Brevet FR2454215A1 — publié le 19801107

La présente invention est relative à un ensemble de production d'énergie électrique comprenant - au moins une centrale hydro-électrique ayant un bassin, un dispositif d'entratnement hydraulique alimenté par le bassin et un générateur d'électricité entraîne par ce dispositif d'entratnement, et - au moins une centrale comprenant un dispositif producteur d'électricité au moyen de panneaux solaires. L'invention a pour but de procurer un ensemble de ce genre dans lequel la centrale hydro-électrique et l'autre centrale susdite sont combinées de façon judicieuse pour qu'il soit profité au maximum de la complémentarité des caractéristiques des deux centrales qui sont fun type différent. A cet effet les panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement de l'énergie solaire par le bassin susdit. De préférence la centrale hydro-électrique susdite est au fil de l'eau, le bassin étant créé par un barrage. Dans une forme de réalisation.particulière de l'invention la centrale hydro-électrique)est située entre un bassin supérieur et un bassin inférieur et comprend un dispositif d'entratnement hydraulique alimenté par le bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur. Dans une forme de réalisation de l'invention appliquée de préférence l'ensemble comprend - une centrale comprenant un dispositif producteur d'électricite au moyen de panneaux solaires, - une première centrale hydro-électrique au fil de l'eau ayant - un bassin dit inférieur créé par un barrage, - un dispositif d'entratnement hydraulique alimenté par ce bassin inférieur, et - un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entraînement, et - une seconde centrale hydro-électrique située entre le bassin inférieur susdit et un second bassin dit supérieur, cette seconde centrale hydro-électrique comprenant - un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur, et - un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entratnement hydraulique. Cette seconde centrale hydro-6lectrique comprend de préférence - un dispositif de pompage alimenté par le bassin inférieur et alimentant le bassin supérieur, et - un dispositif électrique entratnant le dispositif de pompage. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'angle entre les panneaux solaires et une surface réfléchissante du bassin est de l'ordre de 100 à 1500 La pente des panneaux solaires peut ainsi être choisie de manière à ce que l'énergie électrique d'origine solaire résultant de l'exposition énergétique directe et diffuse additionnée de l'exposition énergétique provenant du bassin soit maximale à une période déterminée de l'année. Il est possible de faire correspondre cette période à la période de l'année où la somme de l'énergie solaire du site et de l'énergie hydraulique de la centrale située au fil de l'eau passe par un creux saisonnier. L'existence du bassin qui fait partie de la centrale hydro-électrique permet ainsi par son simple aménagement comme moyen de concentration d'énergie de rayonnement solaire de mieux réaliser l'atténuation des variations saisonnières que l'on peut obtenir par l'addition de l'énergie solaire et de l'énergie hydraulique d'un cours d'eau. L'accrcissem.ent de l'énergie électrique d'origine solaire obtent par la réflexion est ainsi rendu possible à faible cott du fait de la combinaison avec une centrale hdrc-electrique a fil de l'eau et peut être mis à profit non seulement pour une plus complète régulation saisonnière mais aussi pour compenser partiellement ou totalement les pertes d'énergie électrique inhérentes à l'utilisation du stockage d'énergie d'origine solaire ou hydraulique, par exemple au moyen de la seconde centrale hydro-électrique susdite et de son dispositif de pompage. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement du bassin supérieur. Dans une forme de réalisation préférée de l'inventif le bassin dont le réfléchissement est subi par les panneaux solaires est pourvu d'une couche solide de matière réfléchissante Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, la couche de matière réfléchissante est un revetement réfléchissant du fond du bassin Dans une autre forme de#réalisation particulière de l'invention, la couche de matière réfléchissante est une couverture de l'eau du bassin. Cette couverture est par exemple flottante. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description d'un ensemble de production d'énergie électrique suivant l'invention donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif et avec référence au dessin c i-annexé. La figure est une représentation schématique d'un ensemble de production d'énergie électrique suivant l'invention. L'ensemble de production d'énergie électrique représenté schématiquement à la figure comprend une première centrale hydro-électrique au fil de l'eau, une seconde centrale hydro-électrique et une centrale à panneaux solaires. La première centrale hydro-électrique comprend un groupe hydro-électrique dont la turbine a été schématiquemen représentée en 11, et un bassin 2 créé par le barrage 9 sur le cours d'eau. Ce bassin 2 constitue égales-nt le bassin inférieur de la seconde centrale hydro-électrique. La seconde centrale hydro-électrique comprend un bassin supérieur 1, le bassin inférieur 2, une station de pompage 3 et une station de production d'électricité non représentée séparément. La station de pompage 3 comprend un dispositif de pompage, par exemple une pompe, relié au bassin inférieur 2 par un conduit 4 et au bassin supérieur 1 par un conduit 5. La station de pompage est donc située entre les deux bassins. Son dispcsitif de pompage est entraîné par un moteur électrique. La station de production d'électricité située au même endroit comprend un générateur de courant électrique entraîné par un dispositif hydraulique, par exemple par une turbine hydraulique. Cette turbine hydraulique et le dispositif de pompage de la station peuvent être combinés en une seule machine. De la centrale à panneaux solaires, seul un panneau 7 d'un dispositif producteur d'électricité a été représenté. Les panneaux solaires sont disposés sur l'accotement 6 du bassin supérieur 1 dans la zone subissant le réfléchissemcnt du contenu de ce bassin supérieur. Pour que la réflexion des rayons solaires en direction des panneaux solaires soit maximale, le fond du bassin supérieur 1 est pourvu d'un revêtement réfléchissant 8. Le fond a une inclinaison en direction de l'accotement 6 sur lequel les panneaux solaires 7 sont disposés. L'angle entre les panneaux solaires 7 et le fond du bassin supérieur 1 est de l'ordre de 100 à 1500 selon les sites. Cet angle est choisi à une valeur telle que l'exposition énergétique diffuse et directe des panneaux et la réflexion de la surface réfléchissante du bassin 1 soient maximales à.la période de l'année ou normalement la production globale de l'énergie hydraulique du cours d'eau et de l'énergie solaire des panneaux voltaïques seraient minimales. Les panneaux solaires sont par exemple photovoltaïques. Ils peuvent être d'un autre type. En effet, la combinaison d'une centrale hydroélectrique au fil de l'eau et d'une centrale à dispositit producteur d'électricité au moyen de panneaux solaires est avantageuse lorsque les variations saisonnières des deux énergies sont importantes, mais déphasées de plusieurs mois dans l'année. Les sites où il y a variation importante et déphasage des deux sources d'énergie sont souvent caractérisés par le fait qu'une grande part de l'exposition énergétique solaire globale se présente sous forme diffuse et qu'il y a un faible nombre d'heures d'ensoleillement. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser des panneaux solaires autres que photovoltaïques. Le conduit 5 est relié à ltendroit le plus profond ou bassin supérieur 1 pour favoriser la vidange. La largeur du bassin supérieur 1 dans la direction de la flèche 12, qui est perpendiculaire à l'intersection des panneaux 7 et du plan horizontal, est calculée en fonction de la hauteur des panneaux 7, de l'inclinaison de ces panneaux 7, de l'inclinaison du fond du bassin supérieur 1 et du coéfficiént de concentration recherchée en ce qui concerne les rayons solaires réfléchis par le bassin supérieur 1 sur les panneaux 7. L'ensemble de production d'énergie électrique décrit ci-dessus peut constituer comme tel une centrale de pointe avec ou sans apport énergétique extérieur à ltensemble. Quand la consommation d'électricité du réseau le permet, notamment pendant les heures dites creuses, le dispositif d'entraSnement hydraulique de la première centrale hydro-électrique dite au fil de l'eau, par exemple de la turbine hydraulique 1peut être arrêté pour accumuler de l'eau dans le bassin inférieur 2 et en outre, selon l'exposition énergétique du moment, l'énergie éléctrique des panneaux solaires 7 est utilisée pour entraîner le moteur électrique de la station de pompage 3 qui, à travers le conduit 4, aspire de l'eau du bassin inférieur 2 qu'elle refoule à travers le conduit 5 dans le bassin supérieur 1. Quand le réseau l'exige, par exemple pendant les heures de pointe, le dispositif d'entraînement hydraulique, par exemple la turbine hydraulique de la station de production d'électricité située à l'endroit de la station de pompage, est alimenté à travers le conduit 5 par le bassin supérieur 1 et l'eau ayant servi à l'entraînement de ce dispositif hydraulique est ensuite évacué vers le bassin inférieur 2. Le dispositif hydraulique de ladite station, donc de la seconde centrale hydro-électrique, entraîne un générateur de courant qui est relié au réseau. Simultanément, si le niveau d'eau dans le bassin inférieur le permet, la turbine hydraulique 11 est également entraînée et reliée au réseau.Le dispositif producteur d'électricité auquel appartiennent les panneaux solaires 7 est relié au réseau qu'il alimente de même que le générateur de la station de production d'électricité de l'une ou des deux centrales hydra-électriques décrites ci-dessus. Pendant les heures creuses, l'énergie électrique produite par les panneaux solaires peut être stockée par l'eau pompée par la station de pompage 3. Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme d'exécution décrite ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées, notamment quant à la forme, au nombre, à la composition et à la disposition des éléments intervenant dans sa réalisation, sans sortir du cadre de la présente demande de brevet. C'est ainsi, par exemple, que l'énergie électrique produite par les panneaux solaires peut être stockédans un système d'accumulateurs électro-chimiques. Dans ce cas la seconde centrale hydro-électrique n'est pas indispensable. Il n'y a pas de bassin supérieur et les panneaux solaires peuvent être disposés dans la zone subissant le réfléchissement de l'énergie solaire par le seul bassin, qui est le bassin inférieur de la centrale hydro-électrique au fil de l'eau. La couche de matière réfléchissante n'est pas nécessairement un revêtement du fond du bassin. Elle peut être constituée par une couverture flottante sur l'eau du bassin. Cette variante présente l'avantage que les rayons solaires sont directement réfléchis par la couverture se trouvant à la surface de l'eau du bassin et ne subissent pas d'absorption dans l'eau. L'angle entre le plan des panneaux solaires et la surface réfléchissante flottante sera encore de 100 à 1500 selon les sites. REvENDTCATIoe:S. 1. Ensemble de production d'énergie électrique comprenant - au moins une centrale hydro-électrique ayant un bassin, un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin et un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d' entraînement, et - au moins une centrale comprenant un dispositif producteur d'électricité au moyen de panneaux solaires, caractérisé en ce que les panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement de l'énergie solaire par le bassin susdit. 2. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que la centrale hydro-électrique susdite est au fil de l'eau, le bassin étant créé par un barrage. 3. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la centrale hydro-électrique susdite est située entre un premier bassin inférieur et un second bassin supérieur et comprend un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur et un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entraînement hydraulique. 4. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pompage alimenté par le bassin inférieur et alimentant le bassin supérieur et un dispositif électrique entraînant le dispositif de pompage. 5. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication 2 et l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend - une première centrale hydro-électrique au fil de l'eau ayant - un bassin dit inférieur créé par un barrage, - un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par ce bassin inférieur, et - un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entraînement, et - une seconde centrale hydro-électrique située entre le bassin inférieur susdit et un second bassin dit supérieur, cette seconde centrale hydro-électrique comprenant - un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur, et - un générateur d'électricité entratné par ce dispositif d'entraînement hydraulique. 6. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que des panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement du bassin supérieur. 7. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que des panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement du bassin inférieur. 8. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bassin dont le réfléchissement est subi par les panneaux solaires est pourvu d'une couche solide de matière réfléchissante. 9. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche de matière réfléchissante est un revêtement réfléchissant du fond du bassin. 10. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que les panneaux solaires sont disposés sur un accotement du bassin susdit.dont Le fond a une inclinaison en direction de cet accotement. 11. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la couche de matière réfléchissante est une couverture de l'eau du bassin. 12. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que la couverture est flottante. 13. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle entre les panneaux solaires et une surface réfléchissante du bassin est de l'ordre de 100 à 1500. 14. Ensemble de production d'énergie électrique tel que dçcrit ci-dessus ou représenté au dessin ci-annexé.