Brevet FR2778034A1 — publié le 19991029

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de stockage d'énergie électrique. Elle concerne les installations électriques reliées au réseau de distribution et est en particulier destinée à l'équipement de logements ou de villas, mais peut toutefois s'appliquer à des installations de toutes puissances. Pour essayer de diminuer la production et la distribution d'électricité durant les périodes de pointes, afin de ne pas avoir à surdimensionner les réseaux, les distributeurs de courant électrique tentent d'inciter les utilisateurs à étaler le plus possible leur consommation et proposent dans ce but des tarifs plus avantageux durant les périodes de faible demande généralement désignées sous le nom d'heures creuses. A l'heure actuelle, on trouve deux dispositifs permettant de stocker de l'énergie produite à partir de l'électricité et de la restituer au moment désiré. Il s'agit des chauffe-eau et des radiateurs électriques à accumulation qui peuvent être programmés pour se recharger automatiquement durant les heures creuses pour profiter des tarifs plus faibles pratiqués pendant cette période. Il n'existe à notre connaissance aucun moyen de stocker de l'énergie pour pouvoir la restituer à la demande sous forme de courant électrique destiné aux usages courants. Les batteries nécessaires pour assurer les besoins d'un logement ou d'une villa représenteraient un investissement prohibitif, sans compter les équipements tels que redresseur, onduleur et transformateur pour la mise en forme du courant et l'adaptation des tensions. L'invention a pour but de restituer durant les heures pleines à fort tarif de l'énergie électrique emmagasinée sous forme d'air comprimé à haute pression pendant les heures creuses à bas tarif. Le dispositif est constitué d'un compresseur d'air électrique et d'un alternateur 220 volts entraîné par un moteur à air comprimé, le compresseur et le moteur à air étant tous deux reliés à une ou plusieurs bouteilles tampons et l'ensemble étant commandé par une armoire électrique équipée d'un module de contrôle piloté15 par le système de commutation de tarifs du réseau de distribution, et des contacteurs permettant d'enclencher le compresseur durant les heures creuses et de brancher l'installation desservie sur le réseau ou l'alternateur. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 est un schéma synoptique illustrant le fonctionnement du dispositif et la figure 2 représente schématiquement un ensemble regroupant sous une forme compacte tous les éléments du système. Le dispositif, figures 1 et 2, est constitué d'un compresseur 1 à air mû par un moteur électrique 2 alimenté par le réseau R, d'une ou plusieurs bouteilles tampons 3 modulables selon la durée d'autonomie, et d'un moteur à air comprimé 4 entraînant un alternateur 5 220 volts. Le compresseur 1, la ou les bouteilles 3 et les tubulures 6 de liaison sont déterminés pour utiliser de l'air comprimé à une pression au moins égale à 200 bars. Le moteur électrique 2 et le compresseur 1 pourront être remplacés par un compresseur électrique de type connu. Les bouteilles 3 seront de préférence d'un type standard d'une capacité unitaire de 200 litres. Le moteur à air 4 est alimenté à travers un détendeur 7, et éventuellement un récupérateur d'eau 8, sous une pression comprise de préférence entre 5 et 20 bars. L'ensemble est complété par une armoire électrique 9 comportant un module de contrôle 10 programmable ou piloté par le système de commutation de tarifs du réseau de distribution, ainsi que des contacteurs 11, 12 permettant respectivement d'enclencher durant les périodes de bas tarif le moteur 2 actionnant le compresseur 1, et de basculer la sortie utilisateur U sur le réseau R pendant les heures creuses ou sur l'alternateur 5 pendant les heures pleines. Le module de contrôle 10 commande, outre les contacteurs 11, 12, des électrovannes 13, 14 permettant d'isoler le compresseur 1 ou le moteur à air 4. Dans certains cas le dispositif peut être simplifié en branchant en permanence la sortie utilisateur U sur l'alternateur 5 et en laissant ce dernier tourner sans interruption, ce qui permet de supprimer le contacteur 12 de basculement et les électrovannes 13 et 14. Tous les différents éléments composant le système pourront avantageusement être montés sur une platine 15 et recouverts d'un caisson 16, éventuellement insonorisé, de façon à constituer un ensemble monobloc compact pouvant être monté en usine et installé sans démontage.10 Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Procédé de stockage d'énergie électrique, s'appliquant en particulier aux installations électriques de logements ou de villas reliées à un réseau de distribution pratiquant des tarifs variables, mais pouvant s'adapter à des installations de toutes puissances, caractérisé en ce que l'énergie électrique est emmagasinée durant les périodes à tarif bas sous forme d'air comprimé à haute pression dans une ou plusieurs bouteilles tampons (3) au moyen d'un compresseur à air (1) mû par un moteur électrique (2) alimenté par le réseau (R), et restituée durant les périodes à fort tarif au moyen d'un alternateur (5) entraîné par un moteur à air (4) relié auxdites bouteilles tampons. 2 . Dispositif de stockage d'énergie électrique, pour l'application du procédé selon la revendication 1, caractérisé par la combinaison d'un compresseur d'air (1) mû par un moteur électrique (2) et d'un alternateur (5) entrainfé par un moteur à air comprimé (4), ledit compresseur d'air et ledit moteur à air comprimé étant tous deux reliés à une ou plusieurs bouteilles tampons (3) et l'ensemble étant commandé par un module de contrôle (10) programmable ou piloté par le système de commutation de tarifs du réseau de distribution enclenchant le compresseur d'air (1) durant les périodes de bas tarif. 3 . Dispositif selon la revendication 2, se caractérisant par le fait qu'il comporte une armoire électrique (9) intégrant le module de contrôle (10) et un contacteur (11) permettant d'enclencher durant les périodes de bas tarif le moteur électrique (2) actionnant le compresseur d'air (1). 4 . Dispositif selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que l'armoire électrique (9) comporte un contacteur de basculement (12) permettant de brancher la sortie utilisateur (U) soit sur le réseau pendant les périodes à bas tarif, soit sur l'alternateur (5) pendant les heures à fort tarif. . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, se caractérisant par le fait qu'il comporte des électrovannes (13, 14) commandées par le module de contrôle (10) permettant d'isoler le compresseur d'air (1) ou le moteur à air comprimé (4). 6 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, se caractérisant par le fait que le moteur électrique (2) et le compresseur d'air (1) sont remplacés par un compresseur électrique. 7 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, se caractérisant par le fait que le compresseur d'air (1), la ou les bouteilles tampons (3) et les tubulures (6) de liaison sont déterminés pour utiliser de l'air comprimé à une pression égale ou supérieure à 200 bars. 8 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, se caractérisant par le fait que le moteur à air comprimé (4) est alimenté à travers un détendeur (7), et éventuellement un récupérateur d'eau (8), sous une pression comprise entre 5 et 20 bars. 9 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, se caractérisant par le fait que la ou les bouteilles tampons (3) sont d'un type standard d'une capacité unitaire de 200 litres.5 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, se caractérisant par le fait qu'il constitue un ensemble monobloc compact pouvant être monté en usine, tous ses composants étant montés sur une10 platine (15) et recouverts d'un caisson (16). 11 . Dispositif selon la revendication 9, se caractérisant par le fait que le caisson (16) est insonorisé.