Brevet FR2401334A1 — publié le 19790323

La présente invention est relative à une installation d'utilisation de l'énergie solaire. On connaft des installations d'utilisation de l'énergie solaire, mais toutes ces installations ne peuvent fonctionner qu'en période d'ensoleillement, il serait donc intéressant de pouvoir emmagasiner de l'énergie pendant cette période, afin de pouvoir disposer d'énergie pendant les périodes d'absence d'ensoleillement. La présente invention a pour objet une installation d'utilisation de l'énergie solaire comportant une première turbine entrahant un premier générateur électrique, alimentée par un fluide préalablement comprimé par un compresseur entraidé par la turbine, un capteur d'énergie solaire étant disposé dans le parcours du fluide entre le compresseur et la turbine, caractérisée en ce que les gaz d'échappement de la turbine sont dirigés vers un échangeur de chaleur récupérant les calories contenues dans lesdits gaz d'échappement, ces calories étant cédées à un fluide caloporteur servant de source d'énergie pour l'évaporation d'un fluide évoluant suivant un cycle de Rankine, comportant une deuxième turbine entralhant un deuxième générateur électrique. Selon une réalisation particulière de l'invention, le fluide comprimé par le compresseur est réchauffé par les gaz d'échappement de la turbine, au moyen d'un échangeur de chaleur, avant de recevoir l'énergie solaire dans le capteur solaire. Le dispositif selon l'invention permet donc simultanément, pendant les périodes d'ensoleillement, de fournir de l'énergie électrique et d'emmagasiner de l'énergie thermique dans le fluide caloporteur, tandis qu'en période d'absence d'ensoleillement, l'énergie thermique accumulée est restituée dans la turbine du cycle de Rankine. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la description d'un exemple de réalisation de l'invention faite ci-après en regard du dessin annexé comportant une figure unique. L'ensemble comprend un compresseur 1 entraidé par une turbine 2 entravant également un alternateur 3. Le compresseur 1 comprime l'air ambiant qui est ensuite envoyé dans un échangeur 4 où il reçoit une partie des calories contenues dans les gaz d'échappement de la turbine 2. A la sortie de l'échangeur 4, l'air comprimé et réchauffé passe dans un capteur solaire 5 dans lequel il reçoit l'énergie du rayonnement solaire. Enfin, la sortie du capteur solaire 5 alimente la turbine 2. Après leur passage dans l'échangeur de chaleur 4, les gaz d'échappement de la turbine 2 sont envoyés vers un second échangeur de chaleur 6 où ils cèdent encore une partie de leurs calories à un fluide caloporteur, tel qu'une huile caloporteuse contenue dans un ballon 7. L'huile caloporteuse est dirigée vers l'échangeur 6 au moyen d'une conduite 8 comportant une pompe 9. Des vannes 10 et 11 sont disposées sur la conduite 8 à l'entrée et à la sortie du ballon 7. L'ensemble comporte encore une conduite 12 équipée de deux vannes 13 et 14 d'une pompe 15 conduisant l'huile caloporteuse du ballon 7 vers un serpentin 16 situé dans un bouilleur 17 contenant un fluide, tel que le fluide connu dans le commerce sous le nom de "Fréon", évoluant suivant un cycle de Rankine: les vapeurs de "Fréon" alimentent une turbine 18, à la sortie de la turbine, le fluide est dirigé vers un condenseur 19. La circulation de ce fluide est assurée par une pompe 20. La turbine 18 entraxe un alternateur 21. Le fonctionnement est le suivant : en période d'ensoleillement, le compresseur 1 et la turbine 2 fonctionnent, les vannes 13 et 14 sont fermées et les pompes 15 et 20 sont à l'arrêt, les vannes 10 et 1 1 sont ouvertes et la pompe 9 est en fonctionnement. t'énergie solaire captée par le capteur 5 est alors transformée en partie en électricité, et l'alternateur 3 est alors en fonctionnement, une autre partie de l'énergie solaire captée est transférée au fluide caloporteur contenu dans le ballon 7, cette autre partie provenant des calories qui ont pu être récupérées des gaz d'échappement de la turbine 2 au moyen de l'échangeur 6. En période d'absence d'ensoleillement, la turbine 2 et le compresseur 1 sont arrêtés, les vannes 10 et 1 1 fermées et la pompe 9 à l'arrêt. Les vannes 13 et 14 sont alors ouvertes et les pompes 15 et 20 mises en action. L'énergie thermique accumulée par l'huile caloporteuse du ballon 7 pendant la période d'ensoleillement est alors restituée au fluide de cycle "Fréon" alimentant la turbine 18 qui entraxe alors l'alternateur 21. L'accumulation des calories restantes à la sortie de la turbine à gaz pourrait être réalisée dans un système autre que celui consistant à utiliser la chaleur sensible d'un fluide contenu dans un réservoir, en parficuller un stockage utilisant une chaleur de changement d'état resterait dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Installation d'utilisation de l'énergie solaire comportant une première turbine entravant un premier générateur électrique, alimentée par un fluide préalablement comprimé par un compresseur entravé par la turbine, un capteur d'énergie solaire étant disposé dans le parcours du fluide entre le compresseur et la turbine, caractérisée en ce que les gaz d'échappement de la turbine sont dirigés vers un échangeur de chaleur récupérant les calories contenues dans lesdits gaz d'échappement, ces calories étant cédées à un fluide caloporteur servant de source d'énergie pour l'évaporation d'un fluide évoluant suivant un cycle de Rankine, comportant une deuxième turbine entravant un deuxième générateur électrique. 2/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fluide comprimé par le compresseur est réchauffé par les gaz d'échappment de la turbine, au moyen d'un échangeur de chaleur, avant de recevoir l'énergie solaire dans le capteur solaire.