[15] Selon une réalisation, la deuxième face de guidage est adaptée pour guider un écoulement éolien en aval de la turbine vers au moins deux faces latérales distinctes pour un écoulement entrant au niveau d’une autre face latérale face à la deuxième face de guidage.
[16] Selon une réalisation, la face de guidage comprend une première paroi adapté pour guider un écoulement éolien incident vers la turbine et une deuxième paroi adaptée pour guider un écoulement éolien incident en direction d’un apex.
[17] Selon une réalisation, des câbles électriques passent à travers l'au moins un pilier. [18] Selon une réalisation, l’au moins un pilier est vertical ou incliné d’un angle compris entre 30° et 85°, de manière préférée entre 45° et 60°.
[19]
[20] Selon une réalisation, les piliers sont identiques.
[21] Selon une réalisation, l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique surplombe l’au moins un étage de transformation d’énergie solaire en énergie électrique.
[22] Selon une réalisation, l’au moins un étage de transformation d’énergie solaire en énergie électrique surplombe l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique.
[23] Selon une réalisation, l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique comprend également au moins un panneau solaire adapté pour la transformation d’énergie solaire en énergie électrique.
[23a] Selon une réalisation, au moins un pilier comprend une portion structurelle interne exerçant la fonction porteuse, et une enveloppe externe amovible par rapport à la portion structurelle, et comprenant ladite face de guidage.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
[24] Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous :
[25] La figure 1 est une vue en perspective qui représente schématiquement partiellement un premier mode de réalisation.
[26] La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe de dessus du premier mode de réalisation au niveau de la jonction du plancher et des piliers.
[27] La figure 3 est une vue en coupe de dessus au niveau de la jonction du plafond et des piliers du mode de réalisation des figures 1 et 2.
[28] La figure 4 est une vue schématique similaire à la figure 1 pour un deuxième mode de réalisation.
[29] La figure 5 représente schématiquement une vue de dessus d’un étage éolien du deuxième mode de réalisation, avec des piliers de géométrie différente de ceux de la figure 4.
[30] La figure 6 est une vue en perspective d’une variante de réalisation d’un pilier du deuxième mode de réalisation.
[31] La figure 7 est une vue en perspective d’un troisième mode de réalisation.
[32] La figure 8 est une vue similaire à la figure 5 pour un autre mode de réalisation.
[33] La figure 9 est une vue en perspective d’un autre mode de réalisation.
[34] Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
[35] Dans la présente description, on désigne généralement par « Turbine » une turbine éolienne convertissant une énergie éolienne en énergie mécanique, laquelle est ensuite convertie en énergie électrique partout moyen approprié. Ces turbines éoliennes peuvent être de tout type compatible avec les modes de réalisation de l’invention présentés.
[36] Le système mixte de génération d’énergie électrique 10 tel que représenté à la figure 1 est un mode de réalisation qui comprend deux étages 90, 30, et une portion d’apex 60. La forme générale du système mixte de génération d’énergie électrique 10 est pyramidale. Le système mixte de génération d’énergie électrique 10 est typiquement disposé sur le sol, un bâti ou sur des piliers dans l’orientation représentée. Au sol, il est par exemple installé en bord de route, sur un terrain jouxtant une bretelle d’accès d’autoroute ou jouxtant le parking d’un péage d’autoroute. Il est par exemple installé sur un parking, un rond-point, un jardin, un terrain vague ou en friche non utilisé ou simplement un terrain avec une nouvelle affectation (produire de l’énergie à partir d’énergies renouvelables), être intégré à un lotissement de plusieurs maisons. Il est aussi par exemple installé sur une maison, un immeuble, un bâtiment, une usine, un parking aérien, un toit-terrasse, un garage fermé, un abri-voiture reposant sur des piliers, un abri de jardin, un abri de piscine, un abri-bus ®, un bateau, un local à vélos sécurisé avec postes de charge électrique, ou intégré à une ombrière de parking. Il peut aussi être installé par exemple sur ou proche d’une unité de production d’hydrogène. Il peut aussi être installé par exemple au sein d’une station de recharge électrique, être intégré à l’architecture d’une borne de recharge électrique, ou bien être installé sur une plateforme de recharge électrique. Par exemple une plateforme de recharge électrique pourrait reposer sur une structure composée de piliers et être disposée au-dessus de stationnements dédiés au rechargement de véhicules électriques et permettant de mettre ces véhicules, pendant leur recharge, à l’abri des éléments tels que la pluie, la neige, le soleil (la climatisation d’un véhicule électrique consommant beaucoup d’énergie), etc. Au global, les applications d’un système mixte de génération d’énergie électrique 10 sont multiples et variées, et adaptées aux différentes réglementations et normes existantes. Selon encore un exemple, une partie du système mixte de génération d’énergie électrique 10 repose sur un bâti, et une autre partie sur une autre structure, tel que des piliers. Il peut notamment être intégré dans le bâti dès la conception et la construction de celui-ci. Sa hauteur est par exemple de 1 mètre à 12 mètres environ. Le système mixte de génération d’énergie électrique 10 peut ainsi être installé sur une petite ou moyenne surface, d’environ dix mètres carrés à quelques centaines de mètres carrés, pour produire de l’énergie électrique à partir d’énergies renouvelables. La conception d’un système mixte de génération d’énergie électrique 10 permet une grande adaptabilité et modularité de ses étages éoliens et/ou solaires. Ainsi, dans le cas d’un abri-voiture, une partie du volume intérieur du premier étage d’un système mixte de génération d’énergie électrique 10 peut être affecté à cet usage d’abri-voiture, de garage, avec les adaptations nécessaires, notamment de sécurité. De même, pour un abri-jardin, une partie du volume intérieur du premier étage d’un système mixte de génération d’énergie électrique 10 peut être affecté à cet usage d’abri de jardin, également avec les adaptations nécessaires. Ces applications pourraient être envisagées par exemple avec le mode de réalisation de la Figure 9, avec les adaptations nécessaires, notamment de sécurité. Dans cette invention, où la verticale joue un rôle au vu du trajet du soleil et de l’écoulement laminaire du vent, on utilisera les notions classiques de « haut » et de « bas » par référence à la direction verticale et à l’orientation représentée sur la figure 1 .
[37] Chaque étage comprend un plancher et un plafond.
[38] La base 20 comprend quatre côtés disposés selon une forme carrée.
[39] Le premier étage 90 s’étend vers le haut depuis la base 20, et présente une forme rétrécissante vers le haut depuis la base 20. Il comprend par exemple des façades 35 inclinées selon une inclinaison de 30° à 85°, par exemple de 45° à 60°, par exemple à 45°. La hauteur du premier étage 90 est par exemple comprise entre 0,7 m et 8 m. Sur trois parties inclinées successives de façades 35 du premier étage 90 le long de la périphérie de celui-ci, des panneaux solaires photovoltaïques 80 sont fixés. La quatrième partie inclinée (non visible sur la figure 1) peut être dépourvue de panneaux solaires, surtout si elle est orientée majoritairement selon une orientation moins exposée au soleil. La quatrième partie inclinée (ou une autre portion du premier étage 90) peut ainsi porter un dispositif d’affichage mécanique ou digital.
[40] La quatrième partie inclinée peut également comporter une grille pour la dissipation de chaleur des composants intérieurs. Le premier étage 90 définit un espace intérieur à l’intérieur duquel sont disposés les appareils nécessaires à la génération d’un courant électrique qui répond à une certaine norme, et à la gestion et/ou au stockage de la production d’énergie électrique des étages supérieurs. Le premier étage 90, et par exemple la quatrième partie inclinée dépourvue de panneaux solaires, peut être munie d’une trappe d’accès permettant d’accéder à l’espace intérieur.
[41] Les panneaux solaires photovoltaïques 80 sont connectés à des fils électriques gainés non représentés qui relient les panneaux solaires photovoltaïques 80 à des appareils positionnés dans l’espace intérieur, et destinés à traiter le courant électrique pour le transformer en courant alternatif ou bien pour le stocker. Dans l’espace intérieur, on peut ainsi trouver un régulateur de charge pour les panneaux solaires photovoltaïques 80, ou un régulateur pour une zone d’un côté, lequel côté est divisé en plusieurs zones pour récupérer l’énergie solaire, ou bien encore un régulateur de charge pour chaque panneau solaire installé sur un côté. On peut également utiliser des régulateurs de charge distincts pour les différentes faces équipées de panneaux solaires photovoltaïques. Dans l’espace intérieur est aussi positionné un générateur de courant alternatif classique non représenté destiné à transformer une énergie cinétique issue d’au moins un arbre de rotation en mouvement en un courant électrique. Dans l’espace intérieur, on peut encore trouver un ou plusieurs disjoncteurs adaptés pour protéger le système de conditions extrêmes de fonctionnement (surchauffe, surtension, etc...), des composants d’un parafoudre, des dispositifs de sécurité et d’arrêt d’urgence d’une turbine, etc...
[42] Le premier étage 90 peut également comprendre des éléments permettant de fixer le système mixte de génération d’énergie électrique 10 à la surface sur le sol ou le bâti sur lequel il repose afin d’éviter tout déplacement intempestif.
[43] Un niveau, ou étage, de conversion d’énergie solaire en énergie électrique est également qualifié dans le présent texte de niveau ou étage « solaire ».
[44] Le plancher 100 du deuxième étage, formant un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique 30, s’étend des bords supérieurs des panneaux solaires 80, recouvrant ainsi de façon étanche le premier étage 90 sans déborder au-delà des bords supérieurs des panneaux solaires, et est percé en son centre d’un trou d’un diamètre suffisant pour laisser passer au moins un arbre rotatif 135 (représenté sur la figure 5 pour un deuxième mode de réalisation). Il repose sur une structure sous-jacente comprise dans l’espace intérieur et non représentée. Ainsi, le plancher 100 ne crée pas d’ombre sur les panneaux solaires photovoltaïques 80 fixés sur trois des quatre parois latérales du premier étage 90. La structure au sein de l’espace intérieur laisse suffisamment d’espace libre pour positionner les éléments nécessaires au traitement de l’énergie générée par le système mixte de génération d’énergie électrique 10.
[45] Cet étage 30 s’étend de manière rétrécissante depuis le plancher 100 vers un plafond 110. Dans cet exemple de réalisation, le plancher 100 et le plafond 110 du deuxième étage 30 ont la même forme. Le plafond 110 présente une géométrie réduite de manière homothétique par rapport au plancher 100. La hauteur de cet étage 30 est par exemple de l’ordre de vingt centimètres à cinq mètres. Le deuxième étage 30, dont la base est de forme carrée, dispose de quatre faces latérales. Le deuxième étage 30 comprend une première face latérale 136 ouverte. La face latérale 136 définit l’entrée d’un premier canal d’air 142. Pour fixer les idées pour la suite de la description, le système mixte de génération d’énergie électrique peut être installé en un emplacement de manière à ce que la première face latérale
136 soit orientée face à la direction principale de vent en cet emplacement. Le deuxième étage 30 comprend une troisième face latérale ouverte 138 opposée à la première face latérale 136. Le deuxième étage 30 comprend également deux autres aces latérales 137, 139 opposées ouvertes. La face latérale
137 définit l’entrée d’un deuxième canal d’air 144. Le premier canal 142 est défini depuis la première face 136 en direction de la face opposée 138. Pour fixer les idées pour la suite de la description, on présume que, dans l’orientation présentée, un écoulement éolien est plus souvent présent dans le sens allant de la deuxième face latérale ouverte 137 vers la face 139 opposée. Le deuxième canal 144 est défini depuis la face 137 en direction de la face 139 opposée du système mixte de génération d’énergie électrique 10. Toutefois, l’invention est applicable à une orientation opposée de cet écoulement.
[46] Une turbine 130 est positionnée dans le premier canal 142. La présente description est donnée pour un sens préféré d’écoulement éolien dans le premier canal 142 allant de la première face 136 en direction de la face opposée 138, et représenté par une flèche sur la figure 1. La caractéristique « amont » se rapporte à la portion 145 du premier canal 142 en amont de la turbine 130, selon ce sens d’écoulement. Avec cette orientation, il existe vraisemblablement un sens préféré d’écoulement éolien dans le deuxième canal 144. Le sens préféré d’écoulement éolien dans le deuxième canal 144 va de la deuxième face 137 en direction de la face opposée 139, tel que représenté par une flèche. La turbine 130 est également positionnée dans le deuxième canal 144. La caractéristique « amont » se rapporte à la portion 147 du deuxième canal 144 en amont de la turbine 130 selon ce sens d’écoulement. Les premier et deuxième canaux sont sécants, et la turbine 130 est disposée à l’intersection des premier et deuxièmes canaux 142, 144. La turbine 130 peut ainsi être disposée au centre de l’étage éolien. La turbine comprend un arbre rotatif 135. Dans l’exemple présenté, la turbine 130 est une turbine d’axe vertical.
[47] Des paliers ou autres dispositifs à roulement à bille non représentés permettent de guider l’arbre rotatif 135 en rotation.
[48] L’arbre rotatif 135 est connecté à un rotor d’un générateur de courant alternatif classique non représenté, par exemple via un multiplicateur. Dans l’exemple présenté, l’éolienne est une éolienne à axe vertical, et l’arbre rotatif 135 s’étend verticalement vers le bas à travers une ouverture ménagée à cet effet dans le plancher 100 du deuxième étage 30 jusqu’au générateur électrique disposé dans l’espace intérieur. Selon certains modes de réalisations, l’arbre rotatif 135 pourrait s’étendre verticalement vers le haut à travers une ouverture ménagée à cet effet dans le plafond de l’étage situé au-dessus jusqu’à un générateur électrique qui y est disposé.
[49] Dans l’espace intérieur, l’arbre de rotation 135 est connecté au générateur de courant alternatif classique non représenté qui transforme l’énergie cinétique de l’arbre de rotation 135 en courant électrique alternatif. Le courant électrique ainsi généré est ensuite éventuellement transformé en courant continu par un régulateur, qui peut comprendre un redresseur, logé(s) dans l’espace intérieur du système mixte de génération d’énergie électrique 10, pour répondre à une norme standard de courant électrique. Un contrôleur combine alors les courants électriques provenant des différentes sources d’énergie.
[50] Comme visible sur la figure 1 , l’étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique 30 comprend des piliers 300. Chaque pilier 300 s’étend du plancher 100 au plafond 110 de l’étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique 30. Chaque pilier 300 peut supporter le ou les niveaux supérieurs (dans le présent mode de réalisation : l’apex 60). Selon un mode de réalisation, le pilier 300 est un pilier porteur conçu pour supporter structurellement le ou les niveaux supérieurs. Le pilier 300 comprend par exemple une enveloppe, visible sur la figure 1 , dessinée pour guider l’écoulement éolien, comme décrit ci-dessous, et une portion structurelle, à l’intérieur de l’enveloppe, exerçant la fonction porteuse. On prévoit un pilier 300 à chaque coin de l’étage de transformation d’énergie éolienne en énergie électrique 30. Seuls trois piliers 300 sont visibles sur la figure 1 . De plus, dans l’exemple présenté, tous les piliers 300 sont identiques. De cette façon, chaque face 136, 137, 138, 139 de l’étage éolien 30 se comporte de la même façon vis-à-vis de l’écoulement éolien incident sur cette face. La référence 301 est utilisée pour désigner un premier pilier disposé entre la portion amont 145 du premier canal 142 et la portion amont 147 du deuxième canal 144. Les références 302, 303 et 304 sont utilisées pour désigner les trois autres piliers en tournant dans le sens opposé des aiguilles d’une montre, quand vu de dessus, à partir du pilier 301 . La première face latérale 136 comprend ainsi les piliers 301 et 304 de part et d’autre de la portion amont 145 du premier canal 142. Le pilier 304 est identique au pilier 301 après une rotation de 90° autour d’un axe vertical. La description qui suit des piliers 301 et 304 est donc transposable à la description des autres piliers.
[51] Les piliers 301 et 304 définissent ensemble la portion amont 145 du premier canal 142. Le pilier 301 comprend une face de guidage 305 et le pilier 304 comprend une face de guidage 306 opposée à la face de guidage 305. Ces faces de guidage 305, 306 sont des faces pleines destinées à guider l’écoulement éolien. Le pilier 301 comprend en outre une portion intermédiaire 307 joignant ses faces de guidage 305 et 306. La portion intermédiaire 307 est une portion pleine, de sorte qu’aucun écoulement d’air n’est possible entre les faces de guidage 305 et 306 d’un même pilier.
[52] La face de guidage 305 comprend par exemple une paroi 308 pleine continue, et même coplanaire, avec l’étage 90 et l’apex 60, et une paroi 309, par exemple verticale. Cette paroi 308 est également coplanaire avec la portion intermédiaire 307 du pilier 304, disposée sur la même face latérale 136. L’arête entre les parois 308 et 309 peut être rectiligne, comme représenté, ou torsadée. La paroi 309 comprend par exemple un bord d’attaque 311 vertical s’étendant d’une extrémité supérieure de l’arête du plafond 110 jusqu’au plancher 100. Le positionnement du bord d’attaque 311 par rapport à la turbine peut être adapté pour augmenter son efficacité. La portion intermédiaire 307 est continue, et même coplanaire, avec l’étage 90 et l’apex 60. La portion intermédiaire 307 du pilier 304 est interposée pour divertir un écoulement d’air selon une direction en biais faisant face au pilier 304 qui, en l’absence de la portion intermédiaire 307, impacterait la partie supérieure de la turbine 130 et entraînerait celle-ci en rotation dans le sens opposé du sens souhaité. De plus, la portion intermédiaire 307 du pilier 304 comprend un déflecteur 314 qui fait saillie à l’intérieur du premier canal 142, et est interposé pour divertir un écoulement d’air selon une direction en biais faisant face au pilier 304 qui, en l’absence du déflecteur 314, impacterait la partie supérieure de la turbine 130 et entraînerait celle-ci en rotation dans le sens opposé du sens souhaité.
[53] La face de guidage 306 est par exemple concave. Elle peut aussi être plane et, au niveau de la partie interne du déflecteur 314 (côté turbine), concave. Ou bien, cette partie interne du déflecteur 314 peut être en partie pleine et plane et former un angle réduit avec le reste de la paroi 306, afin de ne pas former d’angle qui serait proche d’un angle droit, et donc qui provoquerait des turbulences d’air lors de l’évacuation des flux éoliens hors du système mixte de génération d’énergie électrique 10. Par exemple, la partie interne du déflecteur 314 (côté turbine) peut être remplie selon une forme géométrique de type pyramide pleine à base triangulaire et inversée (apex pointant vers le bas) commençant depuis la base du déflecteur, située entre un tiers et la moitié de la hauteur de la portion intermédiaire 307, au niveau de l’arête de cette portion intermédiaire 307, et le haut du déflecteur 314 qui fait jonction avec le plafond 110 de l’étage éolien 30. La forme et la dimension du déflecteur 314 peut être adapté pour augmenter son efficacité.
[54] La médiane entre les faces de guidage 305 du premier pilier et 306 du quatrième pilier est une surface virtuelle définie par l’ensemble des points médians de segments de droite entre les faces de guidage 305 du premier pilier et 306 du quatrième pilier horizontaux et orthogonaux à la direction principale d’écoulement du vent impactant la face 136. La figure 2 représente schématiquement en vue de dessus le système mixte de génération d’énergie électrique 10 et l’intersection 312 (représentée en pointillés) de la surface médiane avec le plancher 100. La figure 3 représente schématiquement en vue de dessus le système mixte de génération d’énergie électrique 10 et l’intersection 312 (représentée en pointillés) de la surface médiane avec le plafond 110. La médiane du premier canal 142 est ainsi une surface virtuelle formée par l’ensemble des intersections 312 à différentes hauteurs, et peut avoir une géométrie complexe en fonction de la forme des faces de guidage. Comme on peut le voir notamment sur cette figure, la portion « amont » 145 du premier canal 142 guide l’écoulement d’air de manière désaxée par rapport à l’axe vertical de l’arbre rotatif 135. En d’autres termes, la médiane (représentée par son intersection avec le plancher 100 sur la figure 2) est orientée désaxée par rapport à l’axe de la turbine 130. Cela signifie que le premier canal 142, dont les surfaces latérales sont définies par les faces de guidage 305 du premier pilier et 306 du quatrième pilier, est désaxé par rapport à l’axe de la turbine 130. Cela signifie que l’écoulement d’air impacte la turbine au niveau de ses pales exposées. Sur un site présentant un sens préféré d’écoulement éolien, le système mixte de génération d’énergie électrique pourra ainsi être installé de sorte que ce sens préféré d’écoulement éolien soit sensiblement parallèle à la surface médiane du premier canal 142, afin d’exploiter au mieux l’énergie potentielle du gisement éolien local.
[54a] La face de guidage 305 d’un pilier et la portion intermédiaire 307 d’un pilier voisin définissant ensemble l’entrée d’un canal se complètent pour divertir les écoulements d’air susceptibles d’impacter le rotor de la turbine dans le sens opposé à son sens de rotation. Selon la direction d’incidence du vent sur l’entrée du canal, les contributions respectives de la face de guidage 305 d’un pilier et de la portion intermédiaire 307 du pilier voisin diffèrent, et contribuent ensemble à former un important effet de diversion.
[55] Après avoir entrainé en rotation la turbine 130, l’écoulement éolien en provenance du premier canal 142 est diverti par la face 306 du troisième pilier 303 pour s’écouler hors du système mixte de génération d’énergie électrique via la troisième face 138 et la quatrième face 139, voire même la deuxième face 137.
[56] Dans un mode de réalisation où les piliers sont tous identiques, la portion « amont » 147 du deuxième canal 144 présente la géométrie qui vient d’être décrite ci-dessus, de sorte que la médiane de la face de guidage 306 du premier pilier 301 et de la face de guidage 305 du deuxième pilier 302 est orientée désaxée par rapport à l’axe de la turbine 130.
[57] En cas d’inversion du sens de l’écoulement éolien dans la première direction, la médiane de la face de guidage 306 du deuxième pilier 302 et de la face de guidage 305 du troisième pilier 303 est orientée désaxée par rapport à l’axe de la turbine 130.
[58] En cas d’inversion du sens de l’écoulement éolien dans la deuxième direction, la médiane de la face de guidage 306 du troisième pilier 303 et de la face de guidage 305 du quatrième pilier 304 est orientée désaxée par rapport à l’axe de la turbine 130.
[59] Des câbles transportant l’énergie électrique à travers cet étage peuvent passer à l’intérieur des piliers 300.
[60] Un niveau, ou étage, de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique est également qualifié dans le présent texte de niveau ou étage « éolien ».
[61] Un dispositif d’affichage mécanique ou digital peut être disposé entre ou chevaucher la jonction entre deux niveaux consécutifs du système mixte de génération d’énergie électrique 10. Par exemple, on prévoit un bandeau_qui est installé en chevauchement sur la jonction des premier et deuxième étages. Un dispositif d’affichage mécanique ou digital pourrait aussi être installé sur une partie d’un pilier 300.
[62] Au-dessus de cet étage éolien 30, la portion d’apex 60 comprend trois panneaux solaires photovoltaïques en forme de triangle 140, 170. Le quatrième côté peut ne pas être équipé de panneaux solaires. Un côté des panneaux solaires photovoltaïques en forme de triangle 140 repose sur le bord du plafond 110 de l’étage éolien 30. Ledit côté desdits panneaux solaires photovoltaïques en forme de triangle 140 est de même longueur que le bord du plafond 110 de l’étage éolien 30. Les deux autres côtés des triangles sont de longueur supérieure au bord du plafond. Ainsi, deux bords des panneaux solaires photovoltaïques latéraux 140 peuvent prendre appui sur le panneau solaire photovoltaïque central 170 en forme de triangle en étant inclinés selon une pente de 30° à 60°, voire même inférieure, par rapport à l’horizontale formant ainsi une pyramide. Le panneau solaire photovoltaïque central 170 est entouré de deux panneaux solaires photovoltaïques latéraux 140 de même forme et de même dimension et ledit panneau solaire photovoltaïque central 170 est fixé sur chacun des bords desdits panneaux solaires latéraux 140. En variante, on pourrait utiliser un unique panneau solaire, incliné ou horizontal.
[63] Les trois panneaux solaires photovoltaïques en forme de triangle forment ainsi trois faces et le sommet d’une pyramide dont les côtés comprennent des panneaux solaires. Une autre option non illustrée consiste à positionner un seul panneau solaire photovoltaïque rectangulaire standard incliné par exemple à 45° à la place des trois panneaux solaires photovoltaïques 140, 170 en forme de triangle, grâce à une armature fixée sur le plafond 110 de l’étage éolien 30.
[64] Les fils électriques gainés non représentés des panneaux solaires photovoltaïques 140 et 170 passent à travers le plancher 100 et le plafond 110 de l’étage éolien 30 du système mixte de génération d’énergie électrique 10 et à travers les piliers 300 de l’étage éolien 30, et sont connectés en parallèle au circuit constitué par les fils électriques connectés aux panneaux solaires photovoltaïques 80 de l’étage solaire 90 après que des convertisseurs aient fixé une tension identique avant cette mise en parallèle. Par exemple, à titre de schéma électrique simplifié, on regroupe les panneaux solaires de même taille et de même orientation, et donc de même tension, en des groupes ayant chacun son convertisseur (ces groupes distincts de panneaux solaires ont donc chacun leur convertisseur), afin de ne pas avoir de différence de tension. Ces convertisseurs transforment les tensions des différents groupes en une tension fixé à l’avance, et correspondant par exemple à la tension de stockage, par exemple 12 volts ou 24 volts. Une turbine éolienne sera gérée dans ce schéma électrique comme les panneaux solaires, c’est-à-dire avec un convertisseur qui lui est propre, qui lui est dédié, et avec une tension identique et fixée par avance par le convertisseur, par exemple 12 volts ou 24 volts. Puis l’électricité provenant d’une batterie d’accumulateurs passe par un onduleur avant d’être transformée en courant alternatif en 220 volts par exemple, et consommée/utilisée sur site.
[65] Selon les modes de réalisation, on peut prévoir une forme trapézoïdale pour les panneaux solaires au niveau de l’étage solaire 40 et/ou 90.
[66] S’ils consomment de l’énergie électrique, les dispositifs d’affichage mécanique ou digital peuvent être alimentés électriquement directement par le système mixte de génération d’énergie 10.
[67] En variante, la base 20 peut comprendre une autre forme quadrilatère qu’un carré. Dans ces géométries, le système mixte de génération d’énergie électrique comprend quatre arêtes s’étendant de la base 20 au sommet, et un pilier 300 est disposé en chaque arête.
[68] En variante de réalisation, les panneaux photovoltaïques de la portion d’apex sont de forme rectangulaire.
[69] Le premier étage comprend huit facettes, où deux facettes rectangulaires voisines sont reliées par une facette triangulaire.
[70] Selon différentes variantes, la base du système mixte de génération d’énergie n’est pas forcément carrée. Elle peut être rectangulaire par exemple, ou plus généralement quadrilatère. [71] En variante, le système mixte de génération d’énergie électrique 10 peut comprendre un nombre différent d’étages, notamment un nombre différent d’étages solaires et/ou éoliens. Par exemple, on peut prévoir trois étages ou sous-étages éoliens. Ces étages peuvent présenter des canaux orientés selon une ou plusieurs directions dominantes locales du vent.
[72] Selon les variantes, un système mixte de génération d’énergie électrique 10 peut avoir une forme strictement pyramidale, ou être pyramidal par tronçons. La figure 4 représente ainsi un deuxième mode de réalisation d’un système mixte de génération d’énergie électrique 10, dans lequel l’étage éolien 30 n’est pas de forme pyramidale, mais cylindrique. En complément, dans ce mode de réalisation, les piliers 300 peuvent avoir une forme profilée, de profil sensiblement triangulaire. La portion intermédiaire 307 comprend une face verticale alignée sur le bord du plancher 100 et le bord du plafond 110. Les faces de guidage 305 et 306 peuvent être des faces verticales bombées ou incurvées, comme visible sur la figure 5.
[73] Sur la figure 5, l’enveloppe de la turbine 130 est matérialisée par le trait mixte 313.
[74] La figure 5 matérialise également le cas d’un écoulement éolien arrivant avec une incidence impartant le système mixte de génération d’énergie électrique 10 depuis l’angle du pilier 304. Une partie principale 316 de l’écoulement éolien entre dans le système mixte de génération d’énergie électrique 10 par la face latérale 139, et est guidée pour entrainer la rotation de la turbine 130 dans le sens des aiguilles d’une montre sur la figure. Une petite partie 317 de l’écoulement éolien entre dans le système mixte de génération d’énergie électrique 10 par la face latérale 136, et risque d’entrainer la rotation de la turbine
130 dans le sens contraire des aiguilles d’une montre sur la figure. Le reste de l’écoulement est diverti par les piliers 303, 304, et 301 . Les piliers 300 présentent une géométrie adaptée pour que la partie de l’écoulement impartant la turbine 130 pour la faire tourner dans le premier sens de rotation soit toujours supérieure à la partie de l’écoulement impactant la turbine 130 pour la faire tourner dans l’autre sens de rotation. La portion intermédiaire 307 est dimensionnée et profilée à cet effet. Certes, la portion intermédiaire 307 pourrait être encore plus étendue, ce qui serait bénéfique pour l’orientation présentée, mais cela serait au détriment de la portion d’écoulement éolien impactant la turbine 130 selon une autre incidence (par exemple face à la face latérale 136). Le dimensionnement de la portion intermédiaire 307 peut donc dépendre du gisement éolien local. Typiquement, l’arête 321 entre la portion intermédiaire 307 et la face de guidage 306 est disposée dans un canal virtuel 322, s’étendant dans la direction face à la face latérale 136 considérée entre la tangente 323 à l’enveloppe de rotation de la turbine 130 (passant par le point R1) et sa parallèle 324 passant par le demi-rayon R2 de la turbine 130 du même côté de l’axe 135.
[75] Un mode de réalisation diffère également du mode de réalisation de la figure 1 en ce qu’au moins un étage éolien est également équipé de panneaux photovoltaïques. En effet, les bords extérieurs des piliers peuvent être équipés de panneaux solaires photovoltaïques.
[76] Un mode de réalisation comprend également deux niveaux chacun à la fois éolien et solaire. Les deux étages éoliens sont directement superposés l’un à l’autre, sans interposition d’un étage solaire. L’enveloppe des étages éoliens est un tronc de pyramide. Par conséquent, dans cet exemple, les parois portant les panneaux photovoltaïques dans les étages éoliens sont inclinées. En variante, elles pourraient être verticales. Les orientations des deux étages éoliens peuvent être identiques ou différentes.
[77] Les deux étages éoliens peuvent être directement superposés l’un à l’autre, sans interposition d’un étage solaire dans d’autres modes de réalisation.
[78] Selon un mode de réalisation, un élément de forme arrondie est disposé de manière à guider les vents soufflant sur un plan incliné (par exemple sur des panneaux solaires inclinés à 45°) et se dirigeant vers un plan horizontal où est installée une turbine. Cet élément de forme arrondie (convexe) est installé en haut d'un étage et/ou en bas d'un étage au niveau du plancher, en amont de la turbine, ou bien est un élément installé entre un étage solaire et un étage éolien.
[79] Par exemple, le plancher d’un étage éolien peut avoir la forme arrondie d’une portion de sphère. La dimension de la portion de sphère est telle que le cercle horizontal obtenu par intersection de la portion de sphère avec un plan horizontal est inscrit dans ou circonscrit par une base carrée définie par l’étage sous-jacent.
[80] Selon une géométrie de type d’une portion de sphère, l’angle d’inclinaison du plancher par rapport à l’horizontale, au niveau du bord extérieur du plancher, est inférieure à l’inclinaison du plan de l’étage inférieur par rapport à l’horizontale. Puis l’inclinaison de la portion de sphère diminue progressivement, en direction du sommet de la portion de sphère. Dit autrement, le plancher de l’étage éolien forme une portion de sphère, de type d’une calotte sphérique, depuis les bords extérieurs du plancher de l’étage éolien jusqu’à son sommet. Son sommet, son apex, correspond au centre du carré de l’étage éolien, et donc à l’axe d’une turbine. Ainsi, l’arbre de rotation de la turbine, ou le pallier de celui-ci, est disposée au niveau de l’apex, du sommet de la calotte sphérique.
[81] Dans cette configuration, les formes arrondies des planchers des quatre côtés de l’étage éolien sont identiques, de sorte qu’il y a une certaine symétrie de part et d’autre du sommet de la portion de sphère.
[82] Généralement, l’inclinaison d’une portion de sphère commence au niveau du rebord d’un plancher d’un étage éolien, entre 30 et 45°, voire moins de 30° par rapport à l’horizontale, et est essentiellement déterminée par l’inclinaison de l’étage inférieur.
[83] Par exemple, si le plan de l’étage inférieur est incliné à 55°, ou à 60°, ou même est vertical, l’inclinaison de la portion de sphère représentant le plancher de l’étage éolien, peut commencer par exemple à 45°, voire moins, à 35° par exemple, avant de diminuer progressivement en direction du sommet de la portion de sphère. Autre exemple, si le plan de l’étage inférieur est à 45°, l’inclinaison de la portion de sphère peut commencer par exemple à 30°, voire moins, à 25° par exemple, avant de diminuer progressivement en direction du sommet de la portion de sphère.
[84] La géométrie des quatre piliers 300 disposés aux quatre angles d’un étage éolien est adaptée à la surface de cette portion de sphère. Il y a une jonction hermétique entre le plancher ayant la forme d’une calotte sphérique et les quatre piliers 300, et cette jonction correspond à l’inclinaison progressive de la portion de sphère. Ces dispositions aident ainsi les flux éoliens à s’écouler depuis un plan incliné vers un plan horizontal, au niveau de la turbine, et au final à mieux exploiter l’énergie éolienne.
[85] Selon un mode de réalisation, comme représenté sur la figure 6, un pilier 300 peut comprendre une saillie 315 projetant d’une face latérale.
[86] La figure 7 présente désormais un troisième mode de réalisation de l’invention. Ce mode de réalisation comprend, de bas en haut, un premier étage 90 solaire, un premier niveau intermédiaire 318 qui sera décrit plus en détail ci-après, un premier niveau éolien 30 tel que celui du mode de réalisation décrit ci-dessus en relation avec la figure 4, un deuxième niveau intermédiaire 319, un deuxième niveau éolien 50 tel que celui décrit ci-dessus en relation avec le premier mode de réalisation, et un apex 60.
[87] Le premier étage solaire 90 est similaire à celui décrit ci-dessus. Toutefois, les panneaux peuvent être inclinés proche de la verticale pour réduire l’emprise au sol, par exemple inclinés entre 60° et 80°. En variante ou en complément, certaines faces peuvent avoir des inclinaisons différentes. Par exemple, des faces inclinées comme représenté sur la figure 7, et une ou des faces plus inclinées (par exemple entre 30° et 60°), ou moins inclinées (par exemple verticales). [88] Les deux niveaux éoliens 30 et 50, bien que d’architectures différentes, présentent la même orientation l’un que l’autre, et sont disposés selon l’orientation principale du vent en cet emplacement. Ces deux niveaux éoliens 30 et 50 permettent par exemple d’installer deux turbines différentes, d’adresser des vents différents avec des turbines spécifiques, et de façon générale d’exploiter au mieux l’énergie potentielle du gisement éolien local, et ce dans un format d’appareil compact.
[89] Dans ce mode de réalisation, l’apex 60 comprend une face horizontale qui comprend plusieurs panneaux solaires 80 inclinés par rapport au plan de la face. Les panneaux successifs sont par exemple inclinés alternativement de manière à produire une forme générale ondulée. L’angle des panneaux par rapport à la face est par exemple de 20° à 50° pour les uns et de 130° à 160° pour les autres. Différentes formes sont possibles en vue de s’adapter à son environnement.
[90] Le système mixte de génération d’énergie électrique 10 comprend un niveau intermédiaire 318, 319, muni soit de panneaux solaires, soit d’un dispositif d'affichage mécanique ou digital, qui peut être sur une surface plane ou bien de forme arrondie (formant par exemple un cylindre ou tronc de cône de révolution entier, ou bien un demi-cylindre ou un quart de cylindre, un demi ou quart de tronc de cône). Ce niveau additionnel peut être moins haut que les autres niveaux décrits ci-dessus. Ce dispositif d'affichage mécanique ou digital peut être installé à la verticale, ou bien incliné entre 20° et 60° afin d'être utilisé pour guider le vent/les flux éoliens vers la partie supérieure ou inférieure du système mixte de génération d’énergie électrique 10, par exemple un étage éolien.
[91 ] Sur la figure 7, en considérant cette même hauteur de cet étage éolien 30, on peut installer deux turbines superposées l'une à l'autre, au lieu d'une seule turbine. Ce choix peut se faire en fonction de certains paramètres de performance et caractéristiques d'une turbine, comme sa masse, son inertie, etc.
[92] En variante, le niveau intermédiaire 318 et/ou le niveau intermédiaire 319 peuvent être supprimés. Le plafond de l'étage éolien 30 peut directement être le plafond de l'étage éolien 50.
[93] Selon une autre variante du mode de réalisation de la figure 7, les niveaux intermédiaires 318 et 319 sont nettement plus hauts que sur la figure 7. Des panneaux solaires y sont disposés, selon une inclinaison entre 30° et 45°, de sorte que le niveau intermédiaire 318, en dehors de récupérer l'énergie solaire, aide aussi à ce que les flux éoliens arrivant du niveau inférieur 90 s'écoulent d'un plan incliné, à 60° par exemple, ou d'un plan vertical à (90°), vers un plan horizontal au niveau de l'étage éolien 30 situé au-dessus, où est installé une turbine. Le même principe s'applique au niveau intermédiaire 319 vis-à-vis des étages éoliens 30 et 50. Ces dispositions facilitent ainsi le passage des flux d'air d'un plan incliné ou vertical à un plan horizontal dans le but d'améliorer la récupération de l'énergie éolienne au niveau d'un étage éolien du système mixte de génération d’énergie électrique 10.
[94] La figure 9 présente une variante de la figure 1 , comportant trois niveaux. Le premier étage 90, dont la base est de forme carrée, est sensiblement plus haut que celui du mode de réalisation de la fig .1 , et comporte des panneaux solaires 80 sur deux faces exposées sud-est et sud-ouest dans l’hémisphère nord (au lieu de trois faces pour le mode de réalisation de la figure 1), lesquelles faces sont coplanaires avec les faces correspondantes du deuxième étage 30 et de l’apex 60. L’angle formé par ces deux côtés est exposé Sud afin d’optimiser la récupération de l’énergie solaire. Les deux autres côtés du premier étage 90 présentent chacun plusieurs sous-niveaux. Deux sous-niveaux d’un même côté forment un angle. Par exemple, le sous-niveau inférieur 325 est vertical et peut recevoir un dispositif d’affichage mécanique ou digital, ainsi qu’un accès à l’espace intérieur du système mixte de génération d’énergie électrique. L’angle de ces deux côtés verticaux est exposé Nord. Le sous-niveau supérieur 326, situé au- dessus du sous-niveau inférieur 325, présente une inclinaison, par exemple une inclinaison identique à l’inclinaison des deux côtés sud-est et sud-ouest. Ces deux côtés sont équipés de panneaux solaires 80 au sous-niveau supérieur 326. Un des avantages de ce mode de réalisation est la réduction de l’emprise au sol du système mixte de génération d’énergie électrique 10, ce qui permet l’optimisation de la production d’énergie électrique par mètre-carré au sol. Un autre avantage est une diminution des matériaux utilisés pour la fabrication d’un système mixte de génération d’énergie électrique 10. Encore un autre avantage est la possibilité d’utiliser une partie du premier niveau à un usage spécifique, avec des modifications nécessaires pour cela, notamment sur le plan de la sécurité et de la stabilité du système mixte de génération d’énergie électrique 10. Une variante de la figure 9 consiste à adapter cet appareil en installant les étage éolien 30 et solaire 10 de la figure 4 à la place des étages éolien 30 et solaire 60, respectivement, de la figure 9.
[95] De façon générale, les piliers 300, disposés de façon verticale ou inclinée dans un étage éolien d’un système mixte de génération d’énergie électrique 10, peuvent être installés sur une base principale (un premier étage solaire) exposant au soleil soit deux côtés soit trois côtés.
[96] Avec une base à trois côtés exposés au soleil (est, sud et ouest dans l’hémisphère nord), le quatrième côté est le moins exposé au soleil et peut être constitué d’une paroi verticale, plutôt que d’un plan incliné. Cette configuration permet moins d’emprise au sol, moins de matériaux utilisés, ce qui permet au final une optimisation de la production d’énergie électrique par mètre carré au sol.
[97] Dans une configuration en deux côtés exposés au soleil (sud-est et sud-ouest dans l’hémisphère nord), les troisième et quatrième côté sont le moins exposés au soleil et peuvent être constitués d’une paroi verticale, plutôt que d’un plan incliné. Cela permet encore moins d’emprise au sol, moins de matériaux utilisés, pour une optimisation de la production d’énergie électrique par mètre carré au sol.
[98] Selon les modes de réalisation, le système mixte de génération d’énergie électrique 10 peut comprendre un système de sécurité pour gérer les vents violents. Le système de sécurité est adapté pour réduire ou stopper, détourner le flux d’air en direction d’une turbine en cas de vent violent. Le système de sécurité peut par exemple comprendre une trappe fermée en position de repos, et ouverte en cas de vent violent, pour divertir une partie de l’écoulement d’air et empêcher que celui-ci ne se présente au niveau de la turbine concernée. Une trappe est par exemple disposée dans le canal d’écoulement d’air en amont de la turbine. Le maintien de la trappe en position fermée peut être assuré par tout dispositif approprié, par exemple par ressort ou aimanté. Le système de sécurité peut être un système passif, le dispositif de fermeture étant dimensionné pour assurer la fermeture jusqu’à un certain seuil d’effort appliqué sur la trappe. Dans ces conditions, en cas de vent violent, un effort supérieur à la valeur seuil s’exerce sur la trappe, et surmonte l’effort appliqué par le dispositif de fermeture pour placer celle-ci en configuration ouverte. En variante ou en complément, on peut aussi prévoir un système de sécurité actif, comprenant un actionneur adapté pour placer la trappe vers sa configuration ouverte, et contrôlé à partir de mesures caractérisant un vent violent, tel qu’un anémomètre ou un baromètre disposé en tout lieu approprié.
[99] D’autres modes de réalisation sont possibles pour gérer des vents violents. Par exemple, des parois, logées à l’intérieur d’un pilier, se déplient ou se déroulent, ou une paroi suffisamment rigide coulisse, se déplie le long du rebord d’une face latérale d’un étage éolien, depuis une ouverture verticale proche de l’arête du pilier, ménagée sur une partie verticale du pilier et sur la hauteur du pilier, jusqu’à fermer l’entrée d’un canal d’air d’une face latérale, divertissant ainsi les flux d’air de l’entrée d’un canal d’air du système mixte de génération d’énergie électrique 10.
[100] Alternativement ou en complément, une partie verticale d’un pilier se déploie depuis sa position fermée (piliers tels que représentés dans ces figures), et pivote autour d’un axe vertical à l’aide de vérins par exemple pour se positionner au bord d’une face latérale, et en faisant une jonction avec soit un autre pilier qui lui est proche, soit avec la paroi verticale de l’autre pilier de la même face latérale, qui soit est déplié également, soit se déroule le long du bord de la même face latérale, et vient également se positionner sur le bord de l’étage éolien.
[101] Dupliqués sur les piliers des quatre faces latérales, ces dispositifs évitent l’entrée à l’intérieur du système mixte de génération d’énergie électrique 10 de flux d’air violent dans les quatre canaux d’air.
[102] Un autre mode de réalisation contre les vents violents consiste en une enveloppe hermétique - en tout matériau approprié - de forme globalement cylindrique de révolution qui vient se positionner autour de la turbine, ou se dérouler autour de la turbine depuis un espace de stockage/d’entreposage de cette enveloppe disposé au niveau du plafond et/ou depuis l'étage supérieur, ou au niveau du plancher et /ou depuis l'étage inférieur, laquelle enveloppe aurait pour but d’empêcher d’exposer la turbine aux flux éoliens violents traversant les canaux d’air du système mixte de génération d’énergie électrique 10. Selon un autre mode de réalisation pour détourner les vents violents hors de l'étage éolien, quatre enveloppes hermétiques - en tout matériau approprié - pourraient aussi obturer respectivement l'entrée des quatre canaux d'air, et être actionnées, par exemple, par des vérins rétractables, qui seraient logés dans le plancher et/ou le plafond de l'étage éolien.
[103] Pour ces différents modes de réalisations, les dispositifs de déclenchements, d’ouverture et de fermeture, peuvent être actionnés par un système de sécurité actif comprenant des actionneurs d’ouverture et de fermeture adaptés, et contrôlés à partir de mesures caractérisant un vent violent, tél qu’un anémomètre ou un baromètre disposé en tout lieu approprié.
[104] L’électricité produite par le système mixte de génération d’énergie électrique 10 est soit consommée sur site, soit stockée sur une batterie d’accumulateurs, ou plus généralement surtout type de batterie ou tout type de condensateur, soit injectée dans le réseau.
[105] L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d’autres modes de réalisation apparaitront clairement à l’homme du métier. Il est notamment possible de prévoir plusieurs éoliennes à chaque étage et/ou à chaque sous-étage, disposées l’une derrière l’autre le long de l’écoulement éolien, ou l’une à côté de l’autre. Par exemple, on peut prévoir un mode de réalisation dans lequel les éoliennes ont des caractéristiques différentes, de manière à pouvoir adresser des vents de caractéristiques différentes.
[106] La géométrie, la forme, la structure et le profilage d’un pilier 300 sont adaptées en fonction de son inclination, de la dimension globale du système mixte de génération d’énergie 10, du gisement éolien local et d’autres paramètres, afin d’assurer les fonctions de guidage, de stabilité et/ou de résistance, solidité. Cela s’applique pour les différents éléments de l’appareil, comme par exemple pour le déflecteur 314.
[107] Le système mixte de génération d’énergie électrique 10 peut comprendre un ou plusieurs panneaux solaires thermiques non photovoltaïques à la place ou en complément des panneaux électriques photovoltaïques présentés ci-dessus. Les éléments techniques de la récupération d’énergie thermique à partir de ces panneaux solaires sont alors disposés dans l’espace intérieur.
[108] L’un ou l’autre des systèmes ci-dessus peut aussi comprendre un parafoudre.
[109] L’invention prévoit ainsi une gamme de produits pouvant être chacun adapté à un besoin local ou à des caractéristiques locales en termes d’ensoleillement et/ou de vent, en particulier d’énergie potentielle du gisement éolien et/ou solaire. Ainsi, selon un aspect, en fonction des contraintes, caractéristiques et besoin, on prévoit un procédé de sélection ou de dimensionnement d’un ou plusieurs systèmes mixtes de génération d’énergie électrique. Le système mixte de génération d’énergie est par exemple installé de sorte qu’un ou plusieurs canaux d’air soient orientés en fonction d’une ou plusieurs directions dominantes locales du vent. L’utilisation de plusieurs canaux d’air avec différentes orientations permet de recueillir le vent quelle que soit l’orientation dominante de celui-ci.
[110] En variante ou en complément, le système mixte de génération d’énergie électrique peut comprendre un système d’éclairage. Le système d’éclairage peut ainsi être alimenté électriquement par l’énergie récoltée par les sources éoliennes ou solaires. Il peut aussi recevoir des éléments ou systèmes de signalétique.
[111] Selon des variantes, comme représenté par exemple sur la figure 8, des barres de maintien 320 sont utilisées pour maintenir les piliers 301 , 302, 303, 304 ensemble. Ces barres de maintien sont par exemple disposées au niveau du plafond 110. On peut prévoir une croix dont le centre est au niveau de l’axe 135 et les extrémités au niveau des piliers, et/ou un cadre, ou autres dispositions.
[112] Selon une réalisation, des grilles ou un filet de protection situés en amont et en aval d’une éolienne, sur les quatre faces, sont positionnés de façon à éviter qu’un animal puisse entrer en contact avec le rotor d’une turbine. Ainsi, on protège toute forme d’accident qui pourrait blesser un animal et toute intrusion d’un corps étranger susceptible d’endommager une éolienne.
[113] Selon les modes de réalisation, un générateur peut être associé à une turbine sous la forme d'un ensemble monobloc, le générateur étant indissociable de la turbine. En variante, un générateur peut être relié distinctement par un arbre rotatif d'une certaine longueur à la turbine, générateur et turbine formant deux éléments distincts.
[113a] Dans un exemple de réalisation où le pilier 300 comprend une enveloppe dessinée pour guider l’écoulement éolien, et une portion structurelle, à l’intérieur de l’enveloppe, exerçant la fonction porteuse, l’enveloppe peut être réalisée amovible par rapport au pilier. On peut ainsi prévoir plusieurs enveloppes susceptibles d’être remplacées, par exemple à des fins de maintenance. Les enveloppes peuvent être toutes identiques les unes aux autres. En variante, elles différent les unes des autres. Par exemple, une enveloppe peut être dimensionnée en fonction du gisement éolien local.
[113b] L'architecture technique de l'étage éolien permet aux flux éoliens, notamment quand ceux -ci sont assez forts et turbulents, d'être moins turbulents, plus réguliers lors de leur impact sur la turbine. L'architecture technique de l'étage éolien atténue la turbulence des flux éoliens incident sur le rotor de la turbine, apporte davantage de linéarité, donc atténue globalement les contraintes mécaniques relatives à la rotation de la turbine, ce qui par conséquent augmente la durée de vie opérationnelle du module éolien. La rotation de la turbine étant plus régulière (il y a moins d'à-coups dans la rotation), il y a moins d'amplitude à gérer pour la carte électronique du système éolien, ce qui permet d'améliorer, d'optimiser la production d'électricité d'origine éolienne.
[114] Indépendamment de la présentation faite ci-dessus, il apparait qu’un étage éolien avec un ou plusieurs des dispositifs décrits ci-dessus peut être installé seul et fonctionner seul, sans un autre étage solaire, ni en dessous et ni au-dessus, et constituer en soi une invention. Cette configuration technique devrait prévoir des systèmes de maintien tel que représenté à la figure 8, une base adaptée sur laquelle cet étage éolien est installé, et de préférence des grillages ou filets installés au sommet et sur les quatre côtés. Le but recherché de cette configuration est alors de produire de l’énergie électrique uniquement via l’énergie d’origine éolienne, et sur des sites d’installations également très variés.
LISTE DES SIGNES DE RÉFÉRENCE
10 : système mixte de génération d’énergie électrique
20 : base
30 : deuxième étage
35 : façade 50 : deuxième niveau éolien
60 : apex
80 : panneau solaire photovoltaïque
90 : premier étage
100 : plancher
110 : plafond
130 : turbine
135 : arbre rotatif
136 : face
137 : face
138 : face
139 : face
140 : panneaux solaires photovoltaïques en forme de triangle
142 : premier canal d’air
144 : deuxième canal d’air
145 : portion « amont » du premier canal
146 : portion « aval » du premier canal
147 : portion « amont » du deuxième canal
148 : portion « aval » du deuxième canal
170 : panneaux solaires photovoltaïques en forme de triangle
300 :pilier
301 , 302, 303, 304 : piliers
305 : face de guidage
306 : face de guidage
307 : portion intermédiaire
308, 309 : paroi
311 : bord d’attaque
312 : intersection de surface médiane et plan horizontal
313 : trait mixte
314 : déflecteur
315 : saillie
316, 317 : partie
318, 319 : niveau intermédiaire
320 : barres de maintien
321 : arête
322 : canal virtuel
323 : tangente
324 : parallèle
325 : sous-niveau inférieur
326 : sous-niveau supérieur

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système mixte de génération d’énergie électrique comprenant :
- au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique (30) comprenant au moins un plancher (100) et un plafond (110),
- au moins un étage de transformation d’énergie solaire en énergie électrique (90), lesdits étages étant superposés selon une géométrie tronconique, l’étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique (30) comprenant au moins un premier et un deuxième canaux (142, 144) comprenant chacun au moins une portion amont (145 ; 147), les premier et deuxième canaux (142, 144) étant sécants en une région d’intersection, et au moins une turbine éolienne (130) d’axe vertical disposée en la région d’intersection, l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique (30) comprenant exactement quatre piliers (301 , 302, 303, 304) s’étendant chacun entre le plancher (100) et le plafond (110) en amont de la turbine (130) côté portion amont (145) d’un canal (142, 144), et comprenant une face de guidage (305) définissant une première surface de guidage de la portion amont (145) dudit canal (142), ladite portion amont (145) dudit canal (142) présentant une géométrie dont la médiane est orientée désaxée par rapport à l’axe de ladite turbine (130), dans lequel la face de guidage (305) d’un pilier (301) est une première face de guidage pour un premier canal (142), ledit pilier (301) comprenant en outre une deuxième face de guidage (306) définissant une deuxième surface de guidage de la portion amont (147) d’un deuxième canal (144), ladite partie amont (147) du deuxième canal (144) présentant une géométrie dont la médiane est orientée désaxée par rapport à l’axe de ladite turbine (130), le système mixte de génération d’énergie électrique comprenant une portion intermédiaire (307) entre les première et deuxième faces de guidage (305, 306), la portion intermédiaire (307) déviant hors du deuxième canal (144) un écoulement éolien incident face audit pilier (301), et dans lequel une arête (321) entre la portion intermédiaire (307) et la face de guidage (306) est disposée dans un canal virtuel (322), s’étendant dans la direction face à la face latérale (136) entre la tangente (323) à l’enveloppe de rotation de la turbine (130) et sa parallèle (324) passant par le demi-rayon de la turbine (130) du même côté de l’axe de rotation (135) de la turbine (130).
2. Système mixte de génération d’énergie électrique selon la revendication 1 , dans lequel la portion intermédiaire (307) comprend un déflecteur (314) adapté pour dévier hors du deuxième canal (144) un écoulement éolien incident face au pilier (301).
3. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel la deuxième face de guidage (306) est adaptée pour guider un écoulement éolien en aval de la turbine vers au moins deux faces latérales (136, 137) distinctes pour un écoulement entrant au niveau d’une autre face latérale (138) face à la deuxième face de guidage (306).
4. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la face de guidage (305) comprend une première paroi (309) adapté pour guider un écoulement éolien incident vers la turbine et une deuxième paroi (308) adaptée pour guider un écoulement éolien incident en direction d’un apex (60).
5. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel des câbles électriques passent à travers l’au moins un pilier (301).
6. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’au moins un pilier est vertical ou incliné d’un angle compris entre 30° et 85°, de manière préférée entre 45° et 60°.
7. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les piliers (301 , 302, 303, 304) sont identiques.
8. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique (30) surplombe l’au moins un étage de transformation d’énergie solaire en énergie électrique (90).
9. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’au moins un étage de transformation d’énergie solaire en énergie électrique surplombe l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique (30).
10. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’au moins un étage de transformation d’énergie éolienne en énergie cinétique (30) comprend également au moins un panneau solaire (80) adapté pour la transformation d’énergie solaire en énergie électrique.
11. Système mixte de génération d’énergie électrique selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel au moins un pilier (301) comprend une portion structurelle interne exerçant la fonction porteuse, et une enveloppe externe amovible par rapport à la portion structurelle, et comprenant ladite face de guidage(305).
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011058429A (ja) 2009-09-10 2011-03-24 Yasuhiro Fujita 三角錐形状太陽光発電装置と開放集風ダクトの風力発電、風力助力装置。
WO2015101761A1 (fr) 2013-12-30 2015-07-09 Global Vtech Limited Turbine à rotors extérieur et intérieur tournant en sens inverse
US9347689B1 (en) 2012-01-05 2016-05-24 Georgy Mamdouh Apparatus and method for renewable energy system
US20180347546A1 (en) * 2015-11-24 2018-12-06 Waldemar Piskorz Unit for solar and wind energy utilisation
CN109838348A (zh) 2017-11-27 2019-06-04 蓝悦祯 一种贯流型垂直轴风光发电机
US10648452B1 (en) 2019-01-23 2020-05-12 Viktor Galstyan Vertical axis wind turbine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011058429A (ja) 2009-09-10 2011-03-24 Yasuhiro Fujita 三角錐形状太陽光発電装置と開放集風ダクトの風力発電、風力助力装置。
US9347689B1 (en) 2012-01-05 2016-05-24 Georgy Mamdouh Apparatus and method for renewable energy system
WO2015101761A1 (fr) 2013-12-30 2015-07-09 Global Vtech Limited Turbine à rotors extérieur et intérieur tournant en sens inverse
US20180347546A1 (en) * 2015-11-24 2018-12-06 Waldemar Piskorz Unit for solar and wind energy utilisation
CN109838348A (zh) 2017-11-27 2019-06-04 蓝悦祯 一种贯流型垂直轴风光发电机
US10648452B1 (en) 2019-01-23 2020-05-12 Viktor Galstyan Vertical axis wind turbine

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