Brevet FR2446450A1 — publié le 19800808

La présente invention concerne un dispositif permettant de Cap- ter le rayonnement solaire et le concentrer afin d'en exploiter son énergie. On connait plusieurs procédés pour capter le rayonnement solaire et le transformer en chaleur à l'usage des habitations et pour la production d'eau chaude. Ceux-ci sont généralement constitués par une ou plusieurs plaques de verre superposées au dessus d'un corps noir, lequel, irradié par le rayonnement solaire, va s1 échauffer. Mais ces panneaux vitrés sont insuffisants pour obtenir une température élevée. On connait également plusieurs procédés de concentration du rayonnement, par exemple à l'aide de miroirs ou encore, ce qui a dé jà été appliqué à une certaine époque, l'usage de lentilles de grandes dimensions constituées de deux disques de verre incurvés assemblés et laissant un espace entre eux, lequel était rempli par un liquide réfractant. Mais ces procédés sont onéreux et fragiles. le dispositif suivant l'invention évite ces inconvénients tout en procurant de nombreux avantages. Avec celui-ci le rayonnement lumineux est concentré par réfraction mais au lieu de l'emploi d'une lentille c1 est avec un prisme que cet effet est obtenu. Tout comme une lentille, le prisme réfracte le rayonnement lumineur et l'idée de l'invention est d'exploiter cette propriété eonr nue pour une application nouvelle t la concentration du rayonnement lumineux du soleil pour sa transformation en énergie calorifique ou électrique. Le dispositif objet de l'invention est un solide en verre ou en plastique transparent, creux, en forme de prisme, qui sera rempli avec un liquide ayant un indice de réfraction 'approchant au plus près de celui du verre optique. Ce produit pourra titre du sulfure de carbone mais aussi de lthuS le d'observation pour microscope, de l'alcool et mOme de l'eau. Le dispositif pourra titre fabriqué industriellement comme des ampoules ayant une forme prismatique. Elles pourront être déposées sur le support à échauffer ou sur un panneau vitré. Il faut noter qu'à moins que l'orientation de l'ampoule fasse que le rayonnement arrive parallèlement à l'arête de celle-ci, il y a dans tous les cas formation sur le support d'une caustique dont l'intensité lumineuse est susceptible d'une exploitation intéressante notamment pour accroStre le rendement des cellules solaires pour la produc tion directe d'électricité. Cette propriété de concentrer le rayonnement lumineux du soleil en le réfractant peut être fortement améliorée en concevant le dispositif sous la forme d'un prismatoide parabolique. En le dirigeant face à la trajectoire du mouvement apparent que suit le. soleil dans l'espace, l'inclinaison adéquate facilement obtenue par un système à vis, le dispositif produira une caustique exploitable, quelle que soit l'heure de la journée. Le dispositif peut encore être conçu en assemblant des plaques de verre ou de plastique transparent pouvant permettre de réaliser des primes triangulaires ou trapézoidaux. Il est encore possible de réaliser économiquement des récepteurs réfracteurs de grande taille, ceci meme par des particuliers surtout si le fabricant de matière première propose des plaques découpées et prêtes à être assemblées. Le dessin annexé illustre à titre d'exemple un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Tel qu'il est présenté sur la figure t, le dispositif comporte une ampoule 1 de forme prismatique, creuse, dans laquelle sera enfermé un liquide 2 à l'indice de réfraction se rapprochant le plus près de celui du verre; présentée convenablement au rayonnement du soleil l'ampoule réfractera ses rayons et ceux-ci se concentreront sur le support 3 de l'ampoule. La figure 2 représente l'ampoule affectant la forme d'un pris matoise parabolique 1. Un système à vis assure l'inclinaison voulue par rapport au soleil. la figure 3 présente assemblées des plaques de verre ou de plas- tique transparent permettant la réalisation d'un capteur prismatique de très grande taille 1. Un robinet 2 de remplissage du liquide réfracteur sera placé sur une des faces du polyèdre. Une armature en cornière 3 métallique consolide l'ensemble et permet d'y fixer un système directionnel 4 pour donner au prisme l'inclinaison adéquate et suivre le mouvement apparent du soleil dans l'espace. le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où il est demandé de transformer économiquement le rayonnement solaire en énergie calorifique ou en énergie électrique. Il peut titre déposé au dessus des capteurs solaires déjà existants. Â l'instar des lentilles géantes, les prismes de grandes tailles peuvent permettre l'obtention de températures élevées s'ils sont utilisés en nombre mais leur réalisation et leur installation sont rendues plus faciles et plus économiques que celles des lentilles circulaires, ceci grace à leur forme. REVENDICATIONS 10- Dispositif permettant de capter l'énergie rayonnante du soleil à l'aide d'ampoules en verre de forme prismatique et la transformer par réfraction pour produire de l'énergie calorifique. 20- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'ampoule sera creuse et remplie avec un liquide ayant un indice de réfraction se rapprochant le plus de celui du verre optique. 30- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'ampoule pourra être faite en plastique transparent. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'ampoule pourra avoir la forme d'un prisme dont les arêtes seront paraboliques permettant de réfracter le plus avantageusement le rayonnement du soleil quelle que soit l'heure de la journée. 50- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que l'ampoule comportera un système à vie permettant de règler son inclinaison par rapport à celle du soleil. 60- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le rayonnement réfracté du soleil par le prisme pourra être utilisé pour accroître le rendement des cellules solaires produisant de l'énergie électrique. 70- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les ampoules prismatiques pourront être déposées au dessus de capteurs de chauffe-eau solaires pour en accroître le rendement thermique. 8 - Dispositif selon la revendication t caractérisé par le fait que l'effet de réfraction pourra être obtenu à l'aide de prismes de trèe grande taille. 90- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait que des prismes de très grande taille pourront être réalisés en assemblant des plaques de-matière transparente découpées à l'avance. 10 - Dispositif selon la revendication 9 caractérisé par l'emploi d'une armature de cornières métalliques pour consolider les plaques formant le prisme. 110- Dispositif selon les revendications 1 et 8 caratérisé par l'emploi simultané de deux ou plusieurs prismes pour obtenir une température élevée. 120- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'ampoule pourra avoir une arête à angle curviligne. 130- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'ampoule pourra avoir la forme d'un prisme trapésordal.