Brevet FR2476281A1 — publié le 19810821

L'objet de l'invention concerne un dispositif de capteur scolaire à concentration e I est destiné à permettre la captation du rayonnement solaire direct et diffus afin d'obtenir un réchaui- fement du fluide à moyenne et haute température0 Dans les dispositifs connus de ce genre avec concentration, on utilise des ensembles cylindriques paraboliques offrant au vent des prises considérables et demandant des renforcements porteurs importants et encombrants ainsi qu'inesthétiques. Ils provoquent des réflexions gOnantes et éblouis santes, sont d'un entretien difficile et présentent dee pertes de calories importantes aussi bien dans les zones de captation, que dans les éléments de transmission, toutefois l'un des inconvénients les plus importants, est que ces appareils sont mobiles pour suivre la course du soleil et ne peuvent de ce fait former un ensemble couvrant compaot pour réaliser une toiture normale. Le dispositif suivant l'invention supprime ces inconvénients et permet non seulement de réaliser une toiture fixe, stable et isolante, conservant l'aspect courant et la couleur des tuiles en s'adaptant à tous lee environnements mais encore, de présenter une efficacité de réchaui fement accrue par la. possibilité d'utiliser chaque profil semi-circulaire de la surface couvrante comme zones de concentrations dans un meme module afin de capter les rayonnements sur 1800, avec leurs intensités progressives et dégressives sans solution de continuité dans latransmission des calories I1 est constitué par des plaques ondulées en matitre rigide et transparente formées par des secteurs semi- circulaires avec méplats de fixation porteurs et séparateurs et par la confection sur les périphéries externes de chaque seoteur semi-sphérique de réseaux de Freenel linéaires multiples, concentrant le rayonnement solaire sur 1800 sur un tube concentrique transparent enveloppant une canalisation métallique réceptrice des points focaux sur ses faces orientées combinées avec deux capteurs horizontaux sy6tri ques, pour captation des rayonnements diffus. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'expia ple non limitatif, d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention : La figure 1 montre les plaques transparentes couvrantes. La figure 2 est une vue en coupe des éléments montrant l'ensemble du dispositif. La figure 3 est une vue en coupe de la structure portante et du dispositif de nettoyages Les plaques ondulées 1, figure 1 comportent plusieurs secteurs semi-circulaires 2, Ces éléments sont rigides, transparents et peuvent entre en polycarbonate ou autres substances appropriées Ces surfaces semi-circulaires ayant environ 1800 comportent figure 2, plusieurs zones de diffraction 4, 5, 6, et concentrant en un seul point le rayonnement solaire qui les contacte. Ce rayonnement se focalise sur une plage de réception qui suivant le déplacement du soleil peut titre momentanément situé successivement aux points 7, 8, 9 Concentriquement au recouvrement transparent 2,et placé un élément tubulaire transparent 10. Cet élément avec secteur circulaire a une base plans A l'intérieur de ce tube transparent est disposé un tube capteur 11, comportant plusieurs surfaces de réception 12, 13, 14, orientées formant un ensemble de plusieurs plages de travail linéaires Dans ce tube 11 circule le fluide caloporteur. Deux capteurs 15, 16 plans absorbent le rayonnement diffus. Ils sont indépendants du tube récepteur 11. Le concentrateur ondulé 1 comporte dans chaque forme demi-rondes 2, 3 et une série de réseaux Fresnel 4, 5, 6 et autres, taillés en parallèles et linéaires. Ils sont indépendants en ce qui concerne la focalisation du moment. La zone chauffante sans solution de continuité passe par les secteurs 7, 8, 9, de façon à assurer une transmission de calories continues. Xes plaques 1 avec les méplats 17, 18 reposent sur une structure auto-portable 19 oui assure le maintien, l'étanchéité et l'isolation du dispositif figure 3. On peut éventuellement utiliser un système de nettoyage mont sur organes de roulement 20, 21, 22, avec projection d'eau 952 24 qui peut mécaniquement maintenir la transparence des surfaces couvrantes et polarisées. Par ce dispositif le rayonnement solaire du lever au coucher est capté et concentrés Il traverse le tube transparent qui piège un maximum de calories et vient aboutir sur le tube métallique0 Sur ce tube qui correspond un foyer, on obtient de 130 à 2000 centigrades qui échauffent le fluide calopor tueur, Les capteurs latéraux 16, 17 qui recoivent les rayonnements diffus produisent une eau à moyenne température pouvant 8tre utilisée pour le chauffage ou l'eau sanitai re Ce méme dispositif est utilisable pour la produc tion du froid suivant les procédés connus, Il permet en tout état de cause d'assurer à la fois la couverture étanche statique et structurée d'un bf- timent et le chauffage centrals Il donne la possibilité de réaliser la production de vapeur, la climatisation avec isolation thermique Toutefois les formes, dimensions et dispositiona des différents éléments, comme d'ailleurs les matières utilisées pour leur fabrication pourront varier dans la limite des équivalents, comme d'ailleurs les matières utilisées pour leur fabrication, sans changer pour cela la conception générale de l'invention qui vient d'8tre décrite RETENDICAEIONS 10 Dispositif de capteur solaire à concentration permettant la captation du rayonnement solaire direct et diffus, afin d'obtenir un réchauffement de fluide à moyenne et haute température se caractérisant par des plaques ondulées (1) rigides, transparentes et colorables, formées par des secteurs semi-circulaires (2, 3) avec méplats de fixation porteura et séparateurs (17, 18) combinés avec les éléments récepteurs formés par une élément tubulaire transparent (10) et un conduit métallique concentrique (11) 20 Dispositif suivant la-revendication 1 se caractérisant par le fait que chaque module de forme semi-circulaire constituant un élément du panneau ondulé monopièce comporte sur toute sa surface des zones de diffraction (4, 5, 6)linéaires du type dit réseau de PBESNEL, étant précisé que ces réseaux ont les franges ou pics de diffraction orientés, afin que la focalisation maximale (7, 8, 9) soit dirigée d'une faÇon continue avec progréssivité et dégréssivité successive sans solution de continuité aur le récepteur (11) 30 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le récepteur est constitué par un élément tubulaire (10) avec secteur circulaire et base rectiligne enveloppant concentriquement un conduit métallique (11) à surfaces orientées (12, 13, 14) par rapport aux forces de diffraction multiples de leélement couvrant (1) et dans lequel circule le fluide à réchauffer à haute température. 40 Dispositif suivant la revendication t se caractérisant par le fait que de part et d'autre du récepteur axial sont disposés symétriquement des capteurs horizontaux (15, 16) de rayonnement diffus produits simultanément par les éléments diifracteurs. 50 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que les plaques solaires (1) sont supportées par des structures métalliques auto-portables (19) positionnant les isolants et les élements capteurs. 60 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait qu'un système de nettoyage et de balayage (23, 24) épousant la forme des modules semi-circulaires formant la plaque de recouvrement constituant la toiture ondulée sont montés sur sur ces ensembles.