Brevet FR2473640A1 — publié le 19810717

La présente invention a trait à une installation de récupéra- tion, accumulation hydraulique et utilisation d'énergie éolien A l'heure actuelle la force du vent est récupérée à l'aidene. de moulins à vent ou par des éoliennes, qui ont leur axe de rotation, soit dans le sens de la veine du vent, soit perpendiculaire à la dite veine. On sait aussi que cette force est utilisée immédiatement, dés qu'elle se manifeste, pour pomper de liteau, pour produire de l'énergie électrique ou pour produire de la chaleur ou des produits chimiques par voie d'élec- trolyse. On sait aussi que cette force est l'énergie la plus capricieuse, tant en direction comme en force. La question de récupération est résolue par divers moyens connus, ainsi que la question d'accumulation pour avoir une utilisation, quand le besoin se fait sentir. I1 existe donc des types d'accumulation de la dite énergie ou stockage, soit sous la forme de batteries d'accumulateurs pour l'énergie électrique, soit sous la forme itaeeumulateurs de chaleur ou de fluides comprimés. Toutes ces installations sont très onéreuses, tant au point de vue coût d'installation comme au point de vue d'entretien, surveillance de marche et d'utilisation; d'autre part elles ne permettent pas une grande diffusion, pour des puissances élevées. En outre elles doivent être installées, à proximité de sources hydrauliques, voire dans des points bas, si l'on veut utiliser le cycle, de pompage avec récupération et distribution pour utilisation par turbines hydrauliques, à faible hauteur de chute. Pour obvier à ces inconvénients la présente invention préconise l'emploi d'un type quelconque de moulin, éolienne ou turbine, susceptible, en tournant sous l'action du vent d'élever l'eau d'une masse hydraulique quelconque, pour remplir un ou plusieurs bassins supérieurs, alimentant un bassin intermédiaire à niveau constant, qui, à son tour, déverserà son eau, soit sur une roue hydraulique, soit dans une turbine, dont l'axe actionnera, à la demande, une machine produisant l'énergie électrique; l'eau sortante de la roue hydraulique-ou de la turbine, étant récupérée dans un bassin inférieur, de dimensions appropriées, pour être à nouvean, élevée par l'éolienne au bassin supérieur. Une première caractéristique de l'invention est de constituer un ensemble, d'éolienne ou turbine, avec un pompage déterminé de l'eau d'un bassin de base, pour alimenter le ou les- bassins supérieurs, alimentant automatiquement un bassin intermédiaire, à niveau constant, permettant l'accumulation hydraulique, sus ceptible dsactionner un système de roue hydraulique ou turbine, -sitùé au-dessous, capable d'entraîner une génératrice électrique à vitesse constante. L'eau étant récupérée par le bassin inférieur dit de base. Une autre caratéristique de la présente invention est de réaliser automatiquement le niveau constant du bassin intermédiaire à l'aide d'un dispositif de un ou plusieurs flotteurs situé sur le plan de charge, solidaire de un ou plusieurs clapets, situés au fond du bassin supérieur, ouvrant ou fermant la distribution de ltea, du dit bassin, en suivant les mouvements du ou des flotteurs, à l'aplomb du plan de charge du bassin intermédiaire0 Une autre caractéristique de l'invention , en conséquence des caractéristiques antérieures, est d'utiliser la même quantité d'eau pour actionner l'installation dtutilisation, soit en pompant l'eau dans un bassin inférieur de base, construit à Cet effet, soit en réalisant la dite installation à l'orée d'un barrage hydraulique, soit prés d'un cours d'eau de montagne ou de chute naturelle, servant a. bassin de base. Une cractéristique de la présente invention est de pouvoir réaliser la dite installation complètement indépendante, en supprimant d'abord les tuyauteries démesurément trop longues pour pomper dans un puits profond ou dans une source hydraulitrop éloignée, et ensuite de pouvoir installer la dite instal- lation dans an li a1 énergie potentielle du vent, dont la for- ce moyenne est maximum pour la région choisie, en ayant son alimentation hydraulique a. base dans le dit lieu. On voit que la dite installation, aura 1. avantage de se plaeer, soit sur des sommets, soit dans des sols ou dans un point de la région approprié, où la vitesse moyenne du vent est maximum, et où la direction du vant est peu variable en raison des courants d'air caralisés naturellement. D'autres caractéristiques de la présente invention pourront ressortir de la description qui va en être fait., en regard du dessin annexé qui représente s@hématiquement et simplement à titre d'exemple, une installation comprenant une éolienne mul- tipale, à axe horizontal, avec un dispositif de pompage de l'eau, un bassin supérieur, alimentant un bassin intermédiaire, à niveau constant, et un dispositif de roue hydraulique action- nant une génératrice. Sur ce dessin : La figure I, représente une vue en élévation montrant les di- vers éléments de l'installation. La iigure 2, représente une vue en élévation-coupe, suivant l'axe du dispositif assurant le niveau constant du bassin intermédiaire. En I, représentée en traits tirets, la structure métallique, supportant à sa partie supérieure, le pylone 2, de 11 éolienne 3, actionnant la pompe aspirante foulante 4, dont la tuyaute rie 5, puise l'eau dans le bassin inférieur 6, et la tuyauterie 7, refoule l'eau aspirée dans le bassin supérieur 8. Le dit bassin supérieur est relié à un ou plusieurs bassins supplé- mentaires 8 a, par le trop plein 9, et le clapet de retour IO, lorsque le bassin 8, est vide. Pans l'axe du bassin 8, se trouve le bassin intermédiaire 11, à niveau constant. Le niveau constant est réalisé par un dispositif ae elapet 12, muni à sa base Qu flotteur 13. L'axe de ce dispositif 12. passe au travers de la barre d'ap pui et de guidage 15, fixée à la partie supérieure du bassin II.A l'extrémité supérieure de l'axe 12, se trouve fixé le clapet I6, proprement ait venant s'appeyer, sur son siège I7, porté par le fond I8, du bassin En outre l'axe I2, porte à une distance déterminée la bague d'arrêt 19, arrêtant la chute du clapet I6 lorsque le niveau constant permet au flotteur 13, de descendre. A la base du bassin intermédiaire II, se trouve l'ajutage 14, de la libération de l'eau en charge dans le dit bassin lie. Cet ajutage 14, commandé par la vanne 14a. nie à la main, ou par tout autre moyen, électrique ou télémécanique, est placé de manière à projeter l'eau E, en charge, tangentiellement au diamètre primitif approprié de la roue hydraulique 17. L'axe de cette roue I7, communique sa vitesse de rotation au train d'engrenages I8, pour actionner la génératrice 19. Le bassin inférieur 6, de capacité rationnellement déterminée et appropriée pour recevoir, au minimum, l'eau des réservoirs supérieurs 8, 8a, ete, et du bassin intermédiaire II, lorsque le vent tombe et que l'éolienne 3, tourne à très petite vitesse ou pas du tout. Il est prévu un bassin inférieur 20, supplé- mentaire au bassin de base e, avec son dispositif de trop plein 21, et olapet de retour 22, pour admettre les apppoints hydrau- liques dûs à la pluie, compte tenu de l'évaporation de la masse liquide. Il est aussi prévu d'ajouter à la dite masse l'antigel nécessaire pour les températures excessives de l'hiver. Il est aisé de voir que 11 invention n'a été décrite et repré sentée qu'à titre purement explicatif et non limitatif, et que l'on pourrait en modifier quelques détails, sans en changer l'esprit, c'est ainsi, par exemple, que l'on pourrait prévoir tout autre moyen de puisage et d'élévation de l'eau, en employant des éoliennes à axe vertical. En outre, il est indiqué l'emploi d'une roue hydraulique pour l'utilisation de la force du vent, alors que l'on pourrait. si la eharge est ssuffisante, employer une turbine ou un turbo alternateur. REVENTICATIONS I- Installation de récupération, accumulation hydraulique et utilisation d'énergie éolienne caractérisée par le fait qu'el- le comprend une éolienne pompant l'eau d'un bassin infériuer. dit de base, pour l'élever à un ou plusieurs bassins supé rieurs, la distribuant à un bassin intermédiaire, dit acou mulateur, pour alimenter une roue hydraulique ou une turbine actionnant une génératrice de courant électrique. 2- Installation de récupération, accumulation hydraulique et utilisation dflénergie éolienne, selon la revendieation-I, ea- ractérisée par le fait qu'entre la bassin supérieur, situé dans l'axe du bassin intermédiaire se trouve un dispositif distributeur, propre à réaliser un niveau constant dans ee dernier bassin, composé par un ou plusieurs flotteurs se trou vant sur le plan de charge, solidaires de un ou plusieurs cla- pets, dont le ou les sièges sont situés dans le fond du bas sin supérieur, de façon à obéir aux mouvements d'élévation ou d'abaissement des dits flotteurs, de manière, à respective- ment, fermer ou ouvrir la distribution dneau, pour établir un niveau constant dans le bassin intermédiaire et avoir cons- tamment, dans ce dernier, la même hauteur piézométrique. 3- Installation de récupération, accumulation hydraulique et utilisation d'énergie éolienne, selon les revendications I, et 2, prises dans leur ensemble, caractérisée par le fait que le fond du bassin intermédiaire est pourvu d'un ajutage de sortie de l'eau, agencé d'ne vanne appropriée, commandée et régulée, soit à la main, soit automatiquement par tout autre moyen, pour alimenter le moyen hydromécanique de commande de générat teur electríque. 4- Installation de récupération, accumulation hydraulique et utilisation d'énergie éolienne, selon les revendieations I, 2, et 3, prises dans leur ensemble, caractérisée par le fait que la dite installation utilise une quantité invariable d'eau qui permet de la situer en quelque lieu que ce soit et dans des points élevés ou ohoisis plus pa@ticulièrement pour utiliser la ioroe maximum du vent dans la région. 5- Installation de récupération, accumulation hydraulique et utilisation d'énergie éolienne, selon les revendications de I, à 4, prises dans leur ensemble, caractérisée par le fait de prévoir les capacités, du ou des bassins supérieurs, du bassin intermédiaire accumulateur et du bassin inférieur de base, en fonction de la puissance de pompage de l'eau par l'éolienne, suivant les vitesses du vent dominant du lieu, de son temps dsaotion et au temps moyen prévu de l'utilisation de l'énergie électrique.