Brevet FR2527748A1 — publié le 19831202

La présente invention concerne un support mobile autour d'un axe et asservi autour de cet axe à la poursuite du soleil selon son azimut dans son mouvement apparent, ce support étant destiné à maintenir tout dispositif de récupération de l'énergie solaire qui sera fixé dessus en direction du soleil, de façon à ce que la surface de captage du rayonnement solaire soit toujours optimale. Dans les dispositifs connus de ce genre, le support mobile est conçu pour recevoir un type particulier de capteur solaire et aucun capteur différent ne peut y être fixé. De tels dispositifs peuvent entre parfois groupés de façon à mouvoir plusieurs éléments parallèlement entre eux et autour d'axes distincts, ce qui implique la présence d'autant de mécanismes d'entrainement et de raccordements hydrauliques ou électriques que d'éléments mobiles. Le support mobile selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. I1 peut en effet recevoir universellement tout capteur solaire et de n'importe quelle taille.D'autrepart, on peut y fixer un ou plusieurs éléments capteurs, identiques entre eux ou différents et sans limitation de nombre, sur un seul support mobile comprenant un seul mécanisme d'entrainement et un seul dispositif de raccordement, ce qui simplifie l'installation et permet une mise en oeuvre plus économique. En outre, le support mobile selon l'invention a l'avantage de ne pas exiger que son axe de rotation soit matérialisé: cet axe fictif peut se situer en dehors des éléments du support, ce qui permet de simplifier le mécanisme d'entrainement et d'éviter l'emploi de paliers ou de roulements coûteux car l'entrainement du support mobile se fait par translation le long d'une courbe circulaire concave ou convexe, et non par action sur un arbre de rotation. L'ensemble support désigné par l'invention se compose: - d'un chassis fixe comprenant un ou plusieurs chemins de roulement circulaires, - d'un cadre mobile autour d'un axe matérialisé ou non, sur lequel les moyens de captage solaire choisis seront fixés, - d'un dispositif de détection de direction solaire comprenant un élément fixe et un élément solidaire du cadre mobile, - d'un coffret électronique de contrôle, - d'un mécanisme moteur permettant d'actionner le mouvement du cadre sur le chassis, - d'un dispositif flexible permettant des raccordements hydrauliques et électriques du cadre et du chassis. Selon une première variante, le cadre mobile comporte un pivot s'appuyant sur un point fixe du chassis, et un train de roulettes ou de paliers de glissement qui se déplacent sur le chemin de roulement du chassis lors du mouvement du cadre. Selon une deuxième variante, le cadre mobile n'a plus de pivot mais possède deux ou plusieurs trains de roulettes ou de paliers de glissement qui se déplacent sur les chemins de.roule- ment correspondants du chassis lors du mouvement du cadre. Le cadre se déplace alors de la façon d'un rideau rigide accroché aux directrices d'un cône ou dlun cylindre. La description qui suit est donnée à titre d'exemple non limitatif de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un édifice cylindrique vertical 1 sur la façade duquel est suspendu un cadre rigide 2, qui peut se déplacer horizontalement sur la circonférence du bStiment par l'intermédiaire des roulettes 3 qui roulent sur les Rails circulaires 4 scellés dans la façade, le premier en haut et le deuxième à mi-hauteur. Le cadre mobile 2 supporte deux bandes de capteurs hélio- thermiques à effet de serre 5 disposées sur ses côtés EST et OUEST, une bande verticale centrale de concentrateurs cylindroparaboliques 6, un panneau de cellules photovoltaiques 7, le détecteur mobile de direction solaire 8, un dispositif de raccordement hydraulique et électrique composé des conduites flexibles 9 fixées d'un côté à la façade du bâtiment et reliées au cadre 2 par un tambour enrouleur 10. Les rails circulaires 4 comprennent à leurs extrémités des butées 12 équipées de détecteurs de fin de course vers 1'EST et vers l'OUEST. L'une des roulettes 3 est actionnée par un motoréducteur électrique à entrainement direct. La figure 2 représente le système d'asservissement qui permet d'orienter le plan de symétrie vertical normal du cadre mobile dans l'azimut du soleil. Le détecteur fixe 11 comprend une plaque opaque inclinée 14 face au sud qui supporte un photodétecteur 12 mesurant le rayonnement global, un photodétecteur 13 caché du rayonnement direct par la plaque 14 et qui mesure le rayonnement diffus. Ces deux mesures permettent de déterminer par différence si un rayonnement direct est présent, et d'autoriser dans ce cas l'asservissement du cadre mobile par l'intermédiaire des ordres du détecteur mobile 8, du coffret de contrôle 15 et du motoréducteur 16 entrainant la roulette 3. Lorsque le détecteur fixe 11 indique le crépuscule, ordre est donné au moteur de ramener le cadre mobile en butée vers 1'EST de façon à être prêt le matin suivant à recevoir les premiers rayons solaires. Le détecteur mobile 8 solidaire du cadre mobile est du type à bande d'ombre sur deux photodétecteurs 17 et 18, situés de part et d'autre d'une paroi verticale opaque 19, et qui sont à l'ombre d'une bande étroite 20 située en bordure de la paroi 19 lorsque le pointage est correct. En outre, un photodétecteur 21 est situé du côté EST de la paroi 19 et normalement en dehors de l'ombre projetée par la bande 20. Son indication permet d'assurer le déclenchement correct de l'asservissement dans le cas particulier où le matin est nuageux et le soleil n'apparait que l'après-midi, le détecteur mobile étant alors entièrement dans l'ombre puisqu'en position "EST". L'alimentation électrique du moteur 16, du coffret de contrôle 15 et d'une pompe de circulation hydraulique éventuelle 24 est assurée par le panneau de cellules photovoltaiques 7 qui recharge la batterie 22 par l'intermédiaire du régulateur 23, ce qui rend l'ensemble du dispositif de récupération de l'énergie solaire autonome dans son fonctionnement. Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où une grande surface de captage de l'énergie solaire est envisagée avec un rendement optimisé grâce au suivi de la direction solaire, en utilisation terrestre ou spatiale. La simplicité du servo-mécanisme permet notamment l'accrochage d'un rideau de capteurs solaires sur la façade courbe d'un édifice urbain existant. En particulier, les châteaux d'eau existants en grand nombre présentent des surfaces de captage potentielles peur l'énergie solaire du fait de leur élévation, et sont un domaine privilégié d'application de l'invention. De même, l'invention peut servir à l'alimentation énergétique des stations orbitales spatiales. REVENDICATIONS 1. Dispositif mobile 2 autour d'un axe et asservi à la poursuite du soleil en azimut par l'intermédiaire d'un photodétecteur mobile 8 à bande d'ombre, caractérisé en ce qu'il comporte des supports universels permettant de maintenir en direction du soleil tout système de récupération de l'énergie solaire quels qu'en soient le type, la taille et le nombre. 2. Dispositif mobile selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un système flexible 9 permettant tous les raccordements hydrauliques et électriques nécessaires entre les collecteurs solaires 5 et 6 supportés par le dispositif et un chassis fixe. 3. Dispositif mobile selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de récupération de l'énergie solaire 7 qui lui fournit l'énergie nécessaire à son propre mouvement permettant de rendre le dispositif autonome. 4. Dispositif mobile selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un photodétecteur fixe 11 permettant de n'autoriser la mise en route de l'asservissement que lorsqu' un rayonnement direct est présent. 5. Dispositif mobile selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un photodétecteur fixe 13 permettant de commander le retour en fin de course vers 1'EST dès la tombée du jour. 6. Dispositif mobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que le photodétecteur mobile 8 comprend, en plus des fonctions de pointage, un élément 21 qui permet de déclencher la mise en route de l'asservissement dans le cas où le soleil n'apparait que l'après-midi après une matinée nuageuse. 7. Dispositif mobile selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un mécanisme d'entrainement 3 permettant la translation du dispositif le long du rail circulaire 4 qui peut être convexe ou concave. 8. Dispositif mobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rail circulaire 4 comporte des pattes de scellement permettant d'accrocher le dispositif sur la façade ou la toiture d'un bâtiment.