BE875508A - Ensemble de production d'energie electrique - Google Patents

Ensemble de production d'energie electrique

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BE875508A
BE875508A BE2/57719A BE2057719A BE875508A BE 875508 A BE875508 A BE 875508A BE 2/57719 A BE2/57719 A BE 2/57719A BE 2057719 A BE2057719 A BE 2057719A BE 875508 A BE875508 A BE 875508A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description


  "Ensemble de production d'énergie électrique". 

  
La présente invention est relative à un ensemble

  
de production d'énergie électrique comprenant :
- au moins une centrale hydro-électrique ayant un bassin, un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin et un générateur d'électricité entraîne par ce dispositif d'entraînement,

  
et
- au moins une centrale comprenant un dispositif producteur d'électricité au moyen de panneaux solaires.

  
L'invention a pour but de procurer un ensemble de ce genre dans lequel la centrale hydro-électrique et l'autre centrale susdite sont combinées de façon judicieuse pour qu'il soit profité au maximum de la complémentarité des caractéristiques des deux centrales qui sont d'un type différent.

  
A cet effet les panneaux solaires sont disposés

  
dans la zone subissant le réfléchissement de l'énergie solaire par le bassin susdit.

  
De préférence la centrale hydro-électrique susdite est au fil de l'eau, le bassin étant créé par un barrage.

  
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention la centrale hydro-électrique est située entre

  
un bassin supérieur et un bassin inférieur et comprend un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le

  
bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur. 

  
Dans une forme de réalisation de l'invention  appliquée de préférence l'ensemble comprend : 
- une centrale comprenant un dispositif producteur d'électricité  au moyen de panneaux solaires,
- une première centrale hydro-électrique au fil de l'eau ayant :
- un bassin dit inférieur créé par un barrage, 
- un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par  ce bassin inférieur,  et 
- un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif  d'entraînement,  et
- une seconde centrale hydro-électrique située entre le bassin inférieur susdit et un second bassin dit supérieur, cette seconde centrale hydro-électrique comprenant :
- un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur, et
- un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entraînement hydraulique.

  
Cette seconde centrale hydro-électrique comprend de préférence :
- un dispositif de pompage alimenté par le bassin inférieur et alimentant le bassin supérieur, et
- un dispositif électrique entraînant le dispositif de pompage.

  
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'angle entre les panneaux solaires et une surface réfléchissante du bassin est de l'ordre de 100 à
150 [deg.] .

  
La pente des panneaux solaires peut ainsi être choisie de manière à ce que l'énergie électrique d'origine solaire résultant de l'exposition énergétique directe et diffuse additionnée de l'exposition énergétique provenant

  
du bassin soit maximale à une période déterminée de l'année. Il est possible de faire correspondre cette période à la période de l'année où la somme de l'énergie solaire du site et de l'énergie hydraulique de la centrale située au fil de l'eau passe par un creux saisonnier.

  
L'existence du bassin qui fait partie de la centrale hydro-électrique permet ainsi par son simple aménagement comme moyen de concentration d'énergie de rayonnement solaire de mieux réaliser l'atténuation des variations saisonnières que l'on peut obtenir par l'addition de l'énergie solaire et de l'énergie hydraulique d'un cours d'eau. 

  
L'accroissement de l'énergie électrique d'origine solaire obtenu par la réflexion est ainsi rendu possible à faible coût du fait de la combinaison avec une centrale hydro-électrique au fil de l'eau et peut être mis à profit

  
non seulement pour une plus complète régulation saisonnière

  
mais aussi pour compenser partiellement ou totalement les

  
pertes d'énergie électrique inhérentes à l'utilisation du stockage d'énergie d'origine solaire ou hydraulique, par

  
exemple au moyen de la seconde centrale hydro-électrique

  
susdite et de son dispositif de pompage.

  
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement du bassin supérieur.

  
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le bassin dont le réfléchissement est subi par les panneaux solaires est pourvu d'une couche solide de matière réfléchissante.

  
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, la couche de matière réfléchissante est un revêtement réfléchissant du fond du bassin.

  
Dans une autre forme de réalisation particulière

  
de l'invention, la couche de matière réfléchissante est une couverture de l'eau du bassin.

Cette couverture est par exemple flottante.

  
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description d'un ensemble de production d'énergie électrique suivant l'invention donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif et avec référence au dessin c i-annexé.

  
La figure est une représentation schématique d'un ensemble de production d'énergie électrique suivant l'invention.

  
L'ensemble de production d'énergie électrique représenté schématiquement à la figure,comprend une première centrale hydro-électrique au fil de l'eau, une seconde centrale hydro-électrique et une centrale à panneaux solaires.

  
La première centrale hydro-électrique comprend

  
un groupe hydro-électrique dont la turbine a été schématiquement représentée en 11, et un bassin 2 créé par le barrage 9

  
sur le cours d'eau. Ce bassin 2 constitue également le

  
bassin inférieur de la seconde centrale hydro-électrique.

  
La seconde centrale hydro-électrique comprend

  
un bassin supérieur 1, le bassin inférieur 2, une station

  
de pompage 3 et une station de production d'électricité

  
non représentée séparément.

  
La station de pompage 3 comprend un dispositif

  
de pompage, par exemple une pompe, relié au bassin inférieur

  
2 par un conduit 4 et au bassin supérieur 1 par un conduit 5.

  
La station de pompage est donc située entre les deux bassins. Son dispositif de pompage est entraîné par un moteur électrique. La station de production d'électricité située au même endroit comprend un générateur de courant électrique entraîné par un dispositif hydraulique, par exemple par une turbine hydraulique.

  
Cette turbine hydraulique et le dispositif de pompage de la station peuvent être combinés en une seule machine. De la centrale à panneaux solaires, seul un panneau 7 d'un dispositif producteur d'électricité a été représenté. Les panneaux solaires sont disposés sur l'accotement 6 du bassin supérieur 1 dans la zone subissant le réfléchissement du contenu de ce bassin supérieur.

  
Pour que la réflexion des rayons solaires en direction des panneaux solaires soit maximale, le fond du bassin supérieur 1 est pourvu d'un revêtement réfléchissant 8. Le fond a une inclinaison en direction de l'accotement 6 sur lequel les panneaux solaires 7 sont disposés. L'angle entre

  
les panneaux solaires 7 et le fond du bassin supérieur 1 est

  
de l'ordre de 100 à 150[deg.] selon les sites. Cet angle est choisi

  
à une valeur telle que l'exposition énergétique diffuse et directe des panneaux et la réflexion de la surface réfléchissante du bassin 1 soient maximales à la période de l'année ou normalement la production globale de l'énergie hydraulique

  
du cours d'eau et de l'énergie solaire des panneaux voltalques seraient minimales. 

  
Les panneaux solaires sont par exemple photovoltalques. Ils peuvent être d'un autre type.

  
En effet, la combinaison d'une centrale hydroélectrique au fil de l'eau et d'une centrale à dispositif producteur d'électricité au moyen de panneaux solaires est avantageuse lorsque les variations saisonnières des deux énergies sont importantes, mais déphasées de plusieurs mois

  
 <EMI ID=1.1> 

  
et déphasage des deux sources d'énergie sont souvent caractérisés par le fait qu'une grande part de l'exposition énergétique solaire globale se présente sous forme diffuse

  
et qu'il y a un faible nombre d'heures d'ensoleillement.

  
Dans ce cas, il est préférable d'utiliser des panneaux solaires autres que photovoltaïques.

  
Le conduit 5 est relié à l'endroit le plus

  
profond du bassin supérieur 1 pour favoriser la vidange.

  
La largeur du bassin supérieur 1 dans la direction

  
de la flèche 12, qui est perpendiculaire à l'intersection des panneaux 7 et du plan horizontal, est calculée en fonction

  
de la hauteur des panneaux 7, de l'inclinaison de ces panneaux

  
7, de l'inclinaison du fond du bassin supérieur 1 et du coefficient de concentration recherchée en ce qui concerne

  
les rayons solaires réfléchis par le bassin supérieur 1 sur

  
les panneaux 7.

  
L'ensemble de production d'énergie électrique

  
décrit ci-dessus peut constituer comme tel une centrale de

  
pointe avec ou sans apport énergétique extérieur à l'ensemble.

  
Quand la consommation d'électricité du réseau

  
le permet, notamment pendant les heures dites creuses, le dispositif d'entraînement hydraulique de la première centrale hydro-électrique dite au fil de l'eau, par exemple de la

  
turbine hydraulique 11,peut être arrêté pour accumuler de 

  
l'eau dans le bassin inférieur 2 et en outre, selon l'exposition  énergétique du moment, l'énergie électrique des panneaux solaires 7 est utilisée pour entrainer le moteur électrique de la station de pompage 3 qui, à travers le conduit 4, aspire de l'eau du bassin inférieur 2 qu'elle refoule à travers le conduit 5 dans le bassin supérieur 1.

  
Quand le réseau l'exige, par exemple pendant les heures de pointe, le dispositif d'entraînement hydraulique, par exemple la turbine hydraulique de la station de production d'électricité située à l'endrqit de la station de pompage, est alimenté à travers le conduit 5 par le bassin supérieur 1 et l'eau ayant servi à l'entraînement de ce dispositif hydraulique est ensuite.:évacué vers le bassin inférieur 2. Le dispositif hydraulique de ladite station,donc de la seconde centrale hydro-électrique, entraîne un générateur de courant qui est relié au réseau. Simultanément, si le niveau d'eau dans le bassin inférieur le permet, la turbine hydraulique 11 est également entraînée et reliée au réseau.

   Le dispositif producteur d'électricité auquel appartiennent les panneaux solaires 7 est relié au réseau qu'il alimente de même que le générateur de la station de production d'électricité de l'une ou des deux centrales hydro-électriques décrites ci-dessus.

  
Pendant les heures creuses, l'énergie électrique produite par les panneaux solaires peut être stockée par l'eau pompée par la station de pompage 3.

  
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme d'exécution décrite ci-avant et

  
que bien des modifications peuvent y être apportées, notamment quant à la forme, au nombre, à la composition et à la disposition des éléments intervenant dans sa réalisation,

  
sans sortir du cadre de la présente demande de brevet.

  
C'est ainsi, par exemple, que l'énergie électrique

  
 <EMI ID=2.1> 

  
système d'accumulateurs électro-chimiques.

  
Dans ce cas la seconde centrale hydro-électrique n'est pas indispensable. Il n'y a pas de bassin supérieur et  les panneaux solaires peuvent être disposés dans la zone subissant le réfléchissement de l'énergie solaire par le seul bassin, qui est le bassin inférieur de la centrale hydro-électrique au fil de l'eau.

  
La couche de matière réfléchissante n'est pas nécessairement un revêtement du fond du bassin. Elle peut être constituée par une couverture flottante sur l'eau du bassin.

  
Cette variante présente l'avantage que les rayons solaires sont directement réfléchis par la couverture se trouvant à la surface de l'eau du bassin et ne subissent pas d' absorption dans l'eau.

  
L'angle entre le plan des panneaux solaires et la surface réfléchissante flottante sera encore de 100 à

  
 <EMI ID=3.1>  

  
1. Ensemble de production d'énergie électrique comprenant :
- au moins une centrale hydro-électrique ayant un bassin, un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin et un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entraînement,

  
et
- au moins une centrale comprenant un dispositif producteur d'électricité au moyen de panneaux solaires, caractérisé en ce que les panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement de l'énergie solaire par le bassin susdit.

  
2. Ensemble de production d'énergie électrique

Claims (1)

  1. suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que
    la centrale hydro-électrique susdite est au fil de l'eau,
    le bassin étant créé par un barrage.
    3. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la centrale hydro-électrique susdite est située entre un premier bassin inférieur et un second bassin supérieur et comprend un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur et un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entraînement hydraulique.
    4. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pompage alimenté par le bassin inférieur et alimentant le bassin supérieur et un dispositif électrique entraînant le dispositif de pompage.
    5. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication 2 et l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - une première centrale hydro-électrique au fil de l'eau ayant : <EMI ID=4.1> - un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par ce bassin inférieur,
    et
    - un générateur d'électricité entraîné par ce dispositif d'entraînement, et - une seconde centrale hydro-électrique située entre le bassin inférieur susdit et un second bassin dit supérieur, cette seconde centrale hydro-électrique comprenant : - un dispositif d'entraînement hydraulique alimenté par le bassin supérieur et alimentant le bassin inférieur,
    et
    - un générateur d'électricité entraîne par ce dispositif d'entrainement hydraulique.
    6. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que des panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement du bassin supérieur.
    7. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que des panneaux solaires sont disposés dans la zone subissant le réfléchissement du bassin inférieur.
    8. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bassin dont le réfléchissement est subi par les panneaux solaires est pourvu d'une couche solide de matière réfléchissante.
    9. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que
    la couche de matière réfléchissante est un revêtement réfléchissant du fond du bassin.
    10. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que
    les panneaux solaires sont disposés sur un accotement du bassin susdit.dont Le fond a une inclinaison en direction de cet accotement.
    11. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la couche de matière réfléchissante est une couverture de l'eau du bassin.
    12. Ensemble de production d'énergie électrique suivant la revendication précédente, caractérisé en ce que la couverture est flottante.
    13. Ensemble de production d'énergie électrique suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle entre les panneaux solaires et une surface réfléchissante du bassin est de l'ordre de 100 à 1500.
    14. Ensemble de production d'énergie électrique tel que décrit ci-dessus ou représenté au dessin ci-annexé.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3203596A1 (fr) * 2016-02-05 2017-08-09 Societe Civile De Brevets Matiere Procede et installation de production d'electricite a partir d'energies renouvelables, avec regulation de la puissance fournie
FR3091304A1 (fr) * 2018-12-28 2020-07-03 Societe Civile De Brevets Matiere Procédé et système de captage et d’utilisation de l’eau pluviale tombant sur un territoire

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