Brevet FR2403525A1 — publié le 19790413

Pour capter l'énergie solaire, on peut utiliser des panneaux absorbants plans fixes. Mais, pour obtenir une production importante de calories, il est nécessaire de prévoir un grand nombre de panneaux, de sorte que l'installation est relativement conteuse. De plus, la simple absorption des calories émises par le soleil ne permet pas d'obtenir des températures suffisamment élevées pour permettre le chauffage d'un local en hiver. Par contre, lorsqu'on utilise des capteurs à concentration d'énergie comprenant un miroir parabolique au foyer duquel se trouve une tette de chaudière, le rendement est bien supérieur et il est, possible d'atteindre des températures d'une ou plusieurs centaines de degrés, en été comme en hiver. Mais, pour que ces capteur à concentration d'énergie fonctionnent correctement, il est nécessaire qu'ils soient maintenus en permanence face au soleil. Divers moyens ont été proposés jusqu'à présent pour obtenir ce résultat, mais ils sont relativement fragiles et particulierement motteux. La présente invention a pour objet un dispositif de captation de l'énergie solaire qui est, au contraire, simple, solide et fiable dans le temps. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un capteur comprenant un miroir parabolique, au foyer duquel se trouve une tête de chaudière, et monté pivotant autour d'un axe norizontal sur un bâti lui-même monté pivotant sur un socle autour d'un axe vertical, et des moyens pour faire pivoter le capteur par rapport au b ti et le b ti par rapport au socle, en ce que le capteur porte une première paire de cellules photoélectriques disposées dans le plan vertical de symétrie du capteur perpendiculaire à son axe de pivotement par rapport au bâti et une seconde paire de cellules photo-électriques disposées dans le plan de symétrie de celui-ci passant par ledit axe de pivotement, et en ce que ces diverses cellules, ainsi qu'une cellule placée à la base du capteur de façon à ne jamais être atteinte par l'ombre de celui-ci, sont disposées sur les circuits de commande des moyens de pivotement de-manière à maintenir le capteur orienté vers le soleil. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les cellules portées par le capteur sont agencées pour être actives quand elles sont à l'ombre alors que la cellule placée à la base du capteur est agencée pour être active quand elle reçoit la lumière du soleil. Les cellules portées par le capteur peuvent être fixées derrière celui-ci, à sa périphérie et comporter une fenêtre de réception s'étendant vers l'extérieur sur un angle faible depuis un plan tangent au contour du capteur. Dans ces conditions, quand le capteur est tourné vers le soleil, les cellules sont toutes enso leillées et par suite inactives. Quand le soleil se déplace, l'une des cellules, ou deux, passent à 11 ombre de sorte qu'elles deviennent actives et commandent les moyens de pivotement de façon à ramener le capteur vers la direction du soleil. Les moyens pour faire pivoter le capteur par rapport au bâti et celui-ci par rapport au socle peuvent comprendre des vérins sur les circuits d'alimentation et d'évacuation desquels sont interposés des électro-vannes, et une pompe d'alimentation des vérins, les différentes cellules étant connectées aux électro-vannes et à la pompe. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du dispositif de captation solaire selon l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel La Figure 1 est une vue en élévation du dispositif La Figure 2 est une vue en plan montrant la commande de pivotement du bâti du capteur ; La Figure 3 est une vue montrant comment sont disposées les cellules. La Figure 4 est un schéma montrant le circuit hydrauliaue et le circuit d'alimentation électrique. Tel qu'il est représenté au dessin, le dispositif selon l'invention comprend un bâti 1 qui est monté pivotant sur un support 2, autour d'un axe vertical 3. Un vérin 4 permet de faire pivoter le bSti 1 contre l'action d'un ressort de rappel schématisé en 5. A cet effet, la tige du piston du vérin 4 porte deux poulies 6 sur lesquelles passe un câble 7 dont une extrémité est fixée sur le corps du vérin. Ce cable, quittant l'une des poulies 6 passe sur une poulie de renvoi 8 qui est montée folle en 9 sur un support 10 solidaire du vérin, repasse sur l'autre poulie 6 et s'enroule sur une embase circulaire ll du bati 1 à laquelle son autre extrémité est fixée.On voit ainsi que le mouvement d'extension du vérin 4 fait pivoter le bâti 1 dans le sens de la flèche f, contre l'action du ressort 5, le mouvement étant démultiplié par le moufle que constituent les poulies 6 et 8. Un capteur solaire 12 est monté pivotant autour d'un axe horizontal 13 sur le bati 1. Un vérin 14. dont le cylindre est articulé en 15 sur le bati 1 alors que la tige du piston 16 est attelée au capteur 12, permet de faire pivoter ce capteur, dans un sens ou dans l'autre, autour de l'axe 13. Le capteur 12 comprend un- miroir parabolique 17 au foyer duquel se trouve une téte de chaudière 18 recouverte par un capuchon de protection 19. Une cellule photo-électrique 20 est placée sur le sol, au Sud par rapport au capteur, à une distance telle de ce capteur que l'ombre de celui-ci ne puisse jamais l'atteindre. Deux cellules 21 et 22 sont fixées derrière le capteur, à sa périphérie dans le plan vertical de symétrie de celui-ci perpendiculaire à l'axe 13. Deux autres cellules 23 et 24 sont également fixées derrière le capteur, à sa périphérie, dans le plan horizontal de celui-ci passant par l'axe 13. Gracie à sa disposition, la cellule 20 reçoit le soleil quand le site où se trouve le capteur est ensoleillé et que le capteur 12 reçoit en même temps le soleil, ce qui ne serait pas le cas, notamment au soleil levant, si elle était placée au-dessus du capteur. De leur cté, les cellules 21, 22, 23 et 24 comportent une fenêtre de réception 25 tournée vers la tête de chaudière 18 et située à l'extérieur du plan tangent au miroir 17, et parallèle à son axe, au droit de la cellule (Fig. 3). Dans ces conditions, ces cellules ne peuvent recevoir le soleil quand celui-ci frappe la cellule par derrière ; elles ne le reçoivent que lorsque le soleil se trouve devant le capteur et que la direction vers laquelle se trouve le soleil fait un angle faible avec l'axe du capteur. La cellule 20 est agencée pour fournir un courant lorsqu'elle est frappée par le soleil. Les cellules 21, 22, 23 et 24 sont disposées en série avec la cellule 20 et agencées pour ne fournir un courant que lorsqu'elles sont à l'ombre. Les cellules 22 et 23 sont connectées à un moteur 26 propre à entrainer une pompe 27. Le refoulement de la pompe 27 est relié aux vérins 4 et 14 par deux électro-vannos 28 et 29 et des clapets anti-retour 30 et 31 ; son admission est par ailleurs reliée à un réservoir 32 (Fig. 4). Le réservoir 32 est également relié aux vérins 4 et 14 par des électro-vannes 33 et 34 et des limiteurs de débit 35 et 36. Ces limiteurs sont réglés de manière à ne permettre ensemble que le passage d'un débit total inférieur au débit de la pompe 26. Les cellules 21, 22, 23 et 24 sont d'autre part connectées respectivement aux électro-vannes 34, 29, 28 et 33. On voit ainsi que lorsque la cellule 22 est à l'ombre, la pompe 27 est entrainée et refoule dans le cylindre 14 du liquide provenant du réservoir 32; lorsque la cellule 23 est à l'ombre, du liquide est refoulé dans le vérin 4. Par contre, lorsque la cellule 21 est à l'ombre, le vérin 14 est mis en communication avec le réservoir 32 et le capteur 12 s'abaisse sous l'effet de son poids ; de manière analogue, lorsque la cellule 24 est à l'ombre, le vérin 4 est mis en communication avec le réservoir 32 et le bât 1 pivote dans le sens contraire à celui de la flèche f sous l'action du ressort 5. La résistance à l'extension du vérin 4 est inférieure à celle opposée à l'extension du vérin 14. Grâce aux diverses cellules 20 à 25, le capteur reste toujours orienté vers le soleil. En effet, au soleil levant, le capteur 12 se trouve à l'ouest (fin de parcours de la veille) Quand le site où se trouve le capteur est au soleil, la cellule 20 fournit un courant. Les cellules 21 à 24 sont toutes à l'ombre de sorte qu'elles fournissent toutes un courant. Toutes les électro-vannes sont donc ouvertes ; mais, du fait de la présence des limiteurs 35 et 36, la pompe 27 fournit un excès de liquide qui ne peut retourner au réservoir. Comme la résistance à l'extension du vérin 4 est inférieure à celle opposée à l'extension du vérin 14, le vérin 4 s'allonge, ce qui fait pivoter le bâti 1 dans le sens de la flèche f jusqu'à ce que le capteur soit dirigé vers le soleil levant, c'est-à-dire vers l'Est. A ce moment, les deux cellules 23 et 24 se trouvent ensoleillées, de sorte que les deux électro-vannes 28 et 33 se ferment et que le mouvement de pivotement du bâti 1 s'arrete. Etant donné que le soleil est bas, comme il était au soleil couchant, les deux cellules 21 et 22 se trouvent également dans l'ombre, de sorte que les électro-vannes 29 et 34 se ferment et que la pompe 17 s'arrte ; le capteur reste dirigé vers le bas. I1 est alors orienté vers le soleil levant. Au fur et à mesure que le soleil se déplace vers l'Ouest, jusqu'au soir, la cellule 23reste ensoleillée alors que la cellule 24 va passer à l'ombre. Elle actionne alors l'électro-vanne 33, ce qui met le vérin 4 en communication avec le réservoir .32. Le vérin 4 se rétracte et le bâti 1 pivote sous l'action du ressort 5, jus qu'à ce que la cellule 24 soit de nouveau ensoleillée Au fur et à mesure que le soleil s'élève, jusqu'à midi, la cellule 21 reste ensoleillée, alors que la cellule 22 va passer à l'ombre. La pompe 27 est mise en service et l'électro-vanne 29 s'ouvre, de sorte que le vérin 14 s'étend et que le capteur 12 se relève jusqu'à ce que la cellule 22 soit de nouveau ensoleillée. L'après-midi, lorsque le soleil décline, la cellule 22 reste ensoleillée alors que la cellule 21 passe à l'ombre. L'électrovanne 34 s'ouvre et le capteur 12 s'abaisse jusqu'à ce que la cellule 21 se trouve à nouveau ensoleillée. Lors du passage d'un nuage, toutes les cellules 21 à 24 ne sont plus éclairées ; mais la cellule 20 n'est pas non plus éclairée de sorte que les électro-vannes restent fermées et que le capteur demeure immobile. Lorsque le soleil réapparait, la cellule 20 est de nouveau ensoleillée ; par contre, si le passage du nuage a duré un certain temps, les cellules 24 et 21 ou 22 se trouvent à l'ombre, ce qui ramène le capteur dans la direction du soleil. Il va de soi que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de realisation décrit et représenté mais couvre, au contraire, toutes les variantes. R e v e n d i c a t i o n s 1. Dispositif de. captation de l'énergie solaire, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur comprenant un miroir parabolique, au foyer duquel se trouve une tête de chaudière, et monté pivotant autour d'un axe horizontal sur un bSti lui-mEme monté pivotant sur un socle autour d'un axe vertical, et des moyens pour faire pivoter le capteur par rapport au bàti et le bEti par rapport au socle ; en ce que le capteur porte une première paire de cellules photoélectriques disposées dans le plan vertical de symétrie du capteur perpendiculaire à son ave de pivotement par rapport au bai et une seconde paire de cellules photo-électriques disposées dans le plan de symétrie de celui-ci passant par ledit axe de pivotement ; et en ce que ces diverses cellules, ainsi qu'une cellule placée à la base du capteur de façcn à ne jamais être atteinte par l'ombre de celui-ci, sont disposées sur les circuits de commande des moyens de pivotement de manière à maintenir le capteur orienté vers le soleil. 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que la cellule placée à la ase du capteur est disposée au sud de celui-ci. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les cellules portées par le capteur sont agencées pour entre actives quand elles sont à l'ombre alors que la cellule placée à la base du capteur est agencée pour être active quand elle reçoit la lumière du soleil. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cellules portées par le capteur sont sous la dépendance de la cellule placée à la base du capteur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cellules portées par le capteur sont fixées derrière ceui-ci, à sa périphérie et comportent une fenêtre de réception s'etendant vers l'extérieur sur un angle faible depuis un plan tangent au contour du capteur. 6. Dispositif selon lune quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que les moyens pour faire pivoter le capteur par rapport au b ti et celui-ci par rapport au socle comprennent des vérins sur les circuits d'alimentation et d'évacuation desquels sont interposées des électro-vannes, et une pompe d'alimentation des vérins, les différentes cellules étant connectées aux électro-vannes et à la pompe