Description de l'invention :

La réception des flux d'ondes électromagnétiques et des flux lumineux (solaires) se fait moyennant des réflecteurs pour concentrer le rayonnement en un point ou sur une surface.

Pour les flux lumineux, ils sont soit captés directement par le système de transformation d'énergie (cellules photovoltaïques, chauffe-eau solaires, tour solaire) soit par l'intermédiaire de réflecteurs (fours et cuiseurs solaires) pour êtres concentrés en un point ou sur une petite surface. En général ces dispositifs sont de grandes tailles pour capter une énergie suffisante. Cette énergie reçue varie avec le mouvement du soleil, ce qui impose l'utilisation de systèmes de réorientation pour suivre le mouvement du soleil (moteur, héliostat, ..etc). Pour les grandes installations on a conçu des programmes informatiques pour gérer le système par ordinateur (fours solaires). Pour les tours solaires des collecteurs sont installés autour de la tour sur un grand périmètre.

Pour les flux d'air aucun dispositif de réflexion n'est utilisé. On est donc amené à construire des systèmes de très grandes tailles pour utiliser le maximum d'énergie du vent (éoliennes, tours solaires). Pourtant, lorsque l'air passe dans un endroit qui se rétrécit il est accéléré par effet Venturi. Ce phénomène est utilisé dans les tours solaires à vortex.

Pour les flux d'ondes électromagnétique on utilise des réflecteurs simples ou doubles (paraboles, Cassegrain) pour concentrer le flux en un point. Ces réflecteurs doivent être assez précis, ils sont de ce fait très sensibles, et on ne peut les utiliser efficacement que pour des ondes provenant d'une même direction. Pour capter les ondes d'une source différente on doit les réorienter vers la nouvelle source. Cette réorientation se fait en général au moyen d'un petit moteur électrique qu'on ajoute au système, ceci rend le réflecteur vulnérable aux conditions climatiques (vent), et il se dérègle avec le temps et l'usure du système d'orientation. D'autres systèmes sous forme de parabole à plusieurs têtes sont utilisés pour pouvoir capter les ondes provenant de plusieurs satellites. On peut ainsi recevoir plusieurs satellites peu éloignés sur une seule parabole de taille suffisante. Toutefois il faut trouver un compromis pour pointer l'antenne afin que les LNB reçoivent le maximum de puissance de chaque satellite.

La présente invention concerne un dispositif fixe permettant de recevoir aussi bien les flux d'ondes électromagnétiques, lumineux, que les flux d'air provenant de plusieurs directions et sans être perturbé par le mouvement du soleil ni par l'irrégularité du vent. Ce dispositif peut abriter en son sein les systèmes de transformation d'énergie, ou diriger le flux vers un récepteur ou un canal pour les guider dans un endroit approprié. Il permet en plus de combiner l'énergie solaire avec la force du vent pour produire de l'électricité.

Le dispositif se compose de deux réflecteurs de formes tronconiques et coaxiaux. Le réflecteur interne (primaire) reçoit le flux (rayonnement ou vent) et le dirige vers le réflecteur externe (secondaire) (fig. 1). Celui-ci le combine avec le flux qu'il reçoit directement de la source. La forme tronconique des réflecteurs permet de recevoir de manière optimale le flux provenant de plusieurs directions, voire de toutes les directions dans le cas de surfaces de révolution.

Chaque réflecteur peut être une simple surface cylindrique (partie de cylindre, cône, parabolo ^' ide...etc.) ou composé de plusieurs petits réflecteurs (cylindriques, cylindro- paraboliques par exemple) disposés de manière tronconique (fig. 1). Les réflecteurs peuvent êtres

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FEUILLE DE REMPLACEMENT REGLE 26 fabriqués en fonction de leur utilisation par des matériaux adaptés : métalliques (pour les ondes électromagnétiques), miroirs (pour le rayonnement solaire) ou tout autre matériau résistant au vent (acier ou béton). Cependant les miroirs peuvent à la fois réfléchir les ondes, la lumière et le vent.

Grâce à la forme tronconique, la mesure de la surface de réception reste pratiquement constante quel que soit la direction du flux. La forme de la surface de réflexion peut être choisie de façon à optimiser cette aire, d'une part, et de mieux concentrer le flux d'autre part (surface uniforme, ondulée ..etc).

Une manière de réaliser l'invention consiste à considérer un réflecteur primaire à deux étages. La partie supérieure ainsi que le réflecteur secondaire sont formés de miroirs ou tout autre système réfléchissant la lumière. Dans la partie inférieure du réflecteur primaire on place un système permettant de capter les rayons lumineux directs ou diffus et transformer l'énergie en énergie thermique et servir ainsi comme cuiseur ou four solaire (fig. 2).

Une autre manière de réaliser l'invention consiste à considérer un réflecteur primaire creux et qui abrite un réservoir d'eau en son sein. Sur la partie inférieure de ce réflecteur peut être monté un système de chauffage : On considère des tubes ascendants verticaux ou en spirales autour du réflecteur reliés en haut et en bas à deux tubes circulaires (fig. 3). Les deux tubes circulaires sont reliés par un tube qui traverse le réservoir d'eau sous forme de serpentin. L'ensemble de ces tubes reliés constitue un circuit fermé permettant au liquide caloporteur chauffé dans les tubes ascendants de remonter vers le tube circulaire supérieur, qui servira de collecteur, et en traversant le réservoir il cède une partie de sa chaleur à l'eau du réservoir. Un vitrage de cette partie permet d'optimiser la quantité de la chaleur par effet de serre. La partie opposée au soleil reçoit aussi des rayonnements directs ou diffus par réflexion sur les deux réflecteurs. Pour optimiser le rayonnement récupéré le bas du dispositif pourrait être par exemple sous forme de paraboloïde.

Une autre manière de réaliser l'invention consiste à considérer un réflecteur primaire creux et qui abrite en son sein un ou plusieurs systèmes de production d'électricité (aérogénérateurs, hélices ou turbines). L'air qui s'engouffre entre les deux réflecteurs descend jusqu'en bas du dispositif et remonte à l'intérieur du réflecteur primaire et fait fonctionner les aérogénérateurs pour produire l'électricité. Un système de régulation (portes ou clapets) peut être ajouté en bas du dispositif pour maintenir un débit d'air régulier vers les aérogénérateurs en cas de vents violents et évacuer le surplus.

Une autre manière de réaliser l'invention consiste à combiner les deux systèmes précédents en considérant un système comme précédemment mais on choisit le réservoir d'eau sous forme d'un tore par exemple, que l'on met au dessus ou en desoous du réflecteur primaire, en bas on met le système de chauffage. A l'intérieur du réflecteur primaire on met un système d ' aéro générateurs .

Une autre manière de réaliser l'invention consiste à considérer un réflecteur primaire à deux étages. La partie supérieure ainsi que le réflecteur secondaire sont formés de miroirs ou tout autre système réfléchissant la lumière. Dans la partie inférieure on place un système de production d'électricité sous forme de cellules photovoltaïques. Ce dispositif peut aussi servir en même temps pour un système d' aérogénérateurs que l'on peut placer à l'intérieur du réflecteur primaire, en bas ou éloigné du dispositif.

Une autre manière de réaliser l'invention consiste à éloigner ce dispositif du système de production d'électricité, et les relier par un canal pour conduire le flux d'air du dispositif vers le

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FEUILLE DE REMPLACEMENT REGLE 26 système (fig. 4). Le canal peut être rétrécit au milieu ou à l'arrivée pour utiliser l'effet venturi d'une part, et réduire la taille des aérogénérateurs d'autre part. De plus on résout le problème de l'emplacement des aérogénérateurs (éoliennes par exemple). En effet, les endroits où le vent est de force suffisante pour faire fonctionner les éoliennes sont difficilement accessibles. D'autre part, Γ aérogénérateur est placé en haut d'un mat ce qui influe négativement sur le fonctionnement du système, le rend vulnérable aux effets du vent et des intempéries, et rend les opérations d'installation et de maintenance difficiles.

L'invention permet de réduire la taille des systèmes de production d'électricité et les éloigner pour les placer dans un endroit abrité et facilement accessible pour la gestion et la maintenance. Les réflecteurs peuvent êtres de grandes tailles mais ceci ne pose aucun problème car ils sont fixes, peuvent êtres fixés ou construits par des matériaux solides (acier, béton) et ne demandent pratiquement aucune maintenance majeure.

Dans tous les dispositifs précédents on peut relier les réflecteurs primaire et secondaire par des cloisons ou des tubes verticaux ou hélicoïdaux. Ces cloisons servent à diviser l'espace entre les réflecteurs en plusieurs compartiments. Le nombre de cloisons et leurs dispositions dépendent de la finalité envisagée. En bas du dispositif plusieurs compartiments peuvent se joindre. Les objectifs peuvent êtres multiples : Diviser le flux en plusieurs flux que l'on récupère séparément, contrôler la direction du flux en l'obligeant à descendre verticalement ou en spirales (par exemple pour exploiter la force de Coriolis s'il s'agit de flux d'air, ou pour faire du dispositif un guide d'ondes hélicoïdal).

Le dimensionnement de tous ces dispositifs doit se faire en tenant compte du rendement souhaité et des conditions d'installation et d'utilisation du système.

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