A PRODUCTION D'ENERGIE RENFORCEE.

L'invention concerne un aérogénérateur constitué d'une pluralité d'unités autonomes et empilables permettant d'adapter la production d'énergie électrique générée aux besoins souhaités en multipliant lesdites unités autonomes et cela en toute simplicité et rapidité.

Plus précisément, chacune des unités autonomes et empilables est constituée d'un rotor horizontal dont l'axe de rotation est placé de manière perpendiculaire à l'axe du vent, contrairement aux éoliennes dont l'axe horizontal est dans la même direction que l'axe du vent, la puissance d'énergie souhaitée étant renforcée par la multiplication des générateurs électriques axiaux.

On sait que éolienne est la forme moderne du moulin à vent qui transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique puis en énergie électrique.

Les éoliennes aujourd'hui bien connues et de plus en plus présentes sur nos territoires sont vues comme des aérogénérateurs composés le plus souvent d'un mât permettant de placer un rotor à très grande hauteur pour opposer les très longues pales dudit rotor au souffle du vent.

Le mât abrite généralement une partie des composants électriques et électroniques tels que commande, modulateur, multiplicateur, générateur, etc. Il est réalisé en acier ou parfois en béton et supporte en son extrémité haute une nacelle abritant des composants mécaniques, pneumatiques, électriques ou électroniques liés au fonctionnement de la machine. La nacelle est orientable pour affronter les meilleurs vents.

Selon la profession, une éolienne se définie en fonction des caractéristiques aérodynamiques et électrotechniques à mettre en oeuvre pour obtenir la production d'énergie souhaitée.

On distingue donc des catégories désignées par les appellations « grand éolien », « moyen éolien » et « petit éolien » selon la puissance espérée qui est fonction de la vitesse du vent.

Il est démontré que pour atteindre la puissance électrique maximale d'une éolienne la vitesse du vent optimale est d'environ 15m/seconde soit 55 Km/heure. Au dessous de cette vitesse, l'éolienne produit moins d'énergie, au-dessus de cette vitesse la production n'est pas plus importante et l'éolienne peut être bloquée pour éviter sa dégradation. Dans la catégorie du « petit éolien », catégorie à laquelle s'adresse prioritairement Téolienne de la présente invention, l'orientation face au vent s'opère généralement par un aileron arrière à la manière d'une girouette.

Selon l'art antérieur, pour la plupart des éoliennes aujourd'hui en service et quelque soit leur catégorie, le rotor est orienté de telle manière que la direction du vent soit dans le même axe que l'axe de rotation du rotor, la rotation du rotor étant générée par la forme même des pales et l'écoulement du flux sur celles-ci. Chaque paie en rotation se comporte comme un gyroscope et du fait de la force de gravité qui s'exerce sur elle, est soumise à une force dite de précession.

Le « petit » éolien » désigne toutes les éoliennes d'une puissance nominale inférieure A 30 kilowatts (en Europe), raccordées au réseau électrique ou bien autonomes. Il vise à répondre à de petits besoins électriques et alimenter des appareils électriques (pompes, éclairage, chauffage etc.) de manière durable, principalement en milieu rural ou sur les véhicules (caravanes, camping cars, voiliers, etc.) et est parfois jumelé avec un ou plusieurs modules solaires photovoltdiques et un ensemble de batteries de stockage, car il y a souvent du vent en période peu ensoleillée et inversement.

Parmi le « petit éolien » on relève également l'éolien urbain, spécialement développé pour obtenir un faible niveau sonore et qui pour la plupart se compose d'éoliennes à axe vertical ou horizontal de puissance inférieure à 20 Kilowatts.

La présente invention préférablement de la catégorie du « petit éolien » se caractérise par la modularité et la simplicité de chaque module aisément associable à un autre module déjà actif, en améliorant le rendement par ladite association.

En effet, il est connu qu'au-delà d'une certaine vitesse du vent, la production d'électricité d'une éolienne n'augmente plus limitant ainsi sa capacité.

Un véhicule portant un aérogénérateur sera donc limité à une certaine puissance d'électricité générée et utilisable quelle que soit sa vitesse au-delà de la vitesse dite de production optimum.

L'auteur de la présente invention a donc imaginé la multiplication du nombre d' aérogénérateurs sur un même support et sur une même structure, chacun desdits aérogénérateur étant conçu de manière à fonctionner seul et indépendamment d'un autre aérogénérateur auquel il est associé et générer une quantité d'énergie électrique optimum.

Pour augmenter la quantité d'électricité générée, le rotor à axe horizontal est actif dans au moins deux générateurs électriques placés à chacune des extrémités de l'axe de rotation de éolienne, contrairement aux éoliennes à axe horizontal actuelles dont la rotation du rotor intervient sur un seul générateur et à une seule extrémité de l'axe de rotation.

L'état de la technique révèle différents brevets portant sur des éoliennes à axe vertical ou à axe horizontal mais aucun dispositif modulaire capable d'accroître la production d'énergie électrique par multiplication d'unités dans une même structure, ni agissant sur au moins deux générateurs électriques pour produire l'énergie électrique souhaitée. On citera par exemple le brevet Européen d'origine taïwanaise CHUNG, CHUN- NENG, n° EP 2 604 852 déposé le 16/12/201 1 et publié lel 9/06/2013 qui fait état d'une éolienne à axe vertical comprenant deux rotors concentriques qui outre le fait qu'il se différencie du présent brevet par le positionnement de l'axe de rotation n'est associé qu'à un seul générateur d'énergie contrairement au dispositif du présent brevet qui agit sur deux générateurs électriques placés à chacune des extrémités de l'axe de rotation.

Le dispositif CHUNG, ne décrit en aucune manière un dispositif empilable sur ou dans une même structure, description qui caractérise fondamentalement l'éolienne de la présente invention.

On pourra citer également le brevet international d'origine coréenne CHANG Soon- Boo, n° WO 201 1 /030977 déposé le 1 1 /02/2010 et publié le 17/03/201 1 qui décrit une éolienne à axe horizontal de même type que les éoliennes aujourd'hui installées dont la particularité réside dans le doublement des pales, mais qui n'active qu'un générateur électrique à une seule extrémité de l'axe de rotation contrairement au dispositif du présent brevet.

L'éolienne objet du présent brevet est caractérisée en premier lieu par sa constitution générale modulaire composée d'une pluralité d'unités indépendantes et autonomes réunies sur ou dans une même structure et en second lieu par la constitution de chacun des modules disposant d'un axe de rotation horizontal placé perpendiculairement à l'axe du vent et dont la conception et les aménagements conduisent à la multiplication des générateurs électriques. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'éolienne modulaire à unités autonomes empilables et à axe horizontal actif sur une pluralité de générateurs électriques de l'invention se compose d'une structure réceptrice unique dite « socle récepteur », constituée préférablement d'un boîtier par exemple métallique et de forme parallélépipédique donf une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur un support tel que par exemple le plan extérieur du pavillon supérieur d'un véhicule (automobile, caravane, mobil home etc.) et l'autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d'un module éolien indépendant et autonome dit « module aérogénérateur ».

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « socle récepteur » dispose en son intérieur de tous les composants, mécaniques, électriques et électroniques nécessaires à la récupération, la concentration, la gestion, l'orientation, l'amplification, la signalisation et le transport de l'énergie électrique générée par les « module aérogénérateur » qu'il supporte, notamment les éléments d'information et de signalisation de l'utilisateur dirigés vers l'extérieur. Il est aménagé pour permettre son refroidissement interne par pénétration d'air, par exemple des ouvertures orientées, des perforations, des grilles etc.

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « socle récepteur » dispose sur au moins une de ses faces d'au moins un réceptacle de connexion électrique enfichable (mâle ou femelle), pour recevoir directement ou par l'intermédiaire d'une liaison filaire et par simple geste la partie correspondante du connecteur électrique équipant chaque « module aérogénérateur ». Ainsi lorsqu'un « module aérogénérateur » est ajouté par empilage sur un autre « module aérogénérateur » il est connecté directement ou par liaison filaire sur le « socle récepteur ». Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « module aérogénérateur » est constitué d'un boîtier par exemple métallique ou en matière plastique et de préférence de forme parallélépipédique dont une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur le plan supérieur du « socle récepteur » ou sur le plan supérieur d'un « module aérogénérateur » et l'autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d'un « module aérogénérateur ».

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le boîtier de chaque « module aérogénérateur » présente sur au moins deux de ses faces latérales préférablement opposées, des ouvertures orientées pour d'une part recevoir le flux d'air entrant et d'autre part laisser s'écouler vers l'extérieur le flux d'air sortant. Lesdites ouvertures sont de forme, dimensions et constitution permettant au vent de s'engouffrer à l'intérieur du « module aérogénérateur », s'orienter vers les ailettes du rotor interne et quitter le « module aérogénérateur »

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « module aérogénérateur » dispose en son intérieur et animé librement en rotation sur au moins deux paliers fixes, un rotor horizontal dit « rotor maître » destiné à tourner librement autour de son axe horizontal dit « axe maître » sous l'effet du flux d'air entrant agissant directement sur une pluralité de pales réparties à la périphérie du rotor dudit « rotor maître ».

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « rotor maître » de chacun des « module aérogénérateur », animé en rotation autour de son « axe maître » respectif, est constitué d'un corps préférablement cylindrique dit « corps de rotor » portant préférablement au centre de sa longueur et sur toute sa périphérie, une pluralité d'ailettes radiales dites « ailettes tournantes » réparties à égale distance l'une de l'autre. ... .

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les « ailettes tournantes » du « corps de rotor » du « rotor maître » de chacun des « module aérogénérateur » sont prises en sandwich entre deux disques dits « disque rotor principal » solidaires du « corps de rotor », de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, le diamètre extérieur de chacun de ces « disque rotor principal » étant préférablement inférieur au « diamètre fictif de rotation » constitué par les extrémités libres des « ailette tournante » animées en rotation autour de « axe maître ».

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « disque rotor principal » solidaire du « corps de rotor » de chacun des « module aérogénérateur » est animé en rotation autour de son « axe maître » respectif, à l'intérieur d'un stator fixe préférablement solidaire du « module aérogénérateur » et préférablement constitué d'un disque épais dit « disque stator générateur » de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique, recouvrant tout ou partie de l'épaisseur du « disque rotor principal » tournant en son inférieur.

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des extrémités du « corps de rotor » horizontal tournant à l'intérieur de chacun des « module aérogénérateur » dispose d'un aménagement dit « rotor auxiliaire » de matière. constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, tournant autour de Γ « axe maître » et à l'intérieur d'un stator fixe dit « stator auxiliaire », préférablement solidaire du « module aérogénérateur » et de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique.

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'énergie électrique produite par chaque « module aérogénérateur », consécutivement d'une part, à la rotation de chacun des « disque rotor principal » du « rotor maître » de chaque « module aérogénérateur » à l'intérieur de chacun des « disque stator générateur » correspondant dudit « module aérogénérateur » et d'autre part à la rotation de chacun des « rotor auxiliaire » à l'intérieur de chacun des « stator auxiliaire » dudit « module aérogénérateur », est transportée par voie filaire et connexion sur le « socle récepteur » au moyen de connecteur mâle ou femelles.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'énergie électrique produite par chaque « module aérogénérateur », consécutivement d'une part, à la rotation de chacun des « disque rotor principal » du « rotor maître » de chaque « module aérogénérateur » à l'intérieur de chacun des « disque stator générateur » correspondant dudit « module aérogénérateur » et d'autre part à la rotation de chacun des « rotor auxiliaire » à l'intérieur de chacun des « stator auxiliaire » dudit « module aérogénérateur », est transportée par connexion directe de « module aérogénérateur » à « module aérogénérateur » associé, chacun des « module aérogénérateur » disposant des moyens et composants électriques et/ou électroniques pour recevoir les informations et l'énergie électrique issues d'un « module aérogénérateur » fonctionnellement associé et les transmettre à un autre « module aérogénérateur » fonctionnellement associé ou directement au « socle récepteur » du dispositif. Le dispositif ici décrit dans le cas précis d'une application artisanale, n'est en aucune manière limité à cette seule application, il peut être mis en oeuvre dans d'autres applications et selon d'autres modes de fabrication par exemple industriel.

La description suivante en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La Figure 1 représente un exemple en perspective de l'éolienne de l'invention dont trois « module aérogénérateur » sont installés et connectés au « socle récepteur ».

La figure 2 est une vue de face d'un empilage de trois « module aérogénérateur » connectés entre eux et au « socle récepteur ».

La figure 3 montre un « module aérogénérateur » en vue de face.

La figure 4 est une vue en coupe longitudinale montrant l'intérieur d'un « module aérogénérateur ».

L'éolienne objet du présent brevet est caractérisée en premier lieu par sa constitution générale modulaire composée d'au moins un module indépendant, autonome et empilable dit « module aérogénérateur » (2) associé à une même structure dite « socle récepteur » (1 ) chaque « module aérogénérateur » (2) présentant en son intérieur un axe de rotation horizontal dit « rotor maître » (201 ) placé perpendiculairement à l'axe du vent (AE) pour tourner autour d'un « axe maître » (200), portant d'une part des ailettes périphériques dites « ailettes tournantes » (202) prises en sandwich entre deux disque dits « disque rotor principal » (208) et tournant autour d'un axe dit « axe maître » (200) et d'autre part à chacune de ses extrémités un rotor dit « rotor auxiliaire » (209), les « disque rotor principal » (208) et les « rotor auxiliaire » (209) tournant respectivement à l'intérieur de stators fixes dits « disque stator générateur » (21 1 ) et de stators fixes dits « stator auxiliaire » (210) constituant ainsi une pluralité de générateurs électriques produisant l'énergie électrique restituée par le « socle récepteur » ( 1 .)

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'éolienne modulaire à unités autonomes empilables et à axe horizontal actif sur une pluralité de générateurs électriques de l'invention, se compose d'une structure réceptrice unique dite « socle récepteur » (1 ), constituée préférablement d'un boîtier par exemple métallique et préférablement de forme parallélépipédique dont une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur un support tel que par exemple le plan extérieur du pavillon supérieur d'un véhicule (automobile, caravane, mobil home etc.) ou tout autre support et l'autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d'un module éolien indépendant et autonome dit « module aérogénérateur » (2). (Voir Fig 1 , 2). Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « socle récepteur » (1 ) dispose en son intérieur de tous les composants, mécaniques, électriques et électroniques nécessaires à la récupération, la concentration, la gestion, l'orientation, l'amplification, le réglage, la signalisation et le transport de l'énergie électrique générée par le ou les « module aérogénérateur » (2) qu'il supporte, notamment les éléments de mise en fonctionnement (103), de réglage (105) du rendement de chaque « module aérogénérateur » (2), d'information et de signalisation à l'utilisateur (104). Il est aménagé pour permettre son refroidissement interne par pénétration d'air, par exemple la présence d'ouvertures orientées, de perforations, de grilles etc. (106) (voir Fig 1 , 2).

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « socle récepteur » (1 ) dispose sur au moins une de ses faces d'au moins un réceptacle de connexion électrique enfichables (107) (mâle ou femelles), pour recevoir par simple geste la partie co espondante du connecteur électrique (217) équipant chaque « module aérogénérateur » (2) ou le connecteur d'extrémité (307) de la liaison filaire (305). Ainsi lorsqu'un « module aérogénérateur » (2) est installé sur le « socle récepteur » (1 ) il est connecté directement par introduction de son connecteur électrique (217) dans le connecteur électrique ( 107) du « socle récepteur » ( 1 ) ou par introduction du connecteur électrique d'extrémité (307) de la liaison filaire (305) dans le connecteur électrique ( 107) du « socle récepteur » ( 1 ) . (Voir Fig 1 , 2, 3, 4) .

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « module aérogénérateur » (2) est constitué d'un boîtier par exemple métallique ou en matière plastique et préférablement de forme parallélépipédique dont une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur le plan supérieur du « socle récepteur » ( 1 ) ou sur le plan supérieur d'un « module aérogénérateur » (2) et l'autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d'un « module aérogénérateur » (2) (Vor Fig 1 , 2).

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le boîtier de chaque « module aérogénérateur » (2) présente sur au moins deux de ses faces latérales préférablement opposées, des ouvertures orientées (203) préférablement surmontées d'une visière (204), lesdites ouvertures étant de forme, de dimensions et de constitution permettant de recevoir le flux d'air AE entrant, l'orienter vers les ailettes du rotor interne et le laisser s'écouler vers l'extérieur, il présente également et préférablement des moyens de mise en fonctionnement (205) de réglage (215) et des moyens de visualisation (206). (Voir Fig 1 )

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « module aérogénérateur » (2) dispose en son intérieur et animé librement en rotation sur au moins deux paliers fixes, un rotor horizontal dit « rotor maître » (201 ) destiné à tourner librement autour de son axe horizontal dit « axe maître » (200) sous l'effet du flux d'air entrant (AE) agissant directement sur une pluralité d' « ailettes tournantes » (202) réparties à la périphérie dudit « rotor maître » (201 ). (voir Fig 4)

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « rotor maître » (201 ) de chacun des « module aérogénérateur » (2), animé en rotation autour de son « axe maître » (200) respectif, est constitué d'un corps préférablement cylindrique dit « corps de rotor » (212) portant préférablement au centre de sa longueur et sur toute sa périphérie, une pluralité d'ailettes radiales dites « ailettes tournantes » (202) réparties à égale distance l'une de l'autre, (voir Fig 4).

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les « ailettes tournantes » (202) du « corps de rotor » (212) du « rotor maître » (201 ) de chacun des « module aérogénérateur » (2) sont prises en sandwich entre deux disques dits « disque rotor principal » (208) solidaires du « corps de rotor » (212), de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, le diamètre extérieur de chacun de ces « disque rotor principal » (208) étant préférablement inférieur au « diamètre fictif de rotation » (DFR) constitué par les extrémités libres des « ailette tournante » (202) animées en rotation autour de « axe maître » (200). (voir Fig 4).

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « disque rotor principal » (208) solidaire du « corps de rotor » (212) de chacun des « module aérogénérateur » (2) est animé en rotation autour de son « axe maître » (200) respectif, à l'intérieur d'un stator fixe préférablement solidaire du « module aérogénérateur » (2) et préférablement constitué d'un disque épais dit « disque stator générateur » (21 1 ) de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique, recouvrant tout ou partie de l'épaisseur du « disque rotor principal » (208) tournant en son intérieur, (voir Fig 4).

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des extrémités du « corps de rotor » (212) horizontal tournant à l'intérieur de chacun des « module aérogénérateur » (2) dispose d'un aménagement dit « rotor auxiliaire » (209) de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, tournant autour de Γ « axe maître » (200) et à l'intérieur d'un stator fixe dit « stator auxiliaire » (210), préférablement solidaire du « module aérogénérateur » (2) et de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique, (voir Fig 4).

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'énergie électrique produite par chaque « module aérogénérateur » (2), consécutivement d'une part, à la rotation de chacun des « disque rotor principal » (208) du « rotor maître » (212) de chaque « module aérogénérateur » (2) à l'intérieur de chacun des « disque stator générateur » (21 1 ) correspondant dudit « module aérogénérateur » (2) et d'autre part à la rotation de chacun des « rotor auxiliaire » (209) à l'intérieur de chacun des « stator auxiliaire » (210) dudit « module aérogénérateur » (2), est régulée en agissant selon les vitesses souhaitées et à partir du « socle récepteur » (1 ) sur le champs magnétique d'un ou plusieurs des générateurs internes de chaque « module aérogénérateur » (2) et transportée par voie filaire et connexion directe sur le « socle récepteur » (1 ) au moyen de connecteur mâle ou femelle (107) (207) (217). (voir Fig 1 ,2,4, 5).

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'énergie électrique produite par chaque « module aérogénérateur » (2), consécutivement d'une part, à la rotation de chacun des « disque rotor principal » (208) du « rotor maître » (201 ) de chaque « module aérogénérateur » (2) à l'intérieur de chacun des « disque stator générateur » 21 1 ) correspondant dudit « module aérogénérateur » (2) et d'autre part à la rotation de chacun des « rotor auxiliaire » (209) à l'intérieur de chacun des « stator auxiliaire » (210) dudit « module aérogénérateur » (2), est régulée en agissant selon les vitesses souhaitées et à partir du « socle récepteur » (1 ) sur le champs magnétique d'un ou plusieurs des générateurs internes de chaque « module aérogénérateur » (2) et transportée par connexion directe ou par voie filaire (305) à un « module aérogénérateur » (2) fonctionnellement associé, chacun des « module aérogénérateur » (2) disposant des moyens et composants électriques et/ou électroniques pour recevoir les informations et l'énergie électrique (107) (207) (21 ) issues d'un « module aérogénérateur » (2) fonctionnellement associé et les transmettre à un autre « module aérogénérateur » (2) fonctionnellement associé ou directement au « socle récepteur » ( 1 ) du dispositif, (voir Fig 1 ,2) .