Brevet FR2404815A1 — publié le 19790427

La presente invention concerne les dispositifs de captation de l'énergie solaire irradiée. L'énergie solaire possede des caractères spécifiques dont il est absolument nécessaire de tenir dompte afin de l'utiliser dans les=meilleures conditions. Les caractères essentiels de cette source d'énergie sont constitués par son importante dilution et son intermittence. La méconnaissance de ces données fondamentales du problème de la récupération de l'énergie solaire conduit nécessairement alune limitation de ses possibilités d'utilisation. Les contraintes résultant du caractère aléatoire et intermittent troUvent leurs solutions dans la fourniture d'énergies d'appoint ou dans le stockage des calories solaires quir ne seront ainsi utilisées que pendant la nuit ou pendant les périodes de grande nébùlosité. Les contraintes nées de la dilution nécessitent afin dly faire face que lton emploie une surface importante de captation pour obtenir des puissances élevées ou que l'on prévoit une concentration des rayons solaires pour obtenir des températures élevées. Une autre solution consisterait à utiliser un appareil de captation orientable muni d'un dispositif de "poursuite" de l'astre solaire. On a décrit dans un précédent brevet français nO 77.14313, un tel dispositif d'asservissement automatique au mouvement apparent du soleil. Le but de l'invention décrite dans le présent mémoire est de proposer maintenant un moyen permettant en permanence, de disposer un capteur perpendiculairement aux rayons du soleil. Ce capteur se comportera ainsi comme le miroir orientable d'un héliostat Les capteurs classiques et plus particulièrement les capteurs dits "plans", obligent à des mesures pour déterminer les seuils -4e fonctionnement et l'optimisation de leur utilisation, ceci essentiellement en raison de leur immobilité au sol. En effet, le rendement d'une installation de récupération de l'énergie solaire dépend principalement du choix de l'inclinaison des capteurs.En fait, il serait nécessaire avant de réaliser un tel choix de déterminer à chaque instant, à chaque saison, en un point donné et pour des orientations et inclinaisons données, la quantité d'énergie re çue, ce qui s'avèrerait délicat et fastidieux. Le capteur selon l'invention permet notamment d'éviter ce genre d'entreprise grâce a' la faculté qu'il possède d'être orientable en fonction de l'heure et de la saison Ainsi, il lui sera possible d'intercepter une grande partie de l'ensemble du rayonnement solaire arrivant au sol. A cette fin, le capteur sera manoeuvré en deux ou plusieurs points sur lesquels il prend appui. L'un au moins de ces points d'appui est constitué par un vérin articulé autour de son attache au sol, sa tête étant ainsi rendue mobile dans au moins deux plans circulaires vertical- et horizontal. Selon une réalisation préférée de l'invention, un autre desdits points d'appui est constitué par un vérin fixé au sol, sa tête n'étant alors mobile que selon un axe vertical. Selon une autre réalisation de l'invention, ce dernier point d'appui est constitué par une tête articulée fixée au sol par tout moyen approprié et notamment sur un socle quelconque. La tête de chaque vérin est munie d'une rotule sur laquelle repose le capteur. Ce dernier pourra ainsi obéir et par exemple s incliner ou se redresser sous les efforts conjugués des vérins. Ceux-ci sont des vérins hydrauliques à double effet et de préférence à deux ou plusieurs étages ou mus électriquement et télescopiques. L'invention sera mieux comprise et ses avantages ressortiront à la lecture de la description qui suit, donnant, a' titre d'exemple non limitatif et en référence au dessin annexé, un mode de réalisation d'un capteur orientable conforme à l'invention. La figure I représente schématiquement et selon une vue en perspective, un capteur plan carré 1 reposant sur trois de ses sommets au moyen respectivement des vérins 2a, 2b et 2c. Comme on peut le voir, les vérins 2a et 2b sont inclinés, ceci afin d'illustrer le fait qu'ils sont maintenus au sol au moyen d'une articulation qui leur permet de se mouvoir librement. Dans l'exemple décrit, le capteur I repose donc sur trois points d'appui dont deux sont constitués par les vérins 2a et 2b qui sont articulés autour de leur attache au sol. Le troi sième point d'appui est constitué par le vérin 2c qui,lui,est maintenu de manière fixe au sol et fait ainsi office de pivot sur lequel le capteur I peut basculer sous l'effet des vérins 2a et 2b. De la sorte, par le développement et le reploiement simultanés ou non des différents étages des vérins 2a et 2b, le capteur 1 pourra prendre toutes les orientations et inclinaisons voulues pour suivre toute la journée le soleil dans sa course comme cela est illustré par les figures 2, 3 et 4. La figure 2 montre la position du capteur au lever du soleil. Le vérin 2b est déployé au maximum alors que le vérin 2a s'est quelque peu replié. La figure 3 montre la position du capteur lorsque le soleil se trouve au zénith. Le vérin 2b s'est replié et les vérins 2a et 2c se sont légèrement déployés pour redresser le capteur et le disposer dans un plan sensiblement parallèle au sol. On observera alors que les vérins 2a et 2b présentent une hauteur de développement comparable à celle du vérin 2c et qu'ils sont situés dans un même plan vertical. La figure 4 montre la position du capteur au coucher du soleil. Le vérin 2a s'est déployé au maximum alors que le vérin 2b s'est quelque peu replié. Le capteur a ainsi pivoté sur le vérin 2c pour se retrouver dans une -position symétrique par rapport à celle qu'il avait adopté au lever du soleil. On remarquera ainsi qu'entre le lever et le coucher du soleil, le capteur a accompli un déplacement latéral d'environ 1600 à 1700 correspondant à l'expansion angulaire des-vérins 2a et 2b. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la forme du capteur représenté. Toutes les formes de capteurs peuvent être adoptées. Le système de vérins articulés ci-dessus décrit peut même être employé pour des capteurs paraboliques à concentration, présentant en particulier une grande longueur focale. REVENDICATIONS I - Capteur solaire orientable automatiquement en fonction du mouvement apparent du soleil, CARACTERISE PAR LE FAIT que ledit capteur repose sur deux ou plusieurs points d'appui dont l'un au moins est constitué par un vérin articulé autour de son point d'attache au sol, sa tête étant ainsi rendue mobile dans au moins deux plans circulaires vertical et horizontal. 2 - Capteur solaire orientable selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT que l'un desdits points d'appui est constitué par un vérin fixe par rapport au sol, sa tête n'étant alors mobile que selon un axe vertical. 3 - Capteur solaire orientable selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT que l'un desdits points d'appui est constitué par une tête articulée fixée au sol par tout moyen approprié. 4 - Capteur solaire orientable selon les revendications I et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT que la tête de chaque vérin est munie d'une rotule sur laquelle ledit capteur prend appui. 5 - Capteur solaire orientable selon les revendications 1, 2 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT que les susdits vérins sont des vérins hydrauliques à double effet et de préférence à deux ou plusieurs étages. 6 - Capteur solaire orientable selon les revendications 1, 2 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT que les susdits vérins sont des vérins électriques et de préférence télescopiques.