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Polymer
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Rayon
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Polyester
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Molecule
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aluminium
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qutil
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2516640A1
Family ID 8052429
Probable Assignee Bernard Roger
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title COLLECTEUR D'ENERGIE SOLAIRE A CONCENTRATION LINEAIRE
EN Title LINEAR FOCUS SOLAR COLLECTOR WITH AUTOMATIC TRACKING - USES
PHOTOCELLS TO GUIDE COLLECTOR AND AUTOMATIC BACK-UP SYSTEM TO MAINTAIN
FLUID CIRCULATION COLLECTOR IS LOWERED
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN COLLECTEUR D'ENERGIE SOLAIRE.
L'OBJET DE L'INVENTION EST UN COLLECTEUR D'ENERGIE SOLAIRE COMPRENANT
UN REFLECTEUR 1 EN FORME DE DEMI-PARABOLE PLACE EN ATMOSPHERE LIBRE
SANS VITRAGE DE PROTECTION ET UN ABSORBEUR 2 DISPOSE SUR L'AXE DE LA
DEMI-PARABOLE DEFINIE PAR LEDIT REFLECTEUR, LEDIT COLLECTEUR ETANT
CARACTERISE EN CE QUE L'ABSORBEUR 2 EST PLACE AU FOYER ET NE PROVOQUE
AUCUNE OMBRE SUR LA PARTIE UTILE DU REFLECTEUR 1 ET QUE L'INCLINAISON
NORD-SUD EST ASSUREE PAR UN DISPOSITIF DE POURSUITE HELIOSTATIQUE, LES
GENERATRICES DU REFLECTEUR 1 ETANT PLACEES EST-OUEST.
APPLICATION AU CHAUFFAGE PAR ENERGIE SOLAIRE.
The appts. has a reflector, placed in the open air without a
protective glass, formed as a half parabola, with a heat absorbing
element placed on the axis of symmetry of the half-parabola. The lower
generating tube is placed at the focus of the reflector and vanes are
placed to absorb the rays reflected onto the focus. A tracking system
using two photoresistors placed above the edge of collector tube is
used to control the orientation of the collector to maximise energy
gathered. An emergency system provides for continuation of the working
fluid circulation during the time in which the collector is turned
away from the sun in the event of failure of the electric supply, and
an automatic restart is provided despite the non-restoration of the
electric supply.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un dispositif permettant de capter
leenergis solaire et de la transformer en energie thermique.
L'invention concerna plus particulierement un collecteur d'energie
solaire du type comportant un miroir reflechissant focalisant le
rayonnement solaire sur un absorbeur et des moyens pour permettre la
poursuite du soleil.
L'invention concerne aussi une installation de captage d'energie
solaire utilisant un ou plusieurs collecteurs du type pre cite.
L'invention a notamment pour but de proposer un collecteur du type
susp;entionne et permettant de chauffer un fluide caloporteur and
#38;amp; une temperature demeurant elevee durant une partie
substantielle de la journee et quelle que soit la saison.
Ce but est atteint, conformement a l'invention, du fait qu'un miroir
est prevu pour recevoir le rayonnement solaire et pour diriger ce
rayonnement sur l'absorbeur, en ce que ce miroir, place en atmosphere
libre, presente une forme de segment cylindrique a section droite en
forme de demi-parabole dont rayon de courbure maximal se situe au
niveau de l'axe de la demi-parabole, moyennant quoi ledit miroir est
apte a concentrer sur l'absorbeur, place sensiblement au foyer, le
rayonnement solaire qutil recoit, aveO un degre de concentration
optimum.
Avantageusement, la position de l'absorbeur, sensiblement dispose
suivant l'axe de la demi-parabole formant la seotion droite du miroir,
permet d'utiliser la surface totale utile du niroir.
Avantageusement, l'absorbeur est place dans un caisson a double paroi
contenant un isolant thermique et, eventuellements ferme par un
vitrage destine a creer un effet de serre confine dans le voisinage
immediat de l'absorbeur, ce vitrage n'etant pas neces- saire pour
toutes les applications du systeme.
Avantageusement, le miroir est constitue par une feuille d'aluminium
grand brillant ou de polyester aluminise.
Avantageusement, le miroir est fixe sur une paroi rigide pouvant etre
une tole emboutie ou du polyester moule ou tout autre materiau et tout
autre procede pour la mise en forme de la demi-parabole.
Une installation de captage d'eneigie solaire peut etre constitude par
un ou plusieurs collecteurs selon l'invention.
Dans cette installation le collecteur est place de telle sorte que les
generatrices du miroir soient orientees suivant l'axe EST-OUEST
Avantageusement l'inc1inaison du miroir est reglee suivant l'axe
ITORDLSUDs de facon a ce que le rayonnenent solaire soit parallele a
l'axe de la demi-parabole afin que tous les rayons soient reflechis au
foyer.
L'inclinaison du miroir est obtenue par un dispositif- de
-poursuite-heliostatique, commande par cellules photoresistantes.
Les caracteristiques et avantages de l'invention seront mieux compris
a la lecture de la description qui va suivre, description faite en
reference aux dessins annexes dans lesquels
- La figure 1 est une vue schematique en perspective d'un col
lecteur selon un mode de realisation de 11 invention,
- la fig. 2 est une coupe a travers l'ensemble reflecteur-caisson
absorbeur,
- la fig. 3 est une coupe de l'absorbeur et-du caisson.
Le collecteur d'energie solaire represente fig. 1 et 2 comprend un
reflecteur cylindro-parabolique I, place en atmosphbre libre sans
vitre de protection, un absorbeur 2, dispose dans un caisson 3,
ltensemble etant supporte a l'aide de berceaux cintres A, par un
dispositif articule reglable 5.
-Le reflecteur 1 presente une forme de segment -cylindro parabolique a
section droite en forme de demi-parabole dont ltextre- rayon de
courbure maximal est situee au soinmet de la demiparabole.
La forme geometrique du reflecteur 1 a ete determinee de facon a
obtenir une ouverture maximum au rayonnement solaire tout en
conservant le foyer a l'interieur du plan de la demi-parabole, a une
distance relativement faible du sommet, sensiblement a la
demi-distance separant le sommet du plan de la demi-parabole, afin de
faciliter la construction de l'ossature support et d'obtenir un
reglage aise de l'image optique.
Le reflecteur 1 peut autre constitue par un materiau quelconque pourvu
qu'il soit parfaitement resistant et indeformable et que sa surface
interne soit lisse et reflechissante, soit par un revetement rapporte
sur cette surface, soit par traitement approprie de ladite surface et
ayant un fort pouvoir reflechissant.
L'absorbeur 2 est un element forme par l'assemblage d'un tube 2a dans
lequel circule le fluide caloporteur et d'une bande metallique etroite
2b ayant recu un traitement selectif et formant ailettes de part et
d'autre du tube 2a,dispose sensiblement au foyer de la demi-parabole,
legerement en arriere du plan de symetrie de facon a ce que le point
focal se trouve sur la generatrice inferieure du tube 2a de
l'absorbeur, afin de ne creer, ainsi, aucune ombre sur la partie utile
du reflecteur 1.
La conception et la forme de l'absorbeur 2 contribuent efficacement
aux performances elevees du collecteur solaire objet de l'invention.
Le caisson 3 peut entre constitue par tout materiau ayant une bonne
tenue aux agents chimiques exterieurs, par exemple de l'aluminium
anodise et sa forme peut etre obtenue Far extrusion ou pliage, la
fixation de l'absorbeur 2 se fait par simple emboitement afin que la
dilatation de chaque materiau se fasse librement.
Sur la figure 2, les reperes A indiquent la direction du rayonnement
solaire recu par le reflecteur et reflechi sur l'absorbeur 2 gracie a
la rotation de l'ensemble qui maintient le rayonnement solaire
constamment parallele au plan de symetrie B
Cette rotation est obtenue grflce a une poursuite heliostatique qui
assure les fonctions suivantes
- pointage sur le soleil pour un eclairement suffisant et non
diffus,
- retour force a une position de moindre trainee au vent
lorsqu'il fait nuit, qu'il y a du vent ou qu'il y a une
anomalie sur le circuit hydraulique,
- securite lors d'une panne de courant electrique afin d'eviter
toute surchauffe.
Pour executer ces fonctions, -le systeme comprend un verin electrique
6 figure 2, fixe a sa partie inferieure sur le pied du support 5 du
collecteur solaire, a l'aide d'une chape 7, a sa partie superieure,
sur le support cintre 4 de la demi-parabole, a l'aide d'un pas de vis
8 qui se deplace sur l'axe filete 9 du verin 6, vers le haut ou le bas
en fonction du sens de rotation du moteur de verin 6.
Le reflecteur cylindro-parabolique i et le caisson 3 qui contient
l'absorbeur 2 peuvent effectuer une rotation NORDLSUD grace a
l'assemblage des berceaux cintres sur le support 5, par l'in
termediaire de l'axe 10
Deux cellules photo-resistantes 11 et I,separees par un deflecteur
circulaire 13 place parallele au plan de symetrie de la demi-parabole,
permettent la commande du moteur du verin 6, lorsqu'un seuil
d'eclairement minimum pred8fini est atteint, dans le sens qui
correspond a l'ombre provoque par le deflecteur 13 sur l'une ou
l'autre des cellules 11 ou 12.
Sur la figure 3, le vitrage 14 place devant l'absor~ beur 2 ferme
l'enceinte 15 de facon etanche par les points 15 et les parecloses 17,
afin de provoquer un effet de serre. Cette disposition n!est cependant
pas indispensable.
Enfin, l'invention n'est pas limitee aux modesde realisation
representes et decrits ci-dessus mais en couvre au contraire toutes
les variantes, notamment en ce qui concerne l'utilisation d'une
demi-parabole placee en atmosphere libre, focalisant le rayonnement
solaire sur un absorbeur place au foyer et qui ne provoque aucune
ombre sur la partie utile du reflecteur, ainsi que les modes de
regulation vt de securite du systeme.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICAXICNS1. Collecteur d'energie solaire a foyer lineaire
caracterise en ce qu'il comporte un reflecteur place en atmosphere
libre sans vitrage de protection, en forme de demi-parabole (i) et un
element absorbeur (2) place sur l'axe de symetrie de la demiparabole,
dont la generatrice inferieure du tube (2a) se trouve au foyer dudit
reflecteur et les ailettes (2b) etant orientees de facon a absorber
les rayons reflechis qui s'eloigneraient du foyer sans toutefois
provoquer d'ombre sur le reflecteur, eventuellement un vitrage destine
a creer un effet de serre dans le vois nage immediat de l'absorbeur
(2) ainsi qu'un systeme de Poursuite heliostatique assurant toutes les
fonctions de commande et de securite du colleoteur.
2. Collecteur suivant la revendication 1, caracterise en ce que
l'element absorbeur (2) est dispose dans un caisson (3) isole
thermiquement et eventuellement ferme par un vitrage (14)
3. Collecteur suivant la revendication 2, caracterise en ce que
l'absorbeur (2) et constitue d'un tube (2a) et deux ailettes (2b) non
paralleles a l'axe du tube (2a) et enveloppant ledit tube sur sa
demi-circonference exposee au rayonnement solaire.
4. Collecteur suivant la revendication 2, caracterise en ce que
ltabsorbeur !2) est dispose de facon a ce que la genera- trice
inferieure du tuba (2a) se trouve au foyer de la demi-parabole et que
les ailettes (2b) soient disposees de facon a recevoir le rayonnement
solaire qui s'eloignerait du foyer,
5. Collecteur selon l'une des revendications precedentes, caracterise
en ce que le reflecteur cylindre-parabolique (1) et le caisson (3)
sont fixes sur un support (5) articule sur un axe (10) parallele aux
wenaratrices du rflecteur (1) et permettant une orientation du
collecteur solaire suivant l'axe NCil-SUD, 6.Collecteur selon l'une
des revendications preceden- tes, caracterise en ce que l'inclinaison
du collecteur est assure par deux cellules photo-resistantes (11) et
(12) placees de part et d'autre d'un deflecteur circulaire (13) 7.
Collecteur suivant la revendication 6, caracterise en ce que le
deflecteur (13) et les cellules (ii) et (12) pourront entre places a
un endroit quelconque a condition, toutefois, qu'ils soient maintenus
paralleles au plan de symetrie B du reflecteur 1. 8. Collecteur
suivant l'une des revendications precedentes caracterise en ce que le
systeme de poursuite comprend la mise en fonctionnement de la
circulation du fluide dans l'absorbeur (2).en fonction d'un niveau
d'eclairement fixe et pre-determine. 9. Collecteur suivant l'une des
revendications prece dentes, caracterise en ce qu'une securite, en oas
de panne electrique, prevoit le fonc-tionnement du systeme de
circulation du fluide dans l'absorbeur (2) le temps necessaire au
depointage du Selecteur (1) 10. Collecteur suivant la revendication
(9) caracterise en ce que le fonctionnement du systeme de circulation
dans l'absorbeur (2) en cas de panne de l'alimentation electrique,
peut etre remis en marche automatiquement plusieurs fois au cours
d'une journee, meme si le courant electrique n'a pas ete retabli
entretemps. 11. Collecteur suivant i 'une des revendications
precedentes, caracterise en ce que le reflecteur (1) doit etre
constitue par un produit devant resister aux attaques des agents
chimiques exterieurs, mais n'est pas a isoler thermiquement.
12.Collecteur suivant les revendications 2,3,4, caracterise en ce que
le materiau constituant l'absorbeur (2) doit avoir un coefficient de
conductibilite thermique eleve et etre revetu sur la face exposee au
rayonnement solaire, par un traitement selectif genre chromium noir ou
au moins equivalent. 13.Collecteur suivant l'une des revendications
place dentes, caracterise en ce que la structure cintree (4) assure le
maintien et le reglage precis de l'ensemble reflecteur(1)-caisNon (3)
14.Collecteur suivant l'une des revendications prnce- dentes,
caracterise en ce que plusieurs elements modulaires peuvent autre
places cote a cote pour former une installation importante de telle
sorte que les generatrices des reflecteurs soient orientees suivant
ltaxe ES-OUESU. Dans ces conditions, un seul dispositif de poursuite
sera necessaire pour manoeuvrer l'ensemble de ltins- tallation.
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