Brevet FR2418563A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne une centrale électrique à stockage d'énergie en période creuse. Il est important que énergie soit économisée, notamment l'énergie électrique. L'invention concerne la réalisation d'économie d'énergie électrique afin que le surplus d'énergie électrique disponible aux heures creuses ou en cas d'ensoleillement intense ou lorsque le vent est important, soit utilisé pour la fourniture d'énergie supplémentaire pendant les périodes de pointe, en l'absence de soleil ou l'absence de vent, sans problème posé par la. pollution par la source du surplus d'électricité. Selon l'invention, une centrale électrique de construction classique comporte un module capable de retenir la chaleur et formé par une matière constituant un magma qui transforme directement l'énergie électrique en chaleur et qui retient cette dernière,des exemples de telles ma trières étant des céramiques, l'oxyde de magnésium ou d'aluminium, une matière frittée, des agrégats agglomérés mais ayant tous des propriétés de conduction d'électricité. Des électrodes sont directement reliées au magma et reçoivent 11 énergie électrique a une tension relativement élevée, â partir d'un générateur classique d'électricité, le surplus d'énergie électrique étant utilisé pour le chauffage du magma.L'invention concerne aussi la mise en oeuvre d'un générateur séparé d'énergie électrique destiné à être en trainé par de la vapeur d'eau formée à l'aide de la chaleur du magma lorsque de l'énergie électrique doit être fournie, à la suite de la circulation d'eau ou de la pulvérisation d'eau dans des passages formés dans le magma, l'eau passant à l'état de vapeur surchauffée ou non, transmise au générateur supplémentaire d'électricité qui crée alors une quantité supplémentaire d'énergie qui aurait été perdue dans le cas contraire. Le surplus d'énergie électrique produite par le soleil ou le vent peut ainsi être économisé et la vapeur d'eau peut être utilisée dans certains cas pour ltentralne- ment du générateur original d'électricité. Les matières conductrices sont notamment le carbone. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une perspective représentant l'ensemble d'une centrale électrique - la figure 2 est une perspective d'un mode de réalisation de magma ; et - les figures 3 et 4 représentent des variantes de magma. La figure 1 représente les parties principales d'une centrale électrique représentée sous forme d'une centrale de type classique. La référence 1 désigne un module ou une série de modules qui peut être considéré comme un appareil de stockage de chaleur et de transformation en vapeur d'eau. Le module ou la série de modules est isolé comme indiqué par la référence 2, chaque module comprenant une matière d'un magma capable de conduire l'électricité et de retenir la chaleur, portant la référence 3. Cette matière est décrite dans la suite.Une série de passages 4 est disposée dans le magma afin que de l'eau ou une pulvérisation d'eau puisse passer dans le magma et puisse transformer la chaleur conservée en vapeur d'eau qui est transmise à un collecteur 5 de vapeur qui alimente lui-même un générateur auxiliaire 6 d'électricité ou qui peut être utilisée pour la consommation du générateur classique. La référence 7 désigne les lignes à haute tension provenant du générateur classique d'électricité et qui alimentent le module, et la référence 8 désigne les lignes habituelles à haute tension, des commutateurs et dispositifs de sécurité étant évidemment présents, de la manière nécessaire, comme le savent les hommes du métier. Lorsque la centrale comprend un générateur auxiliaire, celui-ci peut être placé à distance, si bien que l'installation présente une certaine souplesse. Le générateur classique portant la référence 10 n'est pas décrit en détail car il est d'un type bien connu, de même que les lignes 8 de transport d'énergie électrique qui rejoignent des transformateurs, des sous-stations, etc., pour l'alimentation des consommateurs, les lignes 7 à haute tension transmettant l'énergie de chauffage du magma 3 pendant les heures creuses, uniquement par l'intermédiaire d'un commutateur de dérivation. Les passages 4 conduisent l'eau ou la pulvérisation provenant d'une source ou réserve quelconque non indiquée lorsque de la vapeur d'eau est nécessaire pour la fourniture d'électricité par le générateur supplémentaire 6, et l'électricité de ce générateur peut être transmis au réseau, par exemple aux lignes 8,par toute connexion voulue ou nécessaire. Les passages 4 peuvent etre de simples orifices allongés formés dans le magma 3, ou ils peuvent être polis afin qu'ils forment des bords lisses, ou ils peuvent contenir des tuyauteries ou peuvent être revêtus d'une porcelaine, etc. La figure 2 représente un ensemble unique (sous forme de briques moulées). Le nombre d'ensembles peut evi- demment être aussi grand que nécessaire ou utile pour la réalisation de l'installation particulière. Dans tous les cas, le magma 3 peut être formé par un agrégat d'oxyde d'aluminium ou de magnésium ou d'une autre matière convenable, et il comporte des électrodes telles que les grilles 11 ou des particules de carbone, etc., dispersées afin que l'électricité puisse circuler entre les électrodes formant le circuit et puisse chauffer les briques. Le magma a une chaleur spRifique élevée et une capacité calorifique importante permettant le stodcage de grandes quantités de chaleur. Le magma a tendance à se chauffer très rapidement et le transfert de chaleur ne dépend pas de phénomènes de conduction, de radiation ou de convection d'une façon importante. Les passages 4 reçoivent de l'eau ou une pulvérisation et ils retirent la chaleur du magma, le liquide se transformant en vapeur parvenant au collecteur 5 puis-au générateur 6 qui transmet de l'énergie électrique pendant les périodes de consommation de pointe. Cette énergie électrique a ainsi été économisée à partir du surplus fourni en période creuse ou en présence d'une quantité excessive de lumière solaire, de vent, etc., dans le cas de centrales utilisant ces énergies. En conséquence, on note que l'appareil selon l'invention permet d'abord des économies très importantes d'énergie électrique, et en outre ne pose aucun problème de pollution.Pendant les périodes de consommation équilibrée entre la fourniture et la- demande, l'appareil de conservation d'énergie selon l'invention ne fonctionne pas, aucune chaleur ne lui étant fournie et aucune énergie n'étant prélevée. La figure 3 représente un exemple de magma dans lequel des briques moulées 12 formées d'une matière conductrice de l'électricité et capable de retenir la chaleur, sont empilées entre des blocs 13 conducteurs de chaleur mais isolants de l'électricité, ces blocs contenant des tuyauteries de circulation d'eau sous forme de vapeur ou non qui ne sont pas représentées et qui sont analogues aux tuyauteries 4. La partie pointille des briques 12 indique les particules conductrices de 1' électricité placées dans le magma, ces particules étant plus concentrées aux extrémités des briques, afin que le courant passe facilement d'une bique à une autre sans surchauffe ou sans possibilité de fissuration ou de fusion des électrodes. Des électrodes 14 de type convenable relient les briques de chaque couche et sont aussi utilisées pour la connexion au générateur et pour la fermeture du circuit. La figure 4 représente une variante de magma dans laquelle chaque brique 15 est placée sur une extrémité et ne subit pas de contraintes qui peuvent être dues à des masses externes (figure 3) lors de la dilatation et de la contraction dans les conditions de chauffage et de refroidissement. Le bloc 16 placé au-dessous est isolant et les réfé rixes 17 désignent des électrodes qui peuvent être essentiellement formées de feuilles de graphite assurant un bon contact sous le poids des briques et comprenant par exemple une plaque métallique 18 destinée à trammettre le courant. Les briques sont reliées alternativement à leur extrémité supérieure, par exemple par des électrodes 19. REVENDICATIONS 1. Centrale électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend un générateur capable de fournir un surplus d'énergie électrique aux heures creuses, et un magma conducteur de l'électricité et capable de retenir la chaleur, ce magma recevant directement l' & ctricité du générateur et s'échauffant en conséquence, le magma comprenant une série de passages formés à l'intérieur, un fluide étant transmis sdlec- tivement à ces passages et se transformant en vapeur sous l'action de la chaleur conservée par le magma, un dispositif recevant la vapeur d'eau produite par le magma étant destiné à créer une quantité supplémentaire d'électricité afin que la quantité totale d'énergie électrique fournie par l'ensemble de la centrale soit accrue en période de consommation de pointe. 2. Centrale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif qui reçoit la vapeur d'eau est un générateur supplémentaire d'énergie électrique. 3. Centrale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif qui reçoit la vapeur d'eau comprend le générateur d'énergie électrique. 4. Centrale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le magma comprend un agrégat qui contient des particules conductrices de 1' électricité. 5. Centrale selon la revendication 4, caractérisée en ce que les particules sont formées de carbone ou de graphite. 6. Centrale selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'agrégat du magma est sous forme de briques moulées reliées électriquement. 7. Centrale selon la revendication 6, caractérisée en ce que les briques sont empilées en couches séparées par une matière isolante de l'électricité. 8. Centrale selon la revendication 6, caractérisée en ce que les briques sont disposées individuellement sur une extrémité, sont espacées et ne sont pas chargées. 9. Centrale selon la revendication 8, caractérisée en ce que certaines paires de briques adjacentes reposent sur des patins graphitiques eux-mêmes placés sur une électrode de connexion. 10. Centrale selon la revendication 4, caractérisée en ce que les particules conductrices de l'électricité sont présentesenplus grand nombre à proximité des connexions électriques entre les briques. 11. Centrale selon la revendication 6, caractérisée en ce que les briques conduisent mieux l'électricité au niveau des connexions électriques entre les briques. 12. Centrale selon la revendication 6, caractérisée en ce que certaines des connexions électriques entre les briques comprennent des patins graphitiques. 13. Procédé d'économie d'énergie électrique d'une centrale électrique classique, caractérisé en ce qu'il comprend l'utilisation de l'excès d'énergie électrique pour le chauffage direct d'un dispositif de stockage de chaleur contenant un magma conducteur de l'électricité, la circulation sélective d'un liquide dans le magma, avec formation de vapeur du liquide, et la transmission de cette vapeur à un générateur électrique.