Brevet FR2517034A3 — publié le 19830527

FR 2517034 A3 19830527 FR 8122079 A 19811125 Capteur solaire à concentration linaire. La présente invention concerne un capteur solaire à concentration linéaire. Les miroirs à dchelons ou réflecteurs linéaires sont de plus en plus utilisés pour le captage de l'énergie solaire, en raison de la précision aveclaquefle ils peuvent entre fabriques en grande série. Ces miroirs sont gdnérale- ment de forme cylindrico-parabolique et leurs réflecteurs sont orientes de manière à rdflêchir le rayonnement lumineux incident vers une meme ligne de focalisation rectiligne, le long de laquelle est monts un récepteur thermique linéaire parcouru par un fluide caloporteur. Ledit récepteur est généralement rigidement lié au miroir ou à la structure portant ce dernier.Le plus souvent, un mécanisme d'entrai- nement à mouvement d'horlogerie est prévu pour entraîner en rotation le miroir et le récepteur thermique autour de l'axe de ce dernier, de façon à ce qu'ils suivent le soleil dans sa course dans le ciel. En raison même de ce mouvement, les réflecteurs souf front de nombreux défauts - ltétanchdite au niveau des raccords entre le récep- teur thermique et les tubulures d'amenée et d'évacuation du fluide caloporteur est très difficile à obtenir du fait que le récepteur est mobile et que lesdites tubulures sont fixes - les réflecteurs cylindrico-paraboliques ou pseudoparaboliques sont lourds et encombrants, ce qui rend difficile leur adaptation sur ou à proximité d'un habitat de type classique - dans les dispositifs connus de ce genre, le mécanisme d'entraînement du système-réflecteur-recepteur est sophistiqué, lourd et souvent fragile et d'une mise en oeuvre onéreuse. Par le brevet français n 2 356 095, on connaît un capteur énergie solaire dans lequel le récepteur thermique est fixe et présente de ce fait une bonne étanchéité au niveau de ses raccordements avec les tubulures du circuit d'alimentation. Ce capteur comprend 'autre parts des trains de miroirs rdfléchisssnts et des moyens,de réglage de la position angnlaire de chaque miroir en site et enazimut, de manière que le rayonnement incident soit en permanence réfléchi vers le récepteur thermique. Cependant ces moyens de réglage sont très compliqués et donc comateux. Les trains de miroirs sont en effet déplacables selon des trajectoires concentriques centrés sur la verticale du récepteur thermique et de plus, chaque miroir est monté pivotant sur une articulation à la cardant On comprend que le prix de revient d'un tel capteur solaire soit lourdement grevé par les travaux d'aménagement et les frais d"instaa- lation. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des capteurs solaires de la technique enté- rieure citée et propose à cet effet un capteur solaire qui allie à la fois des qualités de solidité et,de simplicité de réglage à un prix de revient réduit. L'invention concerne donc un capteur solaire qui se caractérise en ce qu'il comprend : - une structure-support rigide, - une pluralité de lames réfléchissantes allongées, disposées parallèlement dans leur longueur et montées pivotantes, par leurs extrémités, sur la structure-support, - un récepteur thermique linéaire disposé face à la structure-support, parallèlement auxdites lames réfléchis- santes, et - un mécanisme d'entraînement associé à un mécanisme de suivi du soleil susceptible de faire pivoter en bloc les lames autour de leur axe de rotation respectif pour quelles réfléchissent le rayonnement incident sur le récepteur, quelle que soit la hauteur du soleil sur l'horizon. Au moment du montage de la structure-support, on donne à chaque lame une inclinaison-propre pour qu'elle réfléchisse le rayonnement incident sur le récepteur. I1 en résulte que ce dernier pourra Btre installé de façon fixe, face au panneau, en une position quelconque, imposée avant tout par le choix du site. Selon une caractéristique de l'invention, chaque lame réfléchissante porte sur sa face postérieure un bras fixe, les bras étant reliés entre eux de façon articulée par une tringle mobile dont le déplacement permet d'imprimer aux lames un même mouvement de rotation autour de leur axe. La structure-support peut être fixe et titre orientée face au Sud (pour lthérisphbre Nord) et de façon plus gdné- rale face à la course du soleil avec une inclinaison par rapport au sol à déterminer en fonction du site et de la positien du récepteur thermique, telle qu'elle est dirigée face à une direction moyenne comprise entre le zénith et la moitié de la hauteur du soleil an-dessus de l'horizon. On peut également donner au panneau un léger mouvement azimutal pour qu'il soit constamment en face du soleil, ais dans la plupart des cas, ce déplacement ne s'avère pas nécessaire du fait de l'utilisation de lames réfléchis- santes allongées. Lorsque le soleil est bas sur l'horizon, au lever et au coucher du soleil, au moins une partie du rayonnement réfléchi par les lamons peut encore atteindre le récepteur. Les lames réfléchissantes peuvent être aussi bien planes que concaves. Dans ce dernier cas, elles permettent une meilleure concentration et donc d'utiliser un récep teur thermique linéaire plus mince. Les lames peuvent être constituées avec tout matériau ayant un bon pouvoir réfléchissant, par exemple le verre métallisé, des bandes de matière plastique, des plaques d'aluminium, etc... D'autres buts, dispositions et avantages de linten- tion apparaîtront plus clairement à la lecture de la description de ltun de ses modes de réalisation, cette description étant faite en regard des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe verticale du capteur solaire et de son mécanisme d'orientation ; La figure 2 est une vue schématique en couple à plus grande échelle d'un détail de la figure 1, et La figure 3 est une vue en perspective du capteur so- laire et du récepteur thermique. Avec référence anx figures, le capteur solaire à concentration linéaire comprend uné structure-support 10 constituée par un simple cadre rectangulaire en matériau rigide qui peut être maintenu dans une position incliné choisie, au moyen d'un piètement réglable 12, et une plura- lité de miroirs réfléchissants linéaires constitués par des lames allongées en un matériau à grand pouvoir réflé- chissant. Sur les figures, les lames sont an nombre de dix, référencées de 141 à 1410, mais elles penvent être plus nombreuses ou moins nombreuses. Les lames sont légèrement plus courtes que les côtés horizontaux du cadre 10 et elles sont montées parallèlement auxdits côtés, de manière à pouvoir pivoter autour de leur axe longitudinal. À cet effet, chacune des lames est munie à ses extrémités de demi-axes 16, 18 qui sont -montés tourillonnent s dans des trous formés sur les côtés inclinés 20, 22 du cadre. Le cadre est en outre muni d'un mécanisme d'entraîne- ment capable de faire pivoter en même temps et dtun même angle les différentes lames autour de leur-axe de rotation respectif. Dans le mode de réalisation illustré par les figures, ce mécanisme comprend une tringle 24 pourvue sur sa longueur d'oeillets 26 à travers lesquels passent des bras 28 fixés au dos des lames 141 à 1410. La tringle peat avantageusement être entraînée le long de son axe, par des moyens moteurs non représentés, on un mouvement de va-et-vient de vitesse synchronisé sur le soleil, de sorte que, quelle que soit-la hauteur du soleil sur l'horizon, les lames réfléchissent le rayonnement solaire incident sur un récepteur thermique linéaire 30 disposé devant le cadre parallèlement aux lames. Lors de la mise en place du capteur, l'installateur dispose tout d'abord le cadre 10 face au Sud avec une in- clinaison telle, que l'incidence du rayonnement solaire, sur les lames soit optimale pendant la durée maximale. Le récepteur thermique linéaire 30 est ensuite monté en face du cadre, en un point quelconque, choisi au mieux en fonction de la topographie des lieux. On règle ensuite les angles 1 et a 10 que les lames font respectivement avec le plan du cadre pour que le rayonnement incident S soit réfléchi par toutes les lames sur le récepteur thermique 30. Les moyens monteurs sont ensuite mis en marche, de sorte que toutes les lames conservent, par rapport au rayonnement incident, une inclinaison constante. Au cours du mouvement des lames, les écarts angulaires ( a 2- 1) à ( > 10 -&alpha;9) que font entre elles les lames consécutives restent constants et ne dépendent que de la position relative du cadre et du récepteur thermique. Ainsi, quelle que soit la hanteur du soleil sur l'horizon, le rayonnement incident est réfléchi sur le récepteur. Dans ce qui précède, on a supposé que les lames étaient horizontales et disposées à des hauteurs différentes, mais on ne sort pas de ltesprit de l'invention en disposant les lames suivant la ligne de plus grande pente du cadre, et dans ce cas, la poursuite ne se fait plus en site mais en azimut. Le capteur selon l'invention est relativement léger car son poids se réduit pratiquement à celui du cadre et des lames. De plues, le capteur peut facilement être monté et réglé même par un non spécialiste. Enfin, son pris de revient est relativement faible puisqu'il ne comprend que des pièces simples. REVENDICATIONS 1.- Capteur solaire à concentration linéaire, caractérisé en ce qutil comprend - une structure-support rigide, - une pluralité de lames réfléchissantes allongées, disposées parallèlement dans leur longueur et montées pivotantes, par leurs extrémités, sur la structure-support, - un récepteur thermique linéaire disposé face à la structure-support, parallèlement auxdites lames réfléchissantes, et - un mécanisme de poursuite et d'entrainement susceptible de faire pivoter on bloc les lames autour de leur axe de rotation respectif pour qu'elles réfléchissent le rayonnement incident sur le récepteur, quelle que soit la hauteur du soleil sur I0horizon. 2.- Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames réfléchissantes font entre elles un angle constant en fonction de la position du récepteur thermique, et en ce qu'elles effectuent un même mouvement angulaire de rotation autour de leur axe pendant la poursuite solaire. 3.- Capteur solaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure-support est munie d'un piètement grâce auquel elle peut être maintenue dans une position inclinée quelconque par-rapport au sol. 4.- Capteur solaire selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lames réfléchissantes sont disposées horizontalement et à des hauteurs différentes de la structure-support. 5.- Capteur solaire selon 1tune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les lames réfléchissantes sont disposées selon la ligne de plus grande pente de la structure-support. 6.- Capteur solaire selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lames sont munies à leurs extrémités de demi-axes montés tourillonnants dans des trous formés sur des côtés parallèles de la structure-support. 7.- Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé on ce que ledit mécanisme d'entraînement est constitué par une tringle sur laquelle sont articulés des bras fixés au dos des lames, ladite tringle étant entraînée, le long de son axe, par des moyens moteurs, en un mouvement synchronisé avec le mouvement, du soleil dans le ciel, sur au moins une partie de sa course. 8.- Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames réfléchissentes sont planes. 9.- Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lames réfléchissantes sont concaves. 10.- Capteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure-support est constituée par un cadre rigide.