Brevet FR2905138A1 — publié le 20080229

STORE THERMO-GENERATEUR La présente invention est relative au domaine solaire thermique, plus particulièrement à un store thermo-générateur comportant des thermodiodes de manière à assurer non seulement une protection solaire habituelle inhérente aux stores mais aussi la production d'électricité. Les thermodiodes utilisées par ces dispositifs ont l'avantage de présenter un rendement élevé sous une température relativement basse, 2000 à 300 , accessible par concentration du rayonnement solaire. Le but de la présente invention est de proposer un store comportant une première toile superposée à une seconde toile, la configuration de ces toiles permettant de concentrer le rayonnement solaire sur les thermodiodes. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un store thermogénérateur selon la revendication 1. Ce store comporte un premier et un deuxième élément sous forme de toile flexible. Ces deux éléments peuvent évoluer entre une position rétractée et une position déployée, le premier élément étant superposé généralement parallèlement sur le deuxième élément à une certaine distance lorsque ceux-ci sont déployés. Des thermodiodes sont agencées sur l'un de ces éléments, la surface active desdites thermodiodes étant situées sur la surface supérieure du deuxième élément. Le premier élément concentre la lumière du soleil lorsque les deux éléments sont déployés. Ces éléments sont agencés de manière à ce que la lumière soit dirigée sur la surface active des thermodiodes situées sur la surface supérieure du deuxième élément. Selon un premier mode d'exécution de la présente invention, le premier et le deuxième élément (1, 2) du store sont respectivement une première toile (1) dite supérieure et une seconde toile (2) dite inférieure. La première toile (1) est superposée parallèlement sur la seconde toiles (2), celles-ci étant de 2905138 2 dimensions sensiblement identiques. Ces toiles (1, 2), qui sont espacées l'une de l'autre d'une certaine distance, sont susceptibles de s'enrouler sur deux supports distincts (3, 4). Selon une variante du premier mode d'exécution, les supports (3, 4) sont 5 remplacés par un seul et unique support constitué d'un seul tube (6) sur lequel les deux toiles (1, 2) peuvent s'enrouler. Un tube additionnel rotatif (5) est agencé à proximité du tube (6) afin de maintenir un écart constant entre les toiles. Les supports (3, 4) sur lesquels les toiles (1, 2) peuvent s'enrouler sont des tubes cylindrique, elliptique ou polygonal. 10 La seconde toile (2) agencée sous la première toile (1) présente sur sa face inférieure le même aspect que les toiles traditionnelles des stores. Elle peut être par exemple en acrylique ou en coton. Dans la présente invention la première toile est une série de lentilles de Fresnel (7) de préférence linéaire. Chaque lentille concentre le rayonnement 15 solaire direct sur une ou des lignes de thermodiodes (8). Le rayonnement solaire direct peut être concentré 100 fois et plus et la température des thermodiodes situées sur la ligne focale peut dépasser 300 . Les lentilles de Fresnel linéaires placées en série pour constituer la première toile peuvent être flexibles et s'enrouler sur un tube cylindrique ou rigides et 20 s'enrouler sur un tube polygonal. Les thermodiodes montées sur la ligne focale de la seconde toile sont disposées entre deux lames (9) d'aluminium ou de cuivre superposées, La face chaude de chaque thermodiode est en contact avec la lame supérieure (10) et la face froide est en contact avec la lame inférieure (11). Les 25 thermodiodes forment alors une seule ou plusieurs lignes parallèles reliées entre elles. Pour accroître la concentration et réduire la surface de la ligne focale il est possible d'installer une seconde lentille linéaire rigide (15) sur la face de la lame supérieure. 2905138 3 Sous l'effet de la chaleur et de la conversion thermionique des semi-conducteurs de chaque diode il se crée un mouvement d'électrons et l'énergie thermique se transforme en énergie électrique. Un câblage intégré à la toile relie les thermodiodes des différentes lames les unes aux autres. Le courant 5 produit est ainsi transféré vers un onduleur et un compteur. Le fonctionnement des thermodiodes crée également un écart important de température entre les lames. La lame supérieure (10) est maintenue à plus de 200 par la concentration du rayonnement solaire tandis que la température de la lame inférieure (11) est de l'ordre de 20 . Cette température très 10 inférieure à la température ambiante estivale est une source d'air frais. Il est possible de recouvrir la face inférieure des lames par une toile tubulaire (12) et de faire circuler l'air de l'habitation au contact des lames à 20 . Pour ce faire les tubes de toile sont alors reliés à un diffuseur monté à chaque extrémité du tube d'enroulement du store et un ventilateur pulse l'air de la pièce. L'air est 15 ainsi constamment rafraîchi au contact des lames à 20 puis est diffusé dans l'habitation. Un tel store thermo-générateur devient une source solaire d'énergie électrique et simultanément contribue au rafraîchissement de l'habitat. Le rendement des thermodiodes atteint 9 w/cm2 lorsque la température est de 300 . 20 Pour conserver la meilleure concentration solaire des lentilles linéaires le store comporte un système d'inclinaison des toiles (1, 2) sur l'axe nord-sud commandé par des vérins électriques. Une horloge programmée permet de commander le vérins afin de positionner les toiles à tout instant de la journée perpendiculairement au rayonnement solaire de manière à obtenir un 25 rendement maximum. 2905138 4 L'équipement d'un store thermo-générateur de 3m x 2m présente une toile supérieure comprenant 10 lentilles linéaires de 200 mm de large et de 4 mm d'épaisseur et une toile inférieure comprenant 10 lames de 10 à 5 mm de large. La concentration solaire sur la ligne focale de chaque lame est de 20 à 5 40. La distance focale est de 100 mm et correspond à l'espace entre les 2 toiles. En été, en Europe du sud et en fonction de la latitude du lieu d'implantation et de la puissance du rayonnement solaire direct la température varie de 200 à 300 . Chaque lame de 3 m équipée de 2 lignes de thermodiodes cumule une 10 surface chaude en contact avec les thermodiodes de 60 cm2. La puissance alors obtenue à 300 peut atteindre 540 W par lame soit 900 W/m2 ; Une variante au modèle précédent présente une toile supérieure comprenant des lentilles de Fresnel concentrique et une toile inférieure équipée de thermodiodes agencées en plaque (13) uniquement sur le point focal. Ce 15 principe accroît la concentration et donc la température de la lame supérieure et il réduit également le nombre de thermodiodes. En revanche il est indispensable de suivre la course du soleil sur les 2 axes. Le même système d'inclinaison par les vérins électriques programmés permet de suivre la course sur l'axe Nord-Sud tandis qu'un support rotatif (14) motorisé suit la course sur 20 l'axe Est-Ouest. Une horloge commande l'ensemble des mouvements. Les différentes figures représentent : Figure 1 : thermodiodes en ligne, vue en perspective ; figure 2 : toile inférieure et lames, vue en perspective ; figure 2 bis : lame, seconde lentilles et thermodiodes ; figure 3 : thermodiodes en plaque, vue en perspective ; figure 25 4 : thermodiode et lames, vue de face ; figure 5 : supports d'enroulement, vue en perspective ; figure 6 support et tube, vue en perspective ; figure 7 : toiles supérieure et inférieure, vue de coté ; figure 8 : support rotatif, vue en perspective. REVENDICATIONS 1. Store thermo-générateur, caractérisé en ce qu'il comporte un premier et un deuxième élément sous forme d'une toile flexible, les deux éléments pouvant évoluer entre une position rétractée et une position déployée, le premier élément (1) étant superposé généralement parallèlement sur le deuxième élément (2) à une certaine distance lorsque ceux-ci sont déployés, des thermodiodes étant agencées sur la surface supérieure du deuxième élément, le premier élément concentrant la lumière du soleil lorsque les deux éléments (1, 2) sont déployés, les deux éléments étant agencés de manière à ce que la lumière soit concentrée sur la surface active desdites thermodiodes (8). 2. Store thermo-générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément (1) est une toile, susceptible d'être enroulée sur un support (3,4), ladite toile (1) étant constituée de lentilles de Fresnel linéaires ou concentriques (7) flexibles ou rigides, lesquelles concentrent le rayonnement solaire directe sur des thermodiodes agencée sur le deuxième élément (2). 3. Store thermo-générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième élément (2) est une toile comportant sur sa surface des lames (9) équipées de thermodiodes (8) reliées entre elles par un câblage, l'ensemble s'enroulant sur un support (6). 4. Store thermo-générateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les thermodiodes sont montées entre les lames et en ligne pour les lentilles linéaires et en plaque pour les lentilles concentriques, que la lame supérieure (1G) chaude reçoit le rayonnement solaire concentré et que la lame inférieure (11) refroidie. 2905138 6 5. Store thermo-générateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la face de la lame supérieure reçoit une seconde lentille (15) et que la lame inférieure est recouverte par une toile tubulaire (12) dans laquelle circule de l'air pulsé par un ventilateur. 5 6. Store thermo-générateur selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'inclinaison des toiles (1, 2) comportant des vérins électriques et un support rotatif (14) commandés par une horloge.