Brevet FR2490282A1 — publié le 19820319

La présente Irca:tÛc > -t a pour objet une petite centrale hydro-électrique que l'on peut installer sur un petit cours d'eau dont le débit varie au cours des saisons, la centrale étant équipée de moyens permettant de compenser automatiquement cette variation de débit tout en maintenant constante la production d'énergie électrique. On connatt déjà des petites installations hydroélectriques permettant la fourniture d'énergie électrique mais ces installations nécessitent, lorsqu'elles sont installées sur un petit cours d'eau, de prévoir au moins une retenue d'eau afin de compenser les variations de débit de ce cours d'eau. En effet, lors de l'étiage, la centrale risaue, s'il n'existe pas une retenue d'eau complémentaire, de ne pas trouver dans la rivière l'énergie nécessaire à un fonctionnement correct du générateur, constitué normalement par un alternateur dont le fonctionnement doit être très régulier afin de fournir un courant alternatif constant aussi bien en fréquence qu'en tension. Les frais de ces installations antérieures étaient donc très élevés puisque la construction d'un barrage de retenue est une entrepriselongue et coûteuse car elle doit répondre à des normes de sécurité très sévères. la présente invention remédie à ces inconvénients en créant une petite centrale hydro-électrique dont la prise de force sur le courant d'eau peut être facilement réglée en fonction du débit de ce courant de façon a créer, par des moyens mécaniques simples, une force hydraulique intermédiaire à pression constante permettant I'entraine- ment d'un générateur de courant électrique avec la force motrice constante assurant ainsi la production d'un courant électrique ayant toujours la mêne tension et la même fréquence. Conformément à l'invention, la petite centrale hydro-électrique comporte des pales à mouvement sans fin, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit sans fin de guidage des pales reliées à des moyens d'actionnement de pompes hydrauliques disposées sur au moins un des bords du circuit sans fin, lesdites pompes hydrauliques faisant partie d'un circuit hydraulique comportant au oins un moteur pour l'entrainement d'un générateur de courant. biverses autres formes de réalisation de l'invention ressortent d'ailleurs dela description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est un plan schématique de la petite centrale hydro-électrique. La fig. 2 est une élévation schématique d'une partie de la ventrale hydro-électrique. la fig. 3 est un plan partiel coresspondant à la fig. 2. Comme l'illustre schématique-!ent lafig. 1, l'installation conforme à l'invention se compose d'un circuit sans fin 1 constitué par des rails décrits plus en détail dans ce qui suit. Chaque pale 4, dont le poids est delpréférence égal au poids du volume d'eau déplacé lorsque la pale est immergée complètement afin d'éviter au maximum les frotte entes, est constituée par des volets en V formant un angle sensiblement de 1400 dont la pointe est dirigée dans le sens du courant d'eau. Les pales sont réalisées de préférence en un alliage métallique léger ou en matière synthétique, ce qui évite la corrosion. Des pompes 7 sont disposées de manière équidistante au voisinage des rails du circuit sans fin. les pompes 7 comportent une commande 7a qui reçoivent une impulsion à chaque passage d'flan patin 5 que comportent les volets 4. Le déplacement des commandes 7a des pompes 7 est, en général, réglé pour que l'angle de mouvement de ces commandes soit de 450 environ. On trouve en plus un réservoir à basse pression 8, un accumulateur haute pression 9 muni d'instruments de contrôle 10, puis, finalement, un moteur hydraulique Il entrainant, par l'intermédiaire d'un arbre 13, un alternateur 12. Comme on peut le voir à la fig. 1, le réservoir basse pression 8 qui est rempli d'un liquide, par exemple de l'huile, est relié par une canalisation 20 et par des dérivations 21 aux pompes 7 côté admission. Le côté refou lement haute presion des pompes 7 est relié par des dérivations 22 à un collecteur 23a, 23b aboutissant à l'accumulateur haute pression 9. Ce dernier est relié par une canalisation 24 au moteur hydraulique Il côté entrée, tan dis que le côté sortie du moteur Il est relié par une cana lisation 25 au réservoir basse pression 8, la canalisation 25 constituant donc le retour basse pression du fluide hydraulique d'entraînement du moteur 11.Toutes les canalisations sont équipées de vannes 30, permettant l'arrêt du fonctionnement d'une ou de plusieurs pompes 7, ou le by-pass du fluide hydraulique d'entraînement du moteur 11, afin de séparer, si cela est nécessaire, le moteur Il du circuit hydraulique décrit ci-dessus. De plus le moteur hydraulique 11 est le plus souvent équipé d'un dispositif réducteur-détendeur assurant un fonctionnement sans à-coup du moteur et donc un entraînement à vitesse contant du générateur 12 qui est en général un alternateur. Comme cela ressort de ce qui est décrit ci-dessus, lorsque le courant d'eau entraîne les pales 4, celles-ci actionnent, par l'intermédiaire des patins 5, les commandes 7a des pompesqui, en aspirant l'huile depuis le réservoir basse pression 8, la refoulent sous haute pression dans l'accumulateur 9. Cette huile haute pression entraine le moteur Il qui, par l'intermédiaire de l'arbre 13, fait tourner l'alternateur 12 produisant le courant électrique. Bien entendu et bien que cela ne soit pas repré senté à la fig. 1, l'alternateur 12 est muni, d'une part, de tous ces circuits d'excitation nécessaires et, d'autre part, de tous les circuits permettant de répartir l'énergie électrique vers les points de consommation. Suivant le débit de la rivière ou suivant l'époque de l'année considérée, la distance séparant deux pales adjacentes est réglée en conséquence ainsi que la hauteur de chaque pale par rapport au fond du cours d'eau. Dans certains cas la commande manuelle des pompes 7 peut être réalisée différemment, par exemple par un organe magnétique donnant à chaque passage des pales 4 une impulsion motrice. On peut ainsi tenir compte d'éventuelles variations de vitesse de l'écoulement de l'eau dues à des changements du débit de la rivière. les fig. 2 et 3 illustrent un mode de réalisation avantageux du circuit sans fin 1 et des pales 4. le circuit sans fin comporte deux rails 6, 6a disposés parallèlement. Les pales 4 sont en forme d'auge en V comme déjà expliqué dans ce qui précède et sont supportées par des bras 31 reliés à des chariots 32 qui roulent ou glissent sur les rails 6 et 6a. Les bras 31 sont reliés entre eux par des câbles 33 fixés au moyen de dispositifs d'attache 34 permettant de les changer facilement pour régler l'espace séparant deux pales consécutives en dépendance dela vitesse du courant d'eau qui actionne les pales 4. Comme le montre la fig. 2, l'extrémité avant la du circuit sans fin est conformée un peu à la manière d'un patin pour que les pales 4 soient amenées en contact avec la surface de l'eau tout d'abord par leur partie supérieu-- re comme cela est illustré pour la pale 4a. On obtient ainsi une pénétration particulièrement douce des pales dans l'eau et une augmentation très sensible de leur rendement. La fig. 3 illustre également un développement de l'invention selon lequel des pompes 7 sont disposées audessus du niveau de l'eau et des pompes 71 en dessous de ce niveau. On uniformise de cette façon les efforts exercés sur les câbles de liaison 33, ce qui améliore encore le rendement. On obtient ainsi une petite centrale hydro-électrique dont les pertes d'énergie, dues aux transmissions, sont réduites au minimum. La grandeur des pales tient compte de la profondeur de la rivière car il est nécessaire de laisser entre la partie basse de chaque pale et le fond de la rivière un espace suffisant de façon à utiliser la partie vraiment motrice du courant d'eau de la rivière. Comme on peut s'en rendre compte, l'installation décrite ne nécessite aucun ouvrage d'art car les rails 6 ainsi que leurs annexes peuvent être installés sur deux flotteurs parallèles 35 arrimés sur la rive de la rivière comme un bateau ancré dans le lit de la rivière. l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diveres modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, la centrale décrite ci-dessus peut etre ancrée en mer dans une zone à fort courant. inVRiDa 1 - Petite centrale hydro-électrioue comportant des pales à mouvement san: fin, caractArisée en ce qu'elle comprend un circuit sans fin de guidage des pales (4) reliées à des moyens d'actionnement de pompes hydrauliques (7) disposées sur au moins un des bords du circuit sans fin, lesdites pompes hydrauliques faisant partie d'un circuit hydraulique comportant au moins un moteur pour l'entraÎne- ment d'un générateur de courant. 2 - Petite centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit sans fin comporte deux rails pour le guidage de chariots comportant des bras de support des pales. 3 - Petite centrale suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les pales présentent la forme de la lettre V. 4 - Petite centrale suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les pales sont supportées par le chariot pour présenter leur pointe dans le sens de l'écoulement de l'eau lorsqu'elles se trouvent immergées. 5 - Petite centrale suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la distance séparant les pales est riglable. 6 - Petite centrale suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les rails constitutifs du circuit sans fin sont supportés par des flotteurs. 7 - Petite centrale suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la commande des pompes à partir des pales est indifféremment réalisée au moyen cie patins ou éléments magnétiques. 8 - Petite centrale suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la profondeur d'immersion des pales est réglable. 9 - Petite centrale suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les rails sont conformés à la manière de patins à la partie avant du cirjjtsans fin qu'ils délimitent de manière que les pales soient introduites dans l'eau tout d'abord par leurs extrp:ités.