Brevet FR2488421A1 — publié le 19820212

La présente invention a pour objet, à titre de produit industriel, d'asservir aux mouvements du soleil, sans programmation préalable, un appareil des tiné à transmettre ces mouvements a tout autre système devant les exploiter. Cet appareil, dont un prototype a été realisé, offre de nombreuses possibilités d'utilisation, en particulier dans le domaine de l'énergie solaire. I1 rend facile, précise et économique, l'orientation des capteurs solaires de tous genres, et de tous types, dans un plan rigoureusement perpendiculaire aux rayons solaires, augmentant ainsi d'une façon très importante, leur rendement par rapport aux installations fixes ou semi-mobiles. Il peut piloter à distance un nombre quelconque de capteurs. De faible encombrement, leger et indéréglable, il peut être solidaire des capteurs, être installe sur toitures, sur murs, sur mâts télescopiques, ou sur pylones par exemple. I1 ne necessite ni surveillance particuliere, ni corrections manuelles quels que soient les aléas atmosphériques. I1 fonctionne sur courant électrique continu de faible intensité, qu'il peut éventuellement produire lui-même, par photopiles couplées à ces mouvements et combinées à une batterie de réserve. Le dispositif, objet de l'invention, comporte essentiellement trois viseurs (V1, V2, V3), deux mobiles et un fixe ; les deux viseurs mobiles sont constitués de deux entonnoirs terminés par deux récepteurs photosensibles, le viseur fixe est constitué de quatre recepteurs photosensibles. Chaque récepteur photosensible fournit un signal électrique, fonction de l'éclairement auquel il est soumis. Dans le prototype réalisé, ce signal est une tension fonction decroissante de l'éclairement. Le premier viseur V1, peut effectuer un mouvement de rotation dont l'axe est la verticale du lieu. Sa course suit la direction Est-Ouest. Son angle d'ouverture va de l'horizon au zénith. Dés que le dispositif reçoit un éclairement d'un seuil, haut, détermine, ce viseur V1 se met en mouvement jusqu'au moment où il rencontre les rayons du soleil qui le mettront à l'arrêt par l'action d'un des éléments du montage électronique qui accompagne le système. Deux cas peuvent se présenter a) Au moment du déclenchement, ce viseur se trouve à I' Est par rapport au soleil ; il poursuit alors sa course dans le sens Est-Ouest et s'arrête quand il rencontre le soleil. b) Au moment du déclenchement, ce viseur se trouve à l'Ouest du soleil, il termine alors sa course, et est renvoyé vers l'orientation Est, d'où il repart pour rencontrer le soleil. Pendant le mouvement Ouest-Est, le récepteur photo sensible du viseur V1 (L1) est mis hors service. Le point d'arrêt ainsi obtenu donne l'azimuth. Le mouvement du soleil va faire décroître l'éclairement que reçoit le récepteur photosensible, jus'au seuil bas déterminé, qui fera redéclencher le mouvement et ainsi de suite. Le viseur V2, peut effectuer un mouvement de rotation dont l'axe se trouve dans un plan horizontal. Cet axe est solidaire du viseur V1, de telle sorte que le viseur V2, balaye l'espace de l'horizon au zenith ; à l'azimuth déterminé par le viseur V1. Le fonctionnement de ce viseur V2, est identique à celui du viseur V1, mais il est activé dans les deux sens de ses mouvements. Ses mouvements ne peuvent se produire qu'après l'arrêt du viseur V1. Ce viseur V2, donne la distance zénithale du soleil. Ainsi quand les deux viseurs V1 et V2 sont à l'arrêt par temps ensoleillé, leurs positions combinées definissent celle du soleil et peuvent être transmises à tout autre système, par télécommande incorporé. Le troisieme viseur omni directionnel V3, immobilise les viseurs V1 et V2, quand l'éclairement descend au seuil bas, déterminé. Ce viseur et ce seuil sont utiles pour tenir compte d'obscurcissements passagers provenant de formations nuageuses par exemple, et pour l'arrêt de nuit et par temps couvert. Ce viseur V3, a encore une autre fonction. I1 permet de rendre moins sensible aux variations de l'intensité lumineuse, les viseurs V1 et V2, en retranchant de ceux-ci une fraction du signal qu'il donne. Ce signal est la combinaison de quatre récepteurs photosensibles, L3, L4, L5, L6, positionnes dans les directions des quatre points cardinaux pour que cette combinaison donne une in tensité moyenne d'éclairement ambiant toujours inférieure, donc au plein soleil que doivent recevoir les viseurs V1 et V2. On évite ainsi tout mauvais fonctionnement du système qui aurait pour cause par exemple, des reflets sur les recepteurs photosensibles ou un eclairage incertain par ciel brumeux. Par temps de neige, et pour éviter le blocage de l'appareil, un chauffage peut être installé dans le corps de cet appareil avec résistance électrique et commnade thermostatique. La neige fond alors au fur et a mesure qu'elle tombe sur la calotte vitrée qui protège le système dont le mouvement peut re préndre dès l'apparition du soleil. Le prototype de l'appareil construit, fonctionne. I1 est représenté sur les plans annexes. Sa fabrication qui releve de l'artisanat, peut être améliorée et perfectionnée par des constructeurs spécialisés. Fonctionnement du montage électronique Les six éléments photosensiwle. L1, L2, 13, 4, 15, L6, des trois viseurs VI, Vz, V3, doivent être utilisés de façon a fournir une tension fonction décroissante de l'éclairement qu'ils reçoivent. Ces éléments sont repré sentés sur le schéma par les générateurs de tension 11 pour L1, 12 pour L2, 13 pour L3, 14 pour L4, 15 pour L5, 16 pour L6. Ces générateurs 11, 12, 13 14, 15, 16, sont commandés par les photocapteurs L1, L2, L3, L4, L5, LS. Les générateurs de 13 à 16, attaquent les bascules de b3 à b6, qui déterminent la mise en marche ou l'arrêt du système, l'utilisation de bascules rend le montage insensible à de petites variations de l'intensité lumineuse. Les générateurs 11 et 12, commandent les bascules bl et b2, à travers les circuits Al et A2, qui servent d'amplificateurs et de correcteurs. On améliore en effet, la sensibilité du système en retranchant au signal, un terme correctif proportionnel à la moyenne arithmétique des quatre cellules fixes. La différence entre les seuils hauts et bas de b2 et bl, règle la précision du montage; Les portes Non-Et N2, N1, commandes partiellement par N3, ne rendent actifs les circuits 1 et 2, que lorsque toutes les conditions de bon fonctionnement sont réalisées. Les bascules b7, b8 (dont les entrées sont maintenues au niveau 1 par 4 résistances) de type R.S. sont commandées par les poussoirs de fin de course des moteurs. Avec les portes N4, N5, NS, et les inverseurs correspondants, elles fixent le sens de fonctionnement des moteurs M1 et M2. Ceux-ci fonctionnent en courant continu et sont commandés par les relais rl, r2, r3 et r4. Les valeurs de l'azimut et de la distance zenithale données par les potentiomètres, P1 et P2, peuvent être reportées sur des panneaux mobiles pour les positionner en face du soleil, toutefois ces derniers ne peuvent être en mouvement que si la position du pilote est bien déterminée, c'est à dire si celui-ci est arrêté. Légende des figures D1, D2, Diaphragmes. - C1, Guide cables électriques. - C2, Capot inférieur. C3, Capot supérieur. - M1, M2, Moteurs. - L1, L2, L3, L4, L5, L6, Capteurs photosensibles. - C4, Verrouillage du capot supérieur. - P1, P2, Potentiomètres. - S1, S2, S3, S4, Poussoirs fin de course. - V1, V2, Viseurs mobiles. R1, R2, Réducteurs. - rl, r2, r3, r4, Relais. - N1, N2, N3, N4, N5, N6, Portes Non-Et. - Al, A2, Amplificateurs opérationnels. - bl, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, Bascules. REVENDICATIONS 1 - Dispositif asservi aux mouvements du soleil, destiné a télécommander tout autre système devant les exploiter, caractérisé par le fait qu'il est constitué de deux capteurs photosensibles solidaires de deux moteurs. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux capteurs sont constitués de deux entonnoirs équipés de capteurs photosensibles. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un capteur a un mouvement de direction Est-Ouest, et que l'autre capteur est solidaire du précédent et a un mouvement de direction horizon-zénith. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que d'autres capteurs photosensibles, arrêtent le dispositif en l'absence de soleil. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les capteurs photosensibles de la revendication 4, sont utilisés aussi pour optimiser la sensibilité du dispositif, en fonction des variations de l'eclaire- ment. 6 - Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 5, caractérisé par les principes de combinaisons électroniques qui ordonnancent le fonctionnement du système et lui donne sa fiabilité. 7 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la possibilité d'installer un système de chauffage anti-neige, dans l'enveloppe de protection du dispositif. 8 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la télécommande n'agit pas pendant le mouvement de V1 et V2. 9 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le système défini en 8i permet de déterminer la course la plus courte pour positionner les panneaux commandes.