La présente invention concerne un système de conversion d'énergie solaire en de l'énergie électrique et/ou thermique avec un rendement thermodynamique élevé pour la conversion en énergie électrique qui utilise l'énergie solaire récoltée par des capteurs solaires thermiques, c'est-à-dire des capteurs dépourvus de panneaux photovoltaïques, pour la transformer en de l'énergie électrique et/ou de la chaleur en fonction des besoins de l'utilisateur.

II est connu de produire de l'énergie électrique domestique à partir de capteurs photovoltaïques, c'est-à-dire des cellules solaires qui convertissent directement l'énergie électromagnétique du rayonnement solaire en de l'énergie électrique.

Cette production d'énergie électrique présente un faible rendement et en conséquence une grande quantité d'énergie thermique est perdue.

Pour remédier à cet inconvénient, le système de conversion d'énergie solaire décrit dans le document DE102008039191 permet de récupérer l'énergie des pertes de conversion de panneaux photovoltaïques, installés sur et couvrant une grande surface de toits d'un bâtiment, et d'utiliser cette énergie sous forme de chaleur comme source de chaleur d'un moteur à cycle de Stirling. Ce système permet également de fournir de la chaleur à un dispositif d'alimentation en eau chaude.

Le système comprend des panneaux photovoltaïques, un moteur thermique à cycle de Stirling, un dispositif d'alimentation en eau chaude, une première boucle fluidique et une deuxième boucle fluidique, isolées entre elles en terme d'écoulement fluidique et couplées entre elles thermiquement au travers d'un premier échangeur thermique.

Le moteur Stirling est ici couplé à un alternateur qui convertit l'énergie mécanique du moteur Stirling en de l'énergie électrique, et il comprend de manière classique une source chaude et une source froide.

Au travers de son fluide caloriporteur, la première boucle fluidique en traversant les panneaux solaires photovoltaïques récupère la chaleur des pertes de conversion des cellules photovoltaïques, puis alimente en chaleur la source chaude du moteur, puis repart directement vers le premier échangeur et cède au travers de ce dernier de la chaleur au fluide traversant la deuxième boucle fluidique.

Puis, la première boucle fluidique traverse successivement un détendeur et la source froide du moteur pour retourner ensuite vers les panneaux photovoltaïques.

Au travers de son fluide caloriporteur, la deuxième boucle fluidique en traversant le premier échangeur récupère de la chaleur non utilisée par le moteur thermique, puis en cède une partie au dispositif d'alimentation en eau chaude en traversant un deuxième échangeur thermique.

L'action combinée de la récupération d'énergie par la deuxième boucle fluidique et de la détente par le détendeur permet d'abaisser la température de la source froide et en conséquence d'améliorer le rendement thermodynamique du moteur.

Ce système présente l'inconvénient que non seulement il n'est applicable qu'à des grandes surfaces de panneaux photovoltaïques, mais que demeurent les inconvénients de l'utilisation de panneaux photovoltaïques, à savoir la difficulté voire l'impossibilité de réparer les panneaux lorsqu'ils deviennent défectueux, et la difficulté de leur recyclage.

Pour remédier à cet inconvénient, une solution est de remplacer les capteurs solaires photovoltaïques, optimisés en terme de rendement de conversion en énergie électrique, par des capteurs solaires thermiques, optimisés en terme de rendement de conversion en énergie thermique.

Le brevet US 5,228,293 décrit un exemple de cette solution qui consiste à produire de l'énergie électrique avec de bons rendements à partir de la chaleur du rayonnement solaire capté grâce à un concentrateur optique tel qu'un miroir sphérique ou parabolique.

Le système décrit par le brevet US 5,228,293 comprend un concentrateur optique, un capteur thermique solaire, un moteur thermique à cycle de Stirling, une première boucle fluidique et une deuxième boucle fluidique, isolées entre elles en terme d'écoulement fluidique et couplées entre elles thermiquement au travers du moteur thermique.

Le capteur thermique solaire, disposé au foyer du concentrateur optique, est configuré pour convertir le rayonnement solaire en de la chaleur et la céder au fluide traversant la première boucle fluidique à une température d'environ 370 degrés Celsius.

Le moteur thermique est couplé à un alternateur qui convertit l'énergie mécanique du moteur Stirling en de l'énergie électrique, et il comprend de manière classique une source chaude et une source froide.

Au travers de son fluide caloriporteur, la première boucle fluidique en traversant le capteur thermique solaire récupère la chaleur convertie à partir du rayonnement solaire concentré, la cas échéant est réchauffée par un brûleur à énergie fossile, puis alimente en chaleur la source chaude du moteur, puis retourne directement vers le capteur thermique solaire.

Au travers de son fluide caloriporteur, la deuxième boucle fluidique récupère de la chaleur au niveau de la source froide du moteur thermique, puis en traversant un dispositif d'alimentation en eau chaude cède de la chaleur, puis en traversant un radiateur refroidi par un ventilateur cède de la chaleur, puis en traversant une pompe de refroidissement cède de la chaleur et retourne directement vers la source froide du moteur.

L'action combinée de la récupération de chaleur par le dispositif en alimentation en eau chaude, de la récupération de chaleur par le radiateur, de la récupération de chaleur par la pompe de refroidissement a pour effet d'abaisser la température de la source froide et en conséquence d'améliorer le rendement thermodynamique du moteur.

Ce système présente toujours l'inconvénient de n'être exploitable qu'à une échelle industrielle, en raison de la grande étendue du réflecteur et d'une grande distance focale, requises pour atteindre une température du capteur thermique solaire relativement élevée de l'ordre de 400 degrés Celsius.

Le problème technique est d'augmenter le rendement thermodynamique d'une machine dithermique à source de chaleur externe, laquelle machine thermique est alimentée sur sa source chaude par de la chaleur en provenance de capteurs thermiques solaires classiques, sans concentrateur optique, et recouvrant la surface de la taille d'une maison d'habitation individuelle.

De manière connexe, le problème technique est de fournir l'architecture d'un système de conversion d'énergie solaire en de l'énergie électrique et thermique à partir de capteurs thermiques solaires classiques, sans concentrateur optique, et recouvrant la surface de la taille d'une maison d'habitation individuelle.

A cet effet, l'invention a pour objet un système de conversion d'énergie solaire en de l'énergie électrique et/ou thermique, caractérisé en ce qu'il comprend

une pluralité de capteurs thermiques solaires configurés pour convertir de l'énergie solaire en de la chaleur et la fournir à un premier fluide caloriporteur au travers d'une première zone d'échange de chaleur ;

une première boucle fluidique de transport contenant le premier fluide caloriporteur, ayant une deuxième zone d'échange de chaleur couplée à la première zone d'échange de chaleur pour recevoir la chaleur cédée par les capteurs solaires thermiques, ayant une troisième zone d'échange de chaleur et d'entretien d'une température de source chaude, et ayant une quatrième zone d'échange de récupération d'une chaleur de préchauffage ;

un moteur thermique ditherme à source de chaleur externe comportant une source chaude sous une température de source chaude ayant une cinquième zone d'échange de chaleur couplée à la troisième zone d'échange de chaleur pour recevoir la chaleur cédée par le premier fluide caloriporteur, une source froide sous une température de source froide ayant une sixième zone d'échange de chaleur et d'entretien d'une température de source froide, un élément de transmission mécanique de mise en forme d'énergie mécanique, le moteur étant configuré pour transformer une partie de la chaleur délivrée par la source chaude en de l'énergie mécanique fournie à l'élément de transmission mécanique, et pour céder de la chaleur, non convertie en de l'énergie mécanique, à la source froide ;

un générateur électromécanique, couplé au moteur thermique au travers de l'élément de transmission mécanique et ayant au moins deux bornes électriques, configuré pour convertir l'énergie mécanique du moteur en de l'énergie électrique ;

une deuxième boucle fluidique de transport contenant un deuxième fluide caloriporteur, ayant une septième zone d'échange de chaleur couplée à la sixième zone d'échange de chaleur pour récupérer de la chaleur fournie par la source froide, et ayant une huitième zone d'échange pour céder de la chaleur ; et

une pompe à chaleur comportant une troisième boucle fluidique, la troisième boucle fluidique, contenant un troisième fluide caloriporteur, ayant une neuvième zone d'échange de chaleur couplée à la huitième zone pour récupérer de la chaleur transportée par le deuxième fluide caloriporteur, ayant une dixième zone d'échange de chaleur couplée à la quatrième zone d'échange de chaleur pour céder de la chaleur du troisième fluide caloriporteur au premier fluide caloriporteur.

Suivant des modes de réalisation particulière le système de conversion d'énergie solaire comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- le système de conversion d'énergie solaire comprend :

un dispositif d'alimentation en eau de chauffage ayant une onzième zone d'échange de chaleur, la deuxième boucle fluidique ayant une douzième zone d'échange couplée à la onzième zone d'échange pour fournir de la chaleur du deuxième fluide caloriporteur au système d'alimentation en eau chaude ;

une première vanne fluidique ayant une entrée, une première sortie, une deuxième sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, l'entrée et la première sortie étant disposées en série sur la deuxième boucle fluidique entre la douzième zone d'échange et la huitième zone d'échange ;

une deuxième vanne fluidique ayant une première entrée, une deuxième entrée, une sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la sortie étant disposées en série sur la deuxième boucle fluidique entre la huitième zone d'échange et la septième zone d'échange ;

un premier conduit fluidique de dérivation connecté entre la deuxième sortie de la première vanne et la deuxième entrée de la deuxième vanne ; une troisième vanne fluidique ayant une entrée, une première sortie, une deuxième sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, l'entrée et la première sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la troisième zone d'échange et la quatrième zone d'échange ;

une quatrième vanne fluidique ayant une première entrée, une deuxième entrée, une sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la quatrième zone d'échange et la deuxième zone d'échange ;

un deuxième conduit fluidique de dérivation, connecté entre la deuxième sortie de la troisième vanne et la deuxième entrée de la quatrième vanne ;

- le premier fluide et le deuxième fluide sont de même nature chimique et le système de conversion d'énergie solaire comprend en outre :

une cinquième vanne fluidique ayant une première entrée, une première sortie et une deuxième sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la première sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la deuxième zone d'échange et la troisième zone d'échange ;

une sixième vanne fluidique ayant une première entrée, une deuxième entrée, une sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la sortie étant disposées en série sur la deuxième boucle fluidique entre la septième zone d'échange et la douzième zone d'échange ;

un troisième conduit fluidique de dérivation connecté entre la deuxième sortie de la cinquième vanne et la deuxième entrée de la sixième vanne ;

une septième vanne fluidique ayant une première entrée, une première sortie, une deuxième sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la première sortie étant disposées en série sur la deuxième boucle fluidique entre la septième zone d'échange et la deuxième vanne fluidique ;

une huitième vanne fluidique ayant une première entrée, une deuxième entrée, une sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la quatrième zone d'échange et la quatrième vanne fluidique ;

un quatrième conduit fluidique de dérivation connecté entre la deuxième sortie de la septième vanne et la deuxième entrée de la huitième vanne ;

- le premier fluide et le deuxième fluide sont de même nature chimique et le système de conversion d'énergie solaire comprend en outre : une cinquième vanne fluidique ayant une première entrée, une première sortie et une deuxième sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la première sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la deuxième zone d'échange et la troisième zone d'échange ;

une sixième vanne fluidique ayant une première entrée, une deuxième entrée, une sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la sortie étant disposées en série sur la deuxième boucle fluidique entre la septième zone d'échange et la douzième zone d'échange ;

un troisième conduit fluidique de dérivation connecté entre la deuxième sortie de la cinquième vanne et la deuxième entrée de la sixième vanne ;

une septième vanne fluidique ayant une première entrée, une première sortie, une deuxième sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la première sortie étant disposées en série sur la deuxième boucle fluidique entre la septième zone d'échange et la deuxième vanne fluidique ;

une huitième vanne fluidique ayant une première entrée, une deuxième entrée, une sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage, la première entrée et la sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la quatrième zone d'échange et la quatrième vanne fluidique ;

une neuvième vanne fluidique ayant une première entrée, une deuxième entrée, et une sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée, la première entrée et la sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la troisième vanne et la quatrième zone d'échange ;

une dixième vanne fluidique ayant une première entrée, une première sortie, une deuxième sortie, chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée, la première entrée et la première sortie étant disposées en série sur la première boucle fluidique entre la neuvième vanne et la quatrième zone d'échange ;

un quatrième conduit fluidique de dérivation connecté entre la deuxième sortie de la septième vanne et la deuxième entrée de la neuvième vanne ;

un cinquième conduit fluidique de dérivation connecté entre la deuxième entrée de la huitième vanne et la deuxième sortie de la dixième vanne ;

- la première vanne fluidique comporte en plus une quatrième sortie et la sixième vanne fluidique comporte en plus une quatrième sortie, ces deux sorties étant chacune configurable sélectivement dans une position ouverte ou fermée et comprenant en outre un sixième conduit fluidique de dérivation connecté entre les quatrièmes sorties des vannes fluidiques ;

- le moteur thermique ditherme à source de chaleur externe est compris dans l'ensemble formé par les moteurs ayant un cycle de Stirling, les moteurs Ericsson, les moteurs Manson, les moteurs Ringbon, et les moteurs Beal ;

- la pompe à chaleur comprend un compresseur et un détendeur branchés en série sur la troisième boucle fluidique, le troisième fluide caloriporteur, le compresseur et le détendeur étant configurés pour rendre la troisième boucle fluidique diphasique ;

- la pompe à chaleur comprend une source froide auxiliaire et un échangeur auxiliaire, disposé entre la neuvième zone d'échange et la dixième zone d'échange ;

- la deuxième boucle fluidique comprend une source froide auxiliaire et un échangeur auxiliaire, disposé entre la septième zone d'échange et la huitième zone d'échange ;

- la source froide du moteur thermique ditherme à source de chaleur externe est relié à une source froide auxiliaire par un échangeur auxiliaire, disposé directement au niveau de la source froide ;

- le système de conversion d'énergie solaire comprend :

une première pompe, une deuxième pompe, une troisième pompe branchées respectivement en série sur la première boucle fluidique, sur la deuxième boucle fluidique, sur la troisième boucle fluidique, pour mettre respectivement en mouvement le premier fluide, le deuxième fluide, troisième fluide ; et

au moins un premier capteur de température pour mesurer une première température représentative de la température du premier fluide en sortie de la deuxième zone d'échange, un deuxième capteur de température pour mesurer une deuxième température représentative de la température de la source chaude du moteur, un troisième capteur de température pour mesurer une troisième température représentative de la température de la source froide du moteur, un quatrième capteur de température pour mesurer une quatrième température représentative de la température du deuxième fluide en entrée de la huitième zone d'échange de chaleur.

L'invention a également pour objet un procédé de gestion de la distribution d'énergie d'un système de conversion d'énergie solaire en de l'énergie électrique et/ou thermique, comprenant les étapes consistant à :

- fournir une première pompe, une deuxième pompe et une troisième pompe branchées respectivement en série sur la première boucle fluidique, sur la deuxième boucle fluidique, sur la troisième boule fluidique pour mettre en mouvement respectivement le premier fluide, le deuxième fluide, et le troisième fluide, - fournir au moins un premier capteur de température pour mesurer une première température représentative de la température du premier fluide en sortie de la deuxième zone d'échange, un deuxième capteur de température pour mesurer une deuxième température représentative de la température de la source chaude du moteur, un troisième capteur de température pour mesurer une troisième température représentative de la température de la source froide du moteur, un quatrième capteur de température pour mesurer une quatrième température représentative de la température du deuxième fluide en entrée de la huitième zone,

- déterminer par le moyen de gestion et de régulation des commandes en terme de débit respectif de chacune des pompes en fonction d'au moins les première, deuxième, troisième, et quatrième température, et en fonction de la demande en énergie électrique de sorte à satisfaire le plus près possible la demande en énergie électrique et à rendre le rendement thermodynamique du moteur maximal sur un ensemble de débit réalisable par les pompes, puis dans la même étape envoie les commandes, et

- exécuter les commandes reçues par les pompes.

Suivant des modes de réalisation particulière, le procédé de la gestion de la distribution d'énergie comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- exécuter les étapes de fourniture précédentes, et fournir à la fois une demande en énergie électrique et une demande en énergie de chaleur, ainsi qu'un cinquième capteur de température pour mesurer une cinquième température représentative de la température du dispositif d'alimentation en eau chaude, puis

- fournir au moins une première vanne, une deuxième vanne, une troisième vanne, une quatrième vanne pour activer et désactiver sélectivement la pompe à chaleur,

- déterminer par le moyen de gestion et régulation des commandes en termes de positions des entrées et sorties des vannes et en termes de débit respectif de chacune des pompes en fonction de signaux de mesures fournies par les premier, deuxième, troisième, quatrième, cinquième capteurs de température et en fonction des demandes prédéterminées en énergie électrique et en énergie thermique de sorte à satisfaire le plus près possible les demandes en énergie électrique et énergie thermique et à rendre le rendement thermodynamique du moteur maximal sur un ensemble de débits réalisables par les pompes et envoyer aux vannes les commandes déterminées de mise en position de leurs entrées/sorties, et aux pompes les commandes déterminées de débits, en vue de leur exécution, et

- exécuter par les pompes et par au moins les vannes les commandes reçues. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description de plusieurs formes de réalisation qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- la Figure 1 est une vue schématique d'une première forme de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire en au moins de l'énergie électrique selon l'invention,

- la Figure 2 est une vue détaillée d'un moteur à cycle de Stirling de la Figure 1 ,

- la Figure 3 est une vue schématique d'une deuxième forme de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire en au moins de l'énergie électrique, - la Figure 4 est une vue schématique d'une troisième forme de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire en au moins de l'énergie électrique, le système étant placé sous une première configuration d'états de ses vannes,

- la Figure 5 est une vue schématique de la troisième forme de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire en au moins de l'énergie électrique, la système étant placé sous une deuxième configuration d'états de ses vannes,

- la Figure 6 est une vue schématique de la troisième forme de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire en au moins de l'énergie électrique, le système étant placé sous une troisième configuration des états des vannes,

- la Figure 7 est une vue schématique de la troisième forme de réalisation d'un système de conversion d'énergie solaire en au moins de l'énergie électrique, le système étant placé sous une quatrième configuration de ses vannes,

- la Figure 8 est un ordinogramme d'un procédé de gestion de la distribution d'énergie d'un système décrit aux Figures 3 à 8 selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,

- la Figure 9 est un ordinogramme d'un procédé de gestion de la distribution d'énergie d'un système décrit aux Figures 3 à 8 selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.

Suivant la Figure 1 , un système de conversion d'énergie solaire 2 en au moins de l'énergie électrique, ici sur la Figure 1 en seulement de l'énergie électrique, comprend une pluralité 4 de capteurs thermiques solaires, une première boucle fluidique 5 de transport d'un premier fluide caloriporteur, un moteur thermique ditherme à source de chaleur externe 6, un générateur électromécanique 7 de production d'énergie électrique, une deuxième boucle fluidique 8 de transport d'un deuxième fluide caloriporteur, une pompe à chaleur 9, quatre capteurs de température 10, 1 1 , 12, 13, et un moyen de gestion et régulation 14 du système 2. La pluralité 4 des capteurs thermiques solaires est configurée pour convertir de l'énergie solaire en de la chaleur et fournir cette chaleur à un premier fluide caloriporteur au travers d'une première zone d'échange de chaleur 16.

Les capteurs thermiques sont réalisés classiquement sous la forme de panneaux thermiques solaires, vitrés ou non, plans ou avec des tubes à vide. Les panneaux thermiques solaires sont configurés pour fonctionner à des températures allant classiquement jusqu'à 180°C, et pouvant dépasser 250 °C.

Les panneaux thermiques solaires sont configurés pour présenter une absorbance et une émissivité du rayonnement solaire, respectivement la plus élevée et la plus faible possible. Par exemple, les panneaux thermiques solaires sont optimisés pour un faible rayonnement infrarouge par la provision de surfaces sélectives en termes de fréquences de rayonnement placés au dessus de l'absorbeur.

La première boucle fluidique 5 contenant le premier fluide caloriporteur comporte une deuxième zone d'échange de chaleur 18, couplée à la première zone d'échange de chaleur 16, pour recevoir la chaleur cédée par les capteurs solaires thermiques 4.

La première boucle fluidique 5 comporte également une troisième zone d'échange de chaleur 20 et d'entretien d'une température de source chaude, et une quatrième zone d'échange 22 et de récupération d'une chaleur de préchauffage.

La première boucle fluidique 5 comporte également une première pompe 23 de mise en circulation du premier fluide caloriporteur à l'intérieur de la première boucle fluidique. La première pompe 23 est configurée pour moduler le débit du premier en fonction d'un premier signal de commande.

Le moteur thermique ditherme à source de chaleur externe 6 comporte une source chaude 24 sous une température de source chaude ayant une cinquième zone d'échange de chaleur 26 couplée à la troisième zone d'échange de chaleur 20 pour recevoir la chaleur cédée par le premier fluide caloriporteur.

Le moteur thermique ditherme à source de chaleur externe 6 comporte une source froide 28 sous une température de source froide ayant une sixième zone d'échange de chaleur 30 et d'entretien d'une température de source froide.

Le moteur thermique ditherme à source de chaleur externe 6 comporte un élément de transmission mécanique 32 de mise en forme de l'énergie mécanique de sortie du moteur, contenant par exemple par un arbre de mise en rotation, non représenté sur la Figure 1 , le moteur thermique 6 étant configuré pour transformer une partie de la chaleur délivrée par la source chaude 24 en de l'énergie mécanique fournie par l'élément de transmission mécanique 32, et pour céder de la chaleur, non convertie en de l'énergie mécanique, à la source froide 28, Le moteur thermique ditherme à source de chaleur externe est compris par exemple dans l'ensemble des moteurs dithermes régis par un cycle de Stirling, les moteurs Ericsson, les moteurs Manson, les moteurs Ringbon, et les moteurs Beal.

Le générateur électromécanique 7 est par exemple un alternateur, couplé au moteur thermique 6 au travers de l'élément de transmission mécanique 32. Le générateur électromécanique 7 comporte au moins deux bornes électriques 34, 36, et il est configuré pour convertir l'énergie mécanique du moteur thermique 6 en de l'énergie électrique.

La deuxième boucle fluidique de transport 8, contenant le deuxième fluide caloriporteur, comporte une septième zone d'échange de chaleur 38, couplée à la sixième zone d'échange 30 pour récupérer de la chaleur fournie par la source froide 28, et une huitième zone d'échange 40 pour céder de la chaleur à la pompe à chaleur 9.

La deuxième boucle fluidique 8 comporte également une deuxième pompe 41 de mise en circulation du deuxième fluide caloriporteur à l'intérieur de la deuxième boucle fluidique 8. La deuxième pompe 41 est configurée pour moduler le débit du deuxième fluide en fonction d'un deuxième signal de commande.

La pompe à chaleur 9 comprend une troisième boucle fluidique 42 de transport contenant un troisième fluide caloriporteur, un compresseur 44 et un détendeur 46, branchés en série sur la troisième boucle fluidique 42.

La troisième boucle fluidique 42 comporte également une neuvième zone d'échange de chaleur 48, couplée à la huitième zone d'échange 40 pour récupérer de la chaleur transportée par le deuxième fluide caloriporteur de la deuxième boucle 8, une dixième zone d'échange de chaleur 50 couplée à la quatrième zone d'échange de chaleur 22 pour céder de la chaleur du troisième fluide caloriporteur au premier fluide caloriporteur de la première boucle fluidique 5.

Le troisième fluide caloriporteur, le compresseur 44 et le détendeur 46 sont configurés ici de manière classique pour rendre la troisième boucle fluidique diphasique.

La troisième boucle fluidique 42 comporte également une troisième pompe 51 de mise en circulation du troisième fluide caloriporteur à l'intérieur de la troisième boucle fluidique 42. La troisième pompe 51 est configurée pour moduler le débit du troisième fluide en fonction d'un troisième signal de commande.

Le premier fluide caloriporteur, le deuxième fluide caloriporteur, et le troisième fluide caloriporteur sont compris par exemple dans l'ensemble des fluides formés par de l'eau pure, de l'eau glycolée, du dioxyde de carbone supercritique, des hydrocarbures halogénés tels que les hydrofluorocarbures (HDC), les chlorofluorocarbures (CFC), et les hydrochlorofluorocarbures (HCFC). Le premier capteur de température 10 est configuré pour mesurer une première température T1 représentative de la température du premier fluide en sortie de la deuxième zone d'échange 18.

Le deuxième capteur de température 1 1 est configuré pour mesurer une deuxième température T2 représentative de la température de la source chaude 24 du moteur thermique 6.

Le troisième capteur de température 12 est configuré pour mesurer une troisième température T3 représentative de la température de la source froide 28 du moteur thermique 6.

Le quatrième capteur de température 13 est configuré pour mesurer une quatrième température T4 représentative de la température du deuxième fluide en entrée de la huitième zone 40.

Le moyen de gestion et régulation 14 est par exemple un calculateur électronique configuré pour déterminer les commandes en terme de débit respectif de chacune des pompes 23, 41 , 51 en fonction de signaux de mesures fournies par les premier, deuxième, troisième, et quatrième capteurs de température 1 1 , 12, 13, 14, et en fonction d'une demande en énergie électrique prédéterminée de sorte à satisfaire le plus près possible la demande en énergie électrique et à rendre le rendement thermodynamique du moteur maximal sur un ensemble de débits réalisables par les pompes.

Le moyen de gestion et régulation 14 est configuré pour envoyer les commandes de débits aux pompes 23, 41 , 51 en vue de leur exécution.

Suivant la Figure 2, la machine thermique ditherme à source de chaleur externe 6 de la Figure 1 est par exemple une machine à cycle de Stirling 100.

Le principe fondamental d'un cycle de Stirling est de faire produire un travail par un fluide de travail constitué d'un gaz tel que l'air, l'hydrogène ou l'hélium. Le gaz de travail est soumis à un cycle de quatre phases effectuées successivement que l'on peut modéliser par exemple ainsi: un chauffage isochore (à volume constant) du gaz, une détente isotherme (à température constante), un refroidissement isochore puis une compression isotherme.

Le moteur présenté ici en exemple comprend deux pistons de puissance séparés, un piston « chaud » 1 12 et un piston « froid » 1 18, et associés respectivement à chaque piston un cylindre différent, un cylindre « chaud » 1 16 et un cylindre « froid » 1 18. Le moteur comprend un conduit fluidique 120 de circulation d'un gaz de travail qui relie entre elles une première extrémité 122 du cylindre chaud 1 16 et une première extrémité 124 du cylindre froid 1 18. Le cylindre chaud 1 16 et le cylindre froid 1 18 possède respectivement chacun une deuxième extrémité 126, 128 de fin de course. Le moteur 106 comprend également un régénérateur 130 servant d'échangeur thermique à gaz, disposé entre le cylindre chaud 1 16 et le cylindre froid 1 18, et formant une portion du conduit fluidique 120.

Lorsque l'effet du régénérateur 130 n'est pas pris en compte, le fonctionnement du moteur 106, est le suivant.

Le gaz de travail, chauffé au contact des parois du cylindre chaud 1 16 a vu son volume augmenter. L'expansion du gaz a poussé le piston chaud 1 12 au fond de sa course dans le cylindre vers la première extrémité 126. L'expansion du gaz se poursuit alors vers le cylindre froid 1 18 dont le cycle est en retard par rapport au cylindre chaud 1 16.

Le gaz est maintenant à son volume maximal. Le piston chaud 1 12 envoie la plus grande partie du gaz vers le cylindre froid 1 18, où s'amorce le refroidissement.

Presque tout le gaz de travail est maintenant dans le cylindre froid 1 18 et le refroidissement du gaz continue. La pression du gaz de travail est à son minimum : le piston froid 1 14 descend dans son cylindre 1 18.

Le gaz est maintenant à son volume minimum, va se réchauffer de nouveau dans le cylindre chaud 1 16: son volume augmente, il repousse ainsi le piston chaud 1 12, et le cycle recommence.

Lorsque l'effet du régénérateur 130 est pris en compte, le régénérateur 130 permet de récupérer une partie de la chaleur de source pour la réinjecter au moment du chauffage à volume constant.

Il est à remarquer que le régénérateur 130 est un dispositif difficile à concevoir car les échanges de chaleur avec un gaz requièrent un dispositif encombrant, dont le volume important va à rencontre des exigences de compacité du moteur 106 dans lequel le régénérateur 130 est intégré.

Suivant la Figure 3, une deuxième forme de réalisation 202 du système de conversion d'énergie solaire est dérivée du système de conversion d'énergie solaire décrit à la Figure 1 .

Le système comprend les mêmes éléments que ceux de la Figure 1 à l'exception de la deuxième boucle fluidique 8 qui est remplacée par une variante 208 de deuxième boucle. Les éléments communs des deux systèmes 2, 202 sont désignés par les mêmes références numériques.

Le système de conversion d'énergie solaire 202 est configuré pour fournir de l'énergie électrique et de l'énergie thermique à un utilisateur. Le système de conversion d'énergie solaire 202 comprend en outre un dispositif d'alimentation en eau de chauffage 204 ayant une onzième zone d'échange de chaleur 206.

La deuxième boucle fluidique 208 est la deuxième boucle fluidique 8 de la Figure 1 dans laquelle a été ajoutée une douzième zone d'échange de chaleur 210, couplée à la onzième zone d'échange 206 pour fournir de la chaleur du deuxième fluide caloriporteur de la deuxième boucle 208 au dispositif d'alimentation en eau de chauffage 204.

Le système de conversion d'énergie solaire 202 comprend en outre une première vanne fluidique 212, une deuxième vanne fluidique 214, un premier conduit fluidique 215 de dérivation, une troisième vanne fluidique 216, une quatrième vanne fluidique 218, un deuxième conduit 222 fluidique de dérivation, un cinquième capteur de température 224.

La première vanne fluidique 212 comporte une entrée 232, une première sortie 234 et une deuxième sortie 236. L'entrée 232, la première sortie 234, la deuxième sortie 236 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. L'entrée 232 et la première sortie 234 sont disposées en série sur la deuxième boucle fluidique 208 entre la huitième zone d'échange 40 et la douzième zone d'échange 210.

La deuxième vanne fluidique 214 comporte une première entrée 242, une deuxième entrée 244 et une sortie 246. La première entrée 242, la deuxième entrée 244, la sortie 246 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 242 et la sortie 246 sont disposées en série sur la deuxième boucle fluidique 208 entre la huitième zone d'échange 40 et la septième zone d'échange 38.

Le premier conduit fluidique de dérivation 215 est connecté entre la deuxième sortie 236 de la première vanne 212 et la deuxième entrée 244 de la deuxième vanne 214.

La troisième vanne fluidique 216 comporte une entrée 252, une première sortie 254 et une deuxième sortie 256. L'entrée 252, la première sortie 254, la deuxième sortie 256 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. L'entrée 252 et la première sortie 254 sont disposées en série sur la première boucle fluidique 5 entre la troisième zone d'échange 20 et la quatrième zone d'échange 22.

La quatrième vanne fluidique 218 comporte une première entrée 262, une deuxième entrée 264 et une sortie 266. La première entrée 262, la deuxième entrée 264, la sortie 266 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 262 et la sortie 266 sont disposées en série sur la première boucle fluidique 5 entre la quatrième zone d'échange 22 et la deuxième zone d'échange 18.

Le deuxième conduit fluidique de dérivation 222 est connecté entre la deuxième sortie 256 de la troisième vanne 216 et la deuxième entrée 264 de la quatrième vanne 218.

Le cinquième capteur de température 224 est configuré pour mesurer une cinquième température T5 représentative de la température du dispositif d'alimentation en eau chaude 204.

La Figure 3 représente une première configuration particulière du système 202 au travers d'une configuration particulière des positions des entrées et des sorties des vannes 212, 214, 216, 218.

Dans cette première configuration, l'entrée 232, la première sortie 234, la deuxième sortie 236 de la première vanne 212 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte, et la première entrée 242, la deuxième entrée 244, la sortie 246 de la deuxième vanne 214 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte. Ainsi, la zone d'échange 40 est court-circuitée par le premier conduit fluidique de dérivation 215 de sorte que le prélèvement de l'énergie thermique de la source froide 28 est effectué par le seul dispositif d'alimentation en chaleur 204.

Dans cette première configuration, l'entrée 252, la première sortie 254, la deuxième sortie 256 de la troisième vanne 216 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte, et la première entrée 262, la deuxième entrée 264, la sortie 266 de la quatrième vanne 218 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte. Ainsi, la quatrième zone d'échange 22 est court-circuitée par le deuxième conduit fluidique 222 et désactivée par les troisième et quatrième vannes 216, 218 de sorte à éviter des pertes de chaleur supplémentaires au travers de la première boucle 5 qui ne peut pas récupérer de la chaleur de la pompe à chaleur 9, désactivée ici.

Dans une deuxième configuration particulière, non représentée sur la Figure 3, du système de conversion d'énergie solaire 202, l'entrée 232, la première sortie 234, la deuxième sortie 236 de la première vanne 212 sont respectivement en positions de passage ouverte, ouverte, fermée, et la première entrée 242, la deuxième entrée 244, la sortie 246 de la deuxième vanne 214 sont respectivement en positions de passage ouverte, fermée, ouverte. Ainsi le premier conduit fluidique de dérivation 215 est déconnecté de la deuxième boucle fluidique 208 et de la récupération d'énergie de la source froide 28 par la pompe à chaleur 9 est rendue possible.

Dans cette même deuxième configuration, l'entrée 252, la première sortie 254, la deuxième sortie 256 de la troisième vanne 216 sont respectivement en positions de passage ouverte, ouverte, fermée, et la première entrée 262, la deuxième entrée 264, la sortie 266 de la quatrième vanne 218 sont respectivement en positions de passage ouverte, fermée, ouverte. Ainsi, le deuxième conduit fluidique 222 est déconnectée de la première boucle fluidique, la quatrième zone d'échange 22 est active et rend possible la récupération de chaleur depuis la pompe à chaleur 9 pour préchauffer le premier fluide caloriporteur de la première boucle 5.

Dans cette deuxième configuration, le dispositif d'alimentation en eau chaude 204 et la pompe à chaleur 9 améliorent ensemble le rendement du moteur thermique tout en offrant à la fois de l'énergie électrique et de la chaleur à l'utilisateur.

Le moyen de gestion et régulation 14 est configuré pour déterminer les commandes en termes de positions des entrées et sorties des vannes 212, 214, 216, 218 et en terme de débit respectif de chacune des pompes 23, 41 , 51 , en fonction de signaux de mesures fournies par les premier, deuxième, troisième, quatrième, cinquième capteurs de température 1 1 , 12, 13, 14, 224, et en fonction des demandes prédéterminées en énergie électrique et/ou énergie thermique de sorte à satisfaire le plus près possible les demandes en énergie électrique et/ou énergie thermique et à rendre le rendement thermodynamique du moteur maximal sur un ensemble de débits réalisables par les pompes lorsque l'énergie électrique est utilisée.

Le moyen de gestion et régulation 14 est configuré pour envoyer, aux vannes 212, 214, 216, 218 les commandes déterminées de mise en position de leurs entrées/sorties, et aux pompes 23, 41 , 51 les commandes déterminées de débits, en vue de leur exécution.

Suivant la Figure 4 une troisième forme de réalisation 302 du système de conversion d'énergie solaire est une variante du système de conversion d'énergie solaire 2 décrit à la Figure 1 , et du système 202 de la Figure 3.

Le système de conversion d'énergie solaire 302 comprend des éléments, identiques à ceux du système de conversion de la Figure 3 et désignés par les mêmes références numériques.

Le système de conversion d'énergie solaire 302 est destiné à fournir de l'énergie électrique et/ou de l'énergie thermique à un utilisateur.

Dans le système de conversion d'énergie solaire 302, le premier fluide caloriporteur et le deuxième fluide caloriporteur sont de même nature chimique.

Le système de conversion d'énergie solaire 302 comprend en outre une cinquième vanne fluidique 312, une sixième vanne fluidique 314, un troisième conduit fluidique de dérivation 315, un septième vanne fluidique 316, une huitième vanne fluidique 318, une neuvième vanne fluidique 320, une dixième vanne fluidique 322, un quatrième conduit fluidique de dérivation 324, un cinquième conduit fluidique 325, des sixième, septième, huitième, neuvième, dixième, onzième, douzième, treizième capteurs de température 326, 327, 328, 329, 330, 331 , 332, 333.

La cinquième vanne fluidique 312 comporte une première entrée 335, une première sortie 336 et une deuxième sortie 338. La première entrée 335, la première sortie 336, la deuxième sortie 338 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 335 et la première sortie 336 sont disposées en série sur la première boucle fluidique 5 entre la deuxième zone 18 d'échange et la troisième zone d'échange 20.

La sixième vanne fluidique 314 compote une première entrée 342, une deuxième entrée 344 et une sortie 346. La première entrée 342, la deuxième entée 344, la sortie 346 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 342 et la sortie 346 sont disposées en série sur la deuxième boucle fluidique 208 entre la septième zone d'échange 38 et la douzième zone d'échange 210.

Le troisième conduit fluidique de dérivation 315 est connecté entre la deuxième sortie 338 de la cinquième vanne 312 et la deuxième entrée 344 de la sixième vanne 314.

La septième vanne fluidique 316 comporte une première entrée 352, une première sortie 354 et une deuxième sortie 356. La première entrée 352, la première sortie 354, la deuxième sortie 356 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 352 et la première sortie 354 sont disposées en série sur la deuxième boucle fluidique 208 entre la septième zone d'échange 38 et la deuxième vanne fluidique 214.

La huitième vanne fluidique 318 comporte une première entrée 362, une deuxième entrée 364, une sortie 366. La première entrée 362, la deuxième entrée 364, la sortie 366 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 362 et la sortie 366 sont disposées en série sur la première boucle fluidique 5 entre la quatrième zone d'échange 22 et la quatrième vanne fluidique 218.

La neuvième vanne fluidique 320 comporte une première entrée 372, une deuxième entrée 374, et une sortie 376. La première entrée 372, la deuxième entrée 374, la sortie 376 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 372 et la sortie 376 sont disposées en série sur la première boucle fluidique 5 entre la troisième vanne 216 et la quatrième zone d'échange 22. La dixième vanne fluidique 322 comporte une première entrée 382, une première sortie 384 et une deuxième sortie 386. La première entrée 382, la première sortie 384, la deuxième sortie 386 sont chacune configurables sélectivement dans une position ouverte ou fermée de passage d'un fluide. La première entrée 382 et la première sortie 384 sont disposées en série sur la première boucle fluidique 5 entre la neuvième vanne 320 et la quatrième zone d'échange 22.

Le quatrième conduit fluidique de dérivation 324 est connecté entre la deuxième sortie 356 de la septième vanne 316 et la deuxième entrée 374 de la neuvième vanne 320.

Le cinquième conduit fluidique de dérivation 325 est connecté entre la deuxième entrée 364 de la huitième vanne 318 et la deuxième sortie 386 de la dixième vanne 322.

Le sixième capteur de température 326 est configuré pour mesurer une sixième température T6 représentative de la température du premier fluide en sortie de la troisième zone d'échange 20.

Le septième capteur de température 327 est configuré pour mesurer une septième température T7 représentative de la température du premier fluide en entrée de la troisième zone d'échange 20.

Le huitième capteur de température 328 est configuré pour mesurer une huitième température T8 représentative de la température du deuxième fluide de la deuxième boucle fluidique 208 en sortie de la septième zone d'échange 38.

Le neuvième capteur de température 329 est configuré pour mesurer une neuvième température T9 représentative de la température du deuxième fluide se trouvent entre la deuxième vanne 214 et la septième vanne 316.

Le dixième capteur de température 330 est configuré pour mesurer une dixième T10 représentative de la température du troisième fluide en sortie de la neuvième zone 48.

Le onzième capteur de température 331 est configuré pour mesurer une onzième température T1 1 représentative de la température du troisième fluide en sortie de la dixième zone 50.

Le douzième capteur de température 332 est configuré pour mesurer une douzième température T12 représentative de la température du premier fluide en entrée de la quatrième zone d'échange 22.

Le treizième capteur de température 333 est configuré pour mesurer une treizième température T13 représentative de la température du premier fluide en sortie de la quatrième zone d'échange 22. Le moyen de gestion et régulation 14 est configuré pour déterminer les commandes en termes de positions des entrées et sorties des vannes 212, 214, 216, 218, 312, 314, 316, 318, 320, 322 et en terme de débit respectif de chacune des pompes 23, 41 , 51 , en fonction de signaux de mesures fournies par les premier à treizième capteurs de température 10, 1 1 , 12, 13, 224, 326, 327, 328, 329, 330, 331 , 332, 333 et en fonction des demandes en énergie électrique et/ou en énergie thermique prédéterminées de sorte à satisfaire le plus près possible la demande en énergie électrique et/ou la demande en énergie thermique, et à rendre le rendement thermodynamique du moteur maximal sur un ensemble de débits réalisables par les pompes lorsque l'énergie électrique est utilisée.

Le moyen de gestion et régulation 14 est configuré pour envoyer, aux vannes 212,

214, 216, 218, 312, 314, 316, 318, 320, 322 les commandes déterminées de mise en position de leurs entrées/sorties, et aux pompes 23, 41 , 51 les commandes déterminées de débits, en vue de leur exécution.

La production d'électricité et de chaleur est modulable entre un régime produisant uniquement de la chaleur (en court-circuitant le moteur ditherme au moyen des vannes) et un régime maximisant la production d'électricité avec l'utilisation de la pompe à chaleur pour diminuer la température de la source froide et augmenter celle de la source chaude.

Cela permet ainsi de répondre aux besoins énergétiques de l'utilisateur.

La Figure 4 représente une première configuration particulière du système de conversion 302 au travers d'une première configuration particulière des positions des entrées et des sorties des vannes.

Dans cette première configuration, l'entrée 232, la première sortie 234, la deuxième sortie 236 de la première vanne 212 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte, et l'entrée 242, la première sortie 244, la deuxième sortie 246 de la deuxième vanne 214 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte. Ainsi, la zone d'échange 40 est court-circuitée par le premier conduit fluidique de dérivation 216 de sorte que la pompe à chaleur est désactivée.

Dans cette première configuration, l'entrée 252, la première sortie 254, la deuxième sortie 256 de la troisième vanne 216 sont dans une position de passage quelconque, et la première entrée 262, la deuxième entrée 264, la sortie 266 de la quatrième vanne 218 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte. Ainsi, le deuxième conduit fluidique de dérivation 222 est désactivé.

Dans cette première configuration, l'entrée 335, la première sortie 336, la deuxième sortie 338 de la cinquième vanne 312 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte, et la première entrée 342, la deuxième entrée 344, la sortie 346 de la sixième vanne 314 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte. Ainsi, la machine thermique 6 est court-circuitée et une liaison fluidique est créée depuis la pluralité 4 des capteurs solaires thermiques vers la source en alimentation en eau chaude 204.

Dans cette première configuration, la première entrée 352, la première sortie 354, la deuxième sortie 356 de la septième vanne fluidique 316 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte, et la première entrée 362, la deuxième entrée 364, la sortie 366 de la huitième vanne fluidique 318 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte. La première entrée 372, la deuxième entrée 374, la sortie 376 de la neuvième vanne fluidique 320 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte, et la première entrée 382, la première sortie 384, la deuxième sortie 386 de la dixième vanne fluidique 322 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte.

Ainsi une voie de retour fluidique directe est réalisée depuis la zone d'échange du dispositif d'alimentation en eau chaude 204 vers la pluralité des capteurs solaires thermiques 4 sans utilisation de la pompe à chaleur 9. Ainsi une configuration de production d'alimentation en eau chaude seulement, c'est à dire sans production en électricité, est réalisée pour laquelle la production de chaleur est maximale.

Suivant la Figure 5, une deuxième configuration particulière du système de conversion 302 de la Figure 4 est réalisée au travers d'une première configuration particulière des positions des entrées et des sorties des vannes 212, 214, 216, 218, 312, 314, 316, 318, 320, 322.

Dans cette deuxième configuration, toutes les entrées et sorties des vannes sont dans une position de passage des fluides ouverte.

Cette configuration correspond à un système de conversion d'énergie solaire en de l'énergie électrique et de l'énergie thermique dont la répartition est modulable en fonctions des commandes de débits fournis aux pompes 23, 41 , 51 .

Suivant la Figure 6, une troisième configuration particulière du système de conversion 302 de la Figure 4 est réalisée au travers d'une troisième configuration particulière des positions des entrées et des sorties des vannes 212, 214, 216, 218, 312, 314, 316, 318, 320, 322.

Dans cette troisième configuration, l'entrée 232, la première sortie 234, la deuxième sortie 236 de la première vanne 212 sont respectivement en position de passage ouverte, ouverte, fermée, et la première entrée 242, la deuxième entrée 244, la sortie 246 de la deuxième vanne 214 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte. Ainsi, la zone d'échange 40 est activée et le premier conduit fluidique de dérivation 215 désactivée de sorte que la pompe à chaleur 9 est activée. Dans cette troisième configuration, l'entrée 252, la première sortie 254, la deuxième sortie 256 de la troisième vanne 216 sont dans une position de passage ouverte, ouverte, fermée, et l'entrée 262, la première sortie 264, la deuxième sortie 266 de la quatrième vanne 218 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte. Ainsi, le deuxième conduit fluidique de dérivation 222 est désactivé.

Dans cette troisième configuration, l'entrée 335, la première sortie 336, la deuxième sortie 338 de la cinquième vanne 312 sont respectivement en position de passage ouverte, ouverte, fermée, et la première entrée 342, la deuxième entrée 344, la sortie 346 de la sixième vanne 314 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte. Ainsi, la machine thermique 6 est activée et la troisième liaison fluidique 315 désactivée.

Dans cette troisième configuration, la première entrée 352, la première sortie 354, la deuxième sortie 356 de la septième vanne fluidique 316 sont respectivement en position de passage ouverte, ouverte, fermée, et la première entrée 362, la deuxième entrée 364, la sortie 366 de la huitième vanne fluidique 318 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte. La première entrée 372, la deuxième entrée 374, la sortie 376 de la neuvième vanne fluidique 320 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte, et la première entrée 382, la première sortie 384, la deuxième sortie 386 de la dixième vanne fluidique 322 sont respectivement en position de passage ouverte, ouverte, fermée. Ainsi, le cinquième conduit fluidique de dérivation 325 est désactivé.

Dans cette troisième configuration, le sens d'écoulement du premier fluide caloriporteur dans la première boucle fluidique 5 est un sens horaire sur la figure, c'est-à- dire une sens suivant lequel le premier fluide s'écoule depuis la deuxième zone d'échange 18 vers la quatrième zone d'échange 22 en passant au préalable par la troisième zone d'échange 20 située au niveau de la source chaude du moteur.

Dans cette troisième configuration, le sens d'écoulement du deuxième fluide caloriporteur dans la deuxième boucle fluidique 208 est un sens horaire, c'est-à-dire un sens suivant lequel le deuxième fluide s'écoule depuis la septième zone d'échange 38 vers la huitième zone d'échange 40 en passant au préalable par la douzième zone d'échange 210.

Cette configuration correspond à une production hybride d'électricité et de chaleur dans laquelle la maximisation du rendement du moteur 6 en terme d'efficacité de conversion en énergie électrique est privilégiée.

Suivant la Figure 7 une quatrième configuration particulière du système de conversion 302 de la Figure 4 est réalisée au travers d'une quatrième configuration particulière des positions des entrées et des sorties des vannes 212, 214, 216, 218, 312, 314, 316, 318, 320, 322.

Dans cette quatrième configuration, l'entrée 232, la première sortie 234, la deuxième sortie 236 de la première vanne 212 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte, et la première entrée 242, la deuxième entrée 244, la sortie 246 de la deuxième vanne 214 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte. Ainsi, la zone d'échange 40 est désactivée, le premier conduit fluidique de dérivation 215 est activé de sorte que la pompe à chaleur 9 est désactivée.

Dans cette quatrième configuration, l'entrée 252, la première sortie 254, la deuxième sortie 256 de la troisième vanne 216 sont dans une position de passage ouverte, fermée, ouverte, et la première entrée 262, la deuxième entrée 264, la sortie 266 de la quatrième vanne 218 sont respectivement en position de passage fermée, ouverte, ouverte. Ainsi, le deuxième conduit fluidique de dérivation 222 est activé et la zone d'échange de préchauffage 22 désactivée.

Dans cette quatrième configuration, l'entrée 335, la première sortie 336, la deuxième sortie 338 de la cinquième vanne 312 sont respectivement en position de passage ouverte, ouverte, fermée, et la première entrée 342, la deuxième entrée 344, la sortie 346 de la sixième vanne 314 sont respectivement en position de passage ouverte, fermée, ouverte. Ainsi, la machine thermique 6 est activée et la troisième liaison fluidique 315 désactivée.

Dans cette quatrième configuration, la première entrée 352, la première sortie 354, la deuxième sortie 356 de la septième vanne fluidique 316 sont respectivement en position de passage ouverte, ouverte, fermée, et les entrées et sorties des huitième, neuvième, dixième vannes fluidiques 318, 320, 322, sont dans un état quelconque.

Cette configuration correspond à un mode hybride de fonctionnement qui n'est pas optimal en terme de rendement de la machine thermique mais qui permet de privilégier la production de chaleur.

Dans une quatrième forme de réalisation non représentée, variante du système de conversion d'énergie 302 de la Figure 4, le système de conversion d'énergie solaire comprend à l'identique les éléments du système de conversion 302 à l'exception des neuvième et dixième vannes 320, 322 qui sont supprimées, et à l'exception des quatrième et cinquième conduits fluidiques de dérivation qui son remplacés par un conduit fluidique de dérivation unique, connecté entre la deuxième sortie de la septième vanne 316 et la deuxième entrée de la huitième vanne 318.

Par des configurations appropriées des positions d'ouverture/fermeture des entrées et des sorties des vannes, notamment de la troisième vanne 216, les mêmes modes de fonctionnement du système de conversion que ceux du système 302 décrits dans les Figures 4 à 7 peuvent être réalisées. Il est remarquer que les performances thermodynamiques sont dégradées par rapport au système 302 de la Figure 4 mais restent intéressantes.

Suivant la Figure 8, un procédé 402 de gestion de la conversion d'énergie solaire en au moins de l'énergie électrique par un système quelconque 2, 202, 302 décrit dans les Figures 1 , 3 et 4 comprend les étapes suivantes mises en oeuvre successivement.

Dans une première étape 404, une première pompe 23, une deuxième pompe 41 et une troisième pompe 51 sont fournies et branchées respectivement en série sur la première boucle fluidique 5, sur la deuxième boucle fluidique 8, sur la troisième boule fluidique 42 pour mettre en mouvement respectivement le premier fluide, le deuxième fluide, et le troisième fluide.

Dans une deuxième étape 406 sont fournies au moins un premier capteur de température 10 pour mesurer une première température T1 représentative de la température du premier fluide en sortie de la deuxième zone d'échange 18, un deuxième capteur de température 1 1 pour mesurer une deuxième température T2 représentative de la température de la source chaude 24 du moteur 6, un troisième capteur de température 12 pour mesurer une troisième température T3 représentative de la température de la source froide 28 du moteur 6, un quatrième capteur de température 13 pour mesurer une quatrième température T4 représentative de la température du deuxième fluide en entrée de la huitième zone 40.

Dans une troisième étape 408, le moyen de gestion et de régulation 14 détermine des commandes en terme de débit respectif de chacune des pompes en fonction d'au moins les première, deuxième, troisième, et quatrième température, et en fonction de la demande en énergie électrique de sorte à satisfaire le plus près possible la demande en énergie électrique et à rendre le rendement thermodynamique du moteur maximal sur un ensemble de débit réalisable par les pompes, puis dans la même étape envoie les commandes.

Dans une quatrième étape 410, les pompes 23, 41 , 51 reçoivent les commandes et les exécutent.

Suivant la Figure 9, un procédé de gestion 502 d'un système de conversion d'énergie solaire en de l'énergie électrique et de l'énergie thermique décrit dans les Figures 3 et 4 comprend les étapes suivantes mises en oeuvre successivement.

Dans une étape 504 comprenant les étapes 402 et 404 de la Figure 8 sont fournies une demande en énergie électrique et une demande en énergie de chaleur, et un cinquième capteur de température 224 configuré pour mesurer une cinquième température T5 représentative de la température du dispositif d'alimentation en eau chaude 204.

Dans une étape suivante 506 sont fournies au moins une première vanne 212, une deuxième vanne 214, une troisième vanne 216, une quatrième vanne 218 pour activer et désactiver sélectivement la pompe à chaleur 9.

Dans une étape suivante 508, le moyen de gestion et régulation 14 détermine des commandes en termes de positions des entrées et sorties des vannes 212, 214, 216, 218 et en termes de débit respectif de chacune des pompes 23, 41 , 51 , en fonction de signaux de mesures fournies par les premier, deuxième, troisième, quatrième, cinquième capteurs de température 1 1 , 12, 13, 14, 224, et en fonction des demandes prédéterminées en énergie électrique et en énergie thermique de sorte à satisfaire le plus près possible les demandes en énergie électrique et en énergie thermique et à rendre le rendement thermodynamique du moteur maximal sur un ensemble de débits réalisables par les pompes 23, 41 , 51 . Dans la même étape 508, le moyen de gestion et régulation 14 envoie aux vannes 212, 214, 216, 218 les commandes déterminées de mise en position de leurs entrées/sorties, et aux pompes 23, 41 , 51 les commandes déterminées de débits, en vue de leur exécution.

Dans une étape suivante 510, les pompes 23, 41 , 51 et au moins les vannes 212, 214, 216, 218 reçoivent les commandes et les exécutent.

En variante, les vannes fluidiques 314 et 212 comportent chacune une quatrième sortie. Ces sorties peuvent être chacune, indépendamment ouverte ou fermée. Ces deux sorties sont reliées l'une à l'autre par une sixième conduite fluidique de dérivation permettant de court-circuiter la douzième boucle d'échange 210 de la deuxième boucle fluidique 208.

En variante, la pompe à chaleur comprend une source froide auxiliaire et un échangeur auxiliaire, disposé entre la neuvième zone d'échange et la dixième zone d'échange. La source froide auxiliaire est par exemple une piscine, de l'air extérieur environnant le bâtiment domestique qui abrite le système de conversion d'énergie solaire, ou une boucle de délestage située sous la terre.

En variante, la source froide 28 du moteur 6 peut être refroidie au travers de la deuxième boucle fluidique par une source auxiliaire et un échangeur auxiliaire, disposé entre la septième zone d'échange et la huitième zone d'échange, permettant de diminuer la température T3 de cette source du moteur. La source auxiliaire de réfrigération est par exemple l'eau d'une piscine, l'air extérieur environnant le bâtiment qui abrite le système de conversion d'énergie solaire ou un boucle de délestage située sous la terre. En variante, la source froide 28 du moteur 6 peut être refroidie directement par une source auxiliaire et un échangeur auxiliaire, permettant de diminuer la température T3 de cette source du moteur. La source auxiliaire de réfrigération est par exemple l'eau d'une piscine, l'air extérieur environnant le bâtiment qui abrite le système de conversion d'énergie solaire ou un boucle de délestage située sous la terre.

En variante les pompes des boucles 5 et 8 sont configurées pour faire circuler les premier et deuxième fluides caloriporteurs dans le sens inverse celui de la Figure 6, c'est- à-dire un sens rétrograde d'écoulement du premier fluide dans la première boucle allant depuis la deuxième zone d'échange 18 jusqu'à la troisième zone d'échange 20 en passant au préalable par la quatrième zone d'échange 22, fluidique, et un sens rétrograde d'écoulement du deuxième fluide dans la deuxième boucle allant depuis la huitième zone d'échange 40 vers la septime zone d'échange 38 en traversant au préalable la deuxième pompe 41 . Ces sens sont intéressants dans le cas particulier où régnent de fortes chaleurs climatiques et où l'émissivité des panneaux solaires n'est pas très basse. Il est ainsi avantageux de réchauffer par la pompe à chaleur le premier fluide contenu dans la première boucle fluidique, au niveau de la portion de boucle reliant directement les capteurs thermiques solaires à la source chaude du moteur dithermique. Cela permet de diminuer les pertes par rayonnement infrarouge a niveau des panneaux. Dans ce même cas, le deuxième fluide caloriporteur contenu dans la deuxième boucle fluidique cède de la chaleur à la pompe à chaleur avant de céder ensuite de la chaleur restante au dispositif d'alimentation en eau chaude, afin d'augmenter l'efficacité thermodynamique de la pompe à chaleur.

Dans tous les modes de réalisation, le moteur ditherme à source de chaleur externe comporte un fluide de travail qui reste en permanence à l'état gazeux lorsque le moteur fonctionne.

Le fluide gazeux de travail reste confiné à l'intérieur d'un conduit fluidique de travail, fermé et ayant une première extrémité et une deuxième extrémité formant respectivement le fond d'un cylindre « chaud » et le fond d'un cylindre « froid ».

Le cylindre « chaud » est la cinquième zone d'échange de chaleur 26 et d'entretien de la température de source chaude 24. Il fait partie de la source chaude 24 et il est couplé à la troisième zone d'échange de chaleur 20 pour recevoir de la chaleur de la première boucle fluidique. Il est également couplé au conduit fluidique de travail pour céder de la chaleur au fluide gazeux de travail.

Le cylindre « froid » est la sixième zone d'échange de chaleur 30 et d'entretien de la température de la source froide 28. Il fait partie de la source froide 28 et il est couplé à la septième zone d'échange de chaleur 38 pour céder de la chaleur à la deuxième boucle fluidique. Il est également couplé au conduit fluidique de travail pour recevoir de la chaleur du fluide gazeux de travail.

Le moteur ditherme à source de chaleur externe est dépourvu de pompe de recirculation du fluide de travail disposée dans le conduit fluidique de travail entre la source froide et la source chaude.

Selon un mode de réalisation particulier, le générateur électromécanique 7 est découplé mécaniquement du compresseur de la pompe à chaleur lorsqu'il en existe un.