Brevet FR3034818A1 — publié le 20161014

La présente invention concerne un dispositif aérodynamique à axe horizontal pour la transformation de l'énergie produite naturellement par le vent en énergie électrique. Les éoliennes à axes horizontales représentent essentiellement des coûts de maintenance très élevés de par leur conception. Quant aux éoliennes à axe verticale, elles génèrent certes des coûts de maintenance moins élevés mais en revanche, elles sont moins performantes du fait qu'elles ont l'inconvénient majeur d'avoir d'importantes déperditions énergétiques due aux frottements plus importants pour maintenir leur équilibre en fonctionnement. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un concept d'éolienne étant un juste compromis des deux, c'est-15 à-dire une éolienne à haut rendement d'où une éolienne à axe horizontal, et à maintenance faible, d'où des frottements inexistants. De plus, cette éolienne de par son concept est moins bruyante pour les raisons évoquées. Cette éolienne de forme cylindrique est composée d'une partie fixe à l'intérieur de laquelle tourne en rotation sans contact physique une partie 20 mobile. Cette éolienne à énergie renouvelable à axe horizontal montée sur une axe rotulé (5), comporte une nacelle externe (1) et une partie centrale (2) appelée bulbe qui équipé d'ailerons (7) est capable de toujours se 25 positionner face au vent, permettant à ce dernier de s'engouffrer dans le couloir défini par la nacelle et le bulbe autour duquel est mis en rotation sous l'effet du vent une partie mobile appelée rotor. La nacelle externe (1) et le bulbe (2) sont tout deux assemblés concentriquement par l'intermédiaire d'une platine Avant ajourée (3) pour 30 laisser entrer le vent, et d'une seconde platine Arrière ajourée (4) pour laisser sortir le vent permettant d'avoir un alignement géométrique et de 3034818 2 garantir une certaine robustesse de l'ensemble. Ces platines (3) et (4) ajourées sont conçues de manière à freiner au minimum le vent venant s'engouffrer par l'avant et s'échapper par l'arrière dans le couloir se situant entre la nacelle et le bulbe où le vent prend son accélération. 5 Cet ensemble compact monté sur l'axe vertical (5) équipé d'une rotule (6) permet d'obtenir une rotation libre sur 360° autour de cet axe ainsi qu'une inclinaison horizontal de ± 30°autour de ce même axe. Le bulbe (2) équipé en partie arrière externe de ses ailerons (7) oriente cet ensemble compact face au vent telle une girouette permettant 10 de ce fait de capter les meilleurs vents du moment lors du fonctionnement de l'éolienne. Le rotor est constitué au moins de 8 pales (11) à géométrie évolutives 3D fixées en partie basse sur une couronne circulaire (9) et en partie haute sur deux demi-coquilles circulaires (12) et (13) équipées d'aimants (15) et (16), A son tour, le bulbe (2) sur son diamètre extérieur et la couronne circulaire (9) du rotor sont équipés d'un nombre différent d'aimants (8) et (10) évitant l'existence d'une position « repos stable » montés en opposition polaire afin de garantir leur positionnement radial l'un par rapport à l'autre sans contact sous l'effet de la sustentation magnétique produite, ne générant ainsi aucun frottement, (Figures 2 et 3) La nacelle (1) et la platine arrière (4) sont équipées d'un nombre différent d'aimants (17) et (18) évitant l'existence d'une position « repos stable » montés judicieusement en polarité identique à celles présentent sur le rotor en partie haute afin de lui garantir un positionnement axial sans contact sous l'effet de la sustentation magnétique produite, ne générant ainsi aucun frottement, 3034818 3 Les deux demi-coquilles (12) et (13) composant une partie du rotor sont équipées d'un nombre différent d'aimants (15) et (16) évitant l'existence d'une position « repos stable » montés judicieusement en polarité identique à celles présentent sur la nacelle (1) et la platine arrière (4) du stator afin 5 de garantir au rotor un positionnement axial sans contact sous l'effet de la sustentation magnétique produite, ne générant ainsi aucun frottement, Pour finir, la nacelle (1) est munie sur sa périphérie intérieure d'autant de 10 bobinages (14) que d'aimants du rotor, Le vent s'engouffrant dans le couloir défini par l'intérieur de la nacelle (1) et l'extérieur du bulbe (2) est équipé d'au moins 4 ailerons « bec de canard » 15 (19) qui permettent d'accélérer le vent pour lui conférer une vitesse mettant en rotation le rotor. Lorsque le vent devient trop important, la sustentation magnétique axiale générée par les aimants (15), (16), (17) et (18) n'étant plus suffisante positionne le rotor en contact sur la platine arrière (4) arrêtant ainsi ce 20 dernier en rotation, Lors de la mise en rotation sans contact du rotor, les aimants (15) et (16) lors de leur passage devant chaque bobine (14) produisent un champ magnétique générant un courant électrique, 25 L'éolienne à énergie renouvelable est réalisée dans des matériaux résistants aux intempéries maritimes. 30 Cette éolienne montée sur l'axe rotulé (5) garantie une captation du vent de l'ordre de 100% dès que ce dernier dépasse le m/sec 3034818 4 L'invention en elle-même va maintenant être décrite en détails en référence aux figures pour lesquelles : 1. La figure 1 représente le concept vu en coupe de l'ensemble, 5 soit le dispositif aérodynamique à axe horizontal, 2. La figure 2 représente le détail de la génératrice électrique ainsi que le système de sustentation axial du rotor, 10 3. La figure 3 représente le positionnement des aimants pour garantir la sustentation magnétique axiale du rotor et le fonctionnement de la génératrice électrique. 15 REVENDICATIONS1. Eolienne à énergie renouvelable à axe horizontal caractérisée en ce que, montée sur une axe rotulé (5), elle comporte une nacelle externe (1) et une partie centrale (2) appelée bulbe qui équipé d'ailerons (7) est capable de toujours se positionner face au vent, permettant à ce dernier de s'engouffrer dans le couloir défini par la nacelle et le bulbe autour duquel est mis en rotation sous l'effet du vent une partie mobile appelée rotor, 2. Eolienne à énergie renouvelable selon la revendication 1 caractérisée en ce que le rotor est constitué au moins de 8 pales (11) à géométrie évolutives 3D fixées en partie basse sur une couronne circulaire (9) et en partie haute sur deux demi-coquilles circulaires (12) et (13) équipées d'aimants (15) et (16), 3. Eolienne à énergie renouvelable selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le bulbe (2) sur son diamètre extérieur et la couronne circulaire (9) du rotor sont équipés d'un nombre différent d'aimants (8) et (10) évitant l'existence d'une position « repos stable » montés en opposition polaire afin de garantir leur positionnement radial l'un par rapport à l'autre sans contact sous l'effet de la sustentation magnétique produite, ne générant ainsi aucun frottement, 4. Eolienne à énergie renouvelable selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la nacelle (1) et la platine arrière (4) sont équipées d'un nombre différent d'aimants (17) et (18) évitant l'existence d'une position « repos stable » montés judicieusement en polarité identique à celles présentent sur le rotor en partie haute afin de lui garantir un positionnement axial sans contact sous l'effet de la sustentation magnétique produite, ne générant ainsi aucun frottement, 3034 818 6 5. Eolienne à énergie renouvelable selon la revendication 4 caractérisée en ce que les deux demi-coquilles (12) et (13) composant une partie du rotor sont équipées d'un nombre différent d'aimants (15) et (16) évitant 5 l'existence d'une position « repos stable » montés judicieusement en polarité identique à celles présentent sur la nacelle (1) et la platine arrière (4) du stator afin de garantir au rotor un positionnement axial sans contact sous l'effet de la sustentation magnétique produite, ne générant ainsi aucun frottement, 10 6. Eolienne à énergie renouvelable selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisée en ce que la nacelle (1) est munie sur sa périphérie intérieure d'autant de bobinages (14) que d'aimants du rotor, 15 7. Eolienne à énergie renouvelable selon une des quelconques revendications précédentes caractérisée en ce que le vent s'engouffrant dans le couloir défini par l'intérieur de la nacelle (1) et l'extérieur du bulbe (2) est équipé d'au moins 4 ailerons « bec de canard » (19) qui permettent d'accélérer le vent pour lui conférer une 20 vitesse mettant en rotation le rotor, 8. Eolienne à énergie renouvelable selon la revendication 7 caractérisée en ce que lors de la mise en rotation sans contact du rotor, les aimants (15) et (16) lors de leur passage devant chaque bobine (14) produisent 25 un champs magnétique générant un courant électrique, 9. Eolienne à énergie renouvelable selon l'une des quelconques revendications précédentes caractérisée en ce que lorsque le vent devient trop important, la sustentation magnétique axiale générée par 30 les aimants (15), (16), (17) et (18) n'étant plus suffisante positionne le rotor en contact sur la platine arrière (4) arrêtant ainsi ce dernier en rotation, 3034818 7 10. Eolienne à énergie renouvelable selon une des quelconques revendications précédentes caractérisée en ce que l'éolienne est réalisée dans des matériaux résistants aux intempéries maritimes.