CH619530A5

CH619530A5 - Device for the collection of solar energy

Info

Publication number: CH619530A5
Application number: CH1465377A
Authority: CH
Inventors: Irwin Robert Barr
Original assignee: Aai Corp
Priority date: 1976-11-30
Filing date: 1977-11-30
Publication date: 1980-09-30
Also published as: JPS6014272B2; IL62476A0; IL53460A0; IL62476A; IL62477A0; FR2372400B1; JPS5387034A; FR2372400A1; CA1130671A; JPS57169555A; IL53460A; IL62477A; GB1581253A; DE2753840C2; MX148119A; CA1113813A; DE2753840A1

Description

L'invention concerne un dispositif de captage de l'énergie solaire, plus particulièrement comprenant un réflecteur-concentrateur fixe monté sur le toit d'un bâtiment ou sur une structure quelconque et un collecteur orientable en fonction de la hauteur du soleil sur l'horizon pour optimiser le rendement à toute heure de la journée et en toute saison.

De nombreux dispositifs de captage de l'énergie solaire ont été proposés jusqu'ici. La plupart utilisent des réflecteurs paraboliques ou autres pour concentrer les rayons solaires sur un collecteur situé au foyer. En général, le réflecteur et le collecteur sont solidaires et sont orientés ensemble en direction du soleil.

Il existe également d'autres dispositifs qui comportent un ou plusieurs réflecteurs fixes et un ou plusieurs collecteurs mobiles. Un dispositif de ce type utilise un miroir shpérique et un collecteur central monté sur une structure articulée qui permet de l'orienter angulairement en fonction de l'heure et de la saison. Cependant, le miroir sphérique a l'inconvénient d'être délicat et coûteux à réaliser et se prête mal à une fabrication en grande série. Une autre solution décrite dans le brevet allemand no 517 417 du 4 février 1931 utilise un paraboloide oblong ou elliptique dont l'axe focal s'étend horizontalement et symétriquement par rapport à une verticale passant par le centre du réflecteur. Pour corriger les petits écarts du soleil par rapport à la verticale, le collecteur est monté au bout d'un bras télescopique orientable dont les mouvements sont commandés par un mécanisme à came pour déplacer le collecs

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teur latéralement et verticalement. Le mécanisme d'orientation en azimut du réflecteur n'est pas décrit clairement dans le brevet précité. Il semble cependant évident qu'un tel dispositif ne peut admettre que de petites variations angulaires de la position du soleil par rapport à un plan vertical contenant le grand axe du réflecteur, et en tout cas pas les variations annuelles de hauteur du soleil. De plus, ce dispositif est relativement complexe et difficile à réaliser à une grande échelle, surtout pour le bras télescopique et la came de guidage. Pour qu'il soit utilisable avec un bon rendement pendant une période raisonnable chaque jour et sur plusieurs mois, il est indispensable de prévoir un dispositif quelconque de basculement ou d'orientation angulaire du réflecteur, en plus du positionnement normal du collecteur par les mouvements de son bras télescopique.

La présente invention a pour but de fournir un dispositif relativement simple de captage de l'énergie solaire qui utilise un réflecteur fixe et un collecteur animé d'un mouvement simple pour utiliser au mieux les heures d'ensoleillement de chaque jour de l'année.

A cet effet l'invention a pour-objet le dispositif de captage de l'énergie solaire défini dans la revendication 1.

Les dessins annexes représentent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs variantes du dispositif de l'invention.

La fig. 1 est une vue schématique d'un bâtiment dont le toit est équipé du dispositif pour le captage de l'énergie solaire.

La fig. 2 est une vue en perspective et à plus grande échelle d'une partie du dispositif de captage de la fig. 1.

La fig. 2a est une vue fragmentaire illustrant une variante de montage des collecteurs mobiles.

La fig. 3 est une vue fragmentaire à grande échelle montrant le support des collecteurs mobiles.

La fig. 3a est une coupe agrandie de l'un des collecteurs dans le plan 3a-3a de la fig. 3.

La fig. 4 illustre une variante de montage d'un collecteur.

La fig. 5 est une coupe schématique du raccordement de deux réflecteurs ajacents.

La fig. 6 est une vue schématique du mécanisme de positionnement des collecteurs mobiles correspondant au mode de montage de la fig. 3.

La fig. 6a est une vue schématique du mécanisme de positionnement des collecteurs mobiles correspondant au mode de montage de la fig. 4.

La fig. 7 est un diagramme illustrant la cinématique de l'un des collecteurs mobiles par rapport au réflecteur associé en fonction de la position du soleil à différentes époques de l'année.

La fig. 8 est un diagramme similaire illustrant une application du principe de l'invention à un lieu dont la latitude est connue.

La fig. 1 représente schématiquement un bâtiment 11 tel qu'une école, une usine, un immeuble d'habitation ou autre dont le toit 21 porte un certain nombre de réflecteurs-concentrateurs 31 qui occupent une partie ou la totalité de sa superficie. En pratique, la surface occupée par le dispositif de captage dépend de l'ensoleillement du lieu et des besoins énergétiques du bâtiment. A part le toit, le bâtiment 11 est classique avec des murs 13, des fenêtres 15 et des portes 17.

La surface de captage est constituée par la juxtaposition de plusieurs réflecteurs 31 dont les bords adjacents sont assemblés de manière à assurer l'étanchéité du toit. Les réflecteurs 31 reposent à leurs extrémités sur des supports concaves 36 qui sont fixés à l'ossature 101 du bâtiment. D'autres supports peuvent être placés en des points intermédiaires des réflecteurs pour leur donner la rigidité voulue. Les bords extérieurs de la structure sont fermés par des plaques 32, 32a fixées de manière à assurer l'étanchéité de l'ensemble aux intempériers. Pour recueillir l'eau de pluie qui s'écoule le long des réflecteurs 31, on dispose des gouttières 111 sous leurs extrémités. Dans l'exemple illustré, le toit du bâtiment porte deux rangées de réflecteurs 31 et il y a donc trois gouttières 111 qui sont montées perpendiculairement aux axes des réflecteurs (fig. 2). L'eau de pluie ainsi recueillie est évacuée par des tuyaux de descente ordinaires.

L'ensemble de la structure est entourée d'un bandeau continu 19 (fig. 1) destiné à couper le vent et à améliorer l'esthétique de l'ensemble. Ce bandeau ne doit pas être trop haut sous peine de réduire l'efficacité du dispositif de captage par l'ombre qu'il projette sur les extrémités des réflecteurs.

Chaque réflecteur-concentrateur 31 est un panneau concave de matière polie qui réfléchit les rayons solaires, par exemple un métal, un verre ou une matière plastique. Selon le cas, on peut utiliser des panneaux réflecteurs travaillants ou des pan-naux convenablement suportés sur une couverture suffisamment rigide. Le profil concave utilisé peut être une courbe continue ou une approximation de la courbe idéale par des facettes rectilignes ou curvilignes. Ainsi, si les réflecteurs sont des feuilles de métal, il est facile de les cintrer en un ou plusieurs éléments. De même, on peut utiliser des lames planes de métal, de verre ou de matière plastique convenablement juxtaposées pour donner une bonne approximation de la courbe idéale. De plus, lorsque la structure réflectrice n'occupe pas toute la surface du toit 21, ce dernier peut comporter des surfaces translucides ou transparentes laissant passer la lumière du jour à l'intérieur du bâtiment. Pour cela, on peut aussi utiliser des réflecteurs 31 partiellement translucides. Pour que le système ait une efficacité optimale, il est préférable que les axes des réflecteurs 31 soient orientés dans une direction est-ouest, mais cette condition n'est pas rigoureuse et d'autres azimuts peuvent être choisis avec cependant un moins bon rendement.

Chaque réflecteur 31 concentre l'énergie solaire dans une «zone de convergence maximale» dont la position varie avec la hauteur du soleil dans le plan du méridien. Un collecteur mobile 51 est monté longitudinalement au-dessus de chaque réflecteur-concentrateur 31. Le collecteur 51 est porté à ses extrémités opposées par des bras 45 qui peuvent pivoter dans des plans nord-sud.

Les axes de pivotement des bras 45 sont horizontaux dans des plans est-ouest et peuvent être situés au-dessus, au-dessous ou au niveau de la surface du réflecteur-concentrateur 31 avec un effet minime sur l'efficacité de l'ensemble. On voit sur la fig. 3 que les axes des bras 45 tournent dans des paliers 81c montés sous la surface réflectrice 31. Dans le mode de réalisation illustré, le «facteur de concentration», c'est-à-dire le rapport de la surface en plan (corde x longueur) du réflecteur 31 et de la surface efficace du collecteur 51 est de l'ordre de 15 à 1. Ce facteur représente la concentration maximale théorique que l'on peut atteindre avec un ensemble réflecteur-collecteur, mais dans le cas d'une batterie de tels ensembles, les réflexions parasites des réflecteurs adjacents peuvent augmenter légèrement la concentration. Par contre, d'autres facteurs tels que l'angle d'inclinaison et l'ombre du collecteur 51 sur le réflecteur 31 (surtout en été) réduisent la concentration effective que l'on peut atteindre pour différentes hauteurs du soleil. Un autre facteur important qui sera examiné en détail dans la suite est le degré de coïncidence entre la surface de captage du collecteur 51 et la zone de convergence de l'énergie solaire créée par le réflecteur 31.

Les bras pivotant 45 sont de préférence reliés par des bielles horizontales 71 qui assurent un positionnement simultané de tous les collecteurs 51 par rapport aux réflecteurs associés. L'ensemble constitué par la bielle horizontale 71, les bras pivotant 45, la bras 81 et une poutre fixe 101 forme un paral5

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lélogramme déformable qui peut être commandé par le bras 81 solidaire d'un tube de torsion horizontal 91 et d'un petit bras 81d dirigé vers le bas. L'axe de pivotment 81a du bras 81 est supporté par une pièce de renfort 83 qui est fixé à une partie de la structure 101. Les mouvements du bras 81 sont commandés par un vérin à vis 84 qui est articulé entre un point fixe 83a et l'extrémité 83b du bras 81d. Le vérin 84 est de préférence un vérin à recirculation de billes commandé par un moteur M.

On voit sur la fig. 3 que l'extrémité supérieure du bras 81 est articulée en 81b sur la bielle 71 et que sa longueur est la même que celle des bras porteurs 45. L'ensemble constitue donc un parallélogramme déformable.

Dans le mode de réalisation des figures 1-3 et 6, les collecteurs 51 sont fixés aux bielles 71 par des boulons 73 et sont donc maintenus horizontaux dans toutes leurs positions angulaires. Cette disposition est avantageuse car elle permet de réduire les pertes de chaleur au niveau du collecteur, notamment les pertes par convection qui augmentent lorsque la face d'entrée du collecteur est inclinée.

Les fig. 4 et 6a illustrent une variante dans laquelle les collecteurs 51 sont fixes par rapport aux bras pivotants 345, alors que ces derniers sont articulés en 345b sur la bielle horizontale 371 du parallélogramme. Dans ce cas, les collecteurs 51 sont d'autant plus inclinés que les bras 345 s'écartent de la position verticale.

En revenant à la fig. 3, on voit que le réflecteur 31 est constitué de lames de verre métallisé 31a collées sur une structure porteuse incurvée comprenant par exemple une mousse isolante rigide 35 prise en sandwich entre deux tôles cintrées 33 et 37. Ce procédé de construction permet de fabriquer des réflecteurs suffisamment rigides pour résister aux intempéries. Les différentes couches de la structure sandwich sont de préférence collées entre elles et la mousse isolante 35 peut être formée de plusieurs épaisseurs superposées, à moins qu'elle ne soit directement coulée à la courbure désirée. Avec une légère diminution du rendement, on peut supprimer les miroirs 31a à condition de polir convenablement la feuille de métal 33. D'autres constructions de réflecteur pourront être utilisées.

La fig. 5 illustre une méthode de jonction étanche des bords adjacents de deux réflecteurs 31. Deux profilés complémentaires 41 et 43 qui peuvent être extradés en un métal tel que l'aluminium, le magnésium ou l'acier, sont fixés aux bords adjacents des réflecteurs 31. Le profilé «mâle» 43 forme une arête supérieure 43a entourée d'un joint de caoutchouc 44b qui est reçu dans une gouttière inversée 41a du profilé «femelle» 41. De plus, les profilés 41 et 43 forment le long de leurs bords inférieurs des nervures d'espacement complémentaires 411 et 431. Une bande de caoutchouc 44a est reçue entre les profilés 41,43 au-dessus des nervures 411,431. L'ensemble est serré par des boulons 47,47a de manière à comprimer les joints 44a, 44b. Les bords longitudinaux des réflecteurs 31 sont reçus entre des ailes parallèles obliques 41fu, 41fl et 43fu, 43fl des profilés 41 et 43.

Chaque collecteur 51 peut comporter deux ou plusieurs tubes 57a, 57b espacés latéralement dans lesquels circule un fluide caloporteur, en général de l'eau ou un gaz. Les tubes 57a, 57b peuvent être le siège de circulations parallèles, mais il est préférable de réaliser une circulation aller et retour en faisant communiquer les deux tubes à l'une des extrémités du collecteur. A l'autre extrémité du collecteur, les tubes 57a, 57b sont reliés par des tuyaux souples 49a, 49b à des conduites de fluide froid et chaud 47a, 47b. Les tuyaux souples 49a et 49b sont de préférence entourés d'une gaine isolante commune 49. Les conduites 47a, 47b desservent en parallèle toute une batterie de collecteurs 51 pour réaliser une circulation à boucles miltiples de fluide caloporteur.

La coupe transversale de la fig. 3a montre que le collecteur 51 contient un élément d'absorption d'énergie 59 qui est tourné vers le bas pour capter les rayons du soleil renvoyés par le réflecteur 31. Pour réduire les pertes, l'élément d'absorption 59 qui contient les tubes de circulation 57a, 57b est de préférence enrobé d'une mousse plastique 55 ou d'une autre matière cellulaire qui est contenue dans une enveloppe extérieure 53, par exemple un profilé de métal extrudé. Le dessous du collecteur 51 est occupé par une plaque transparente 58, de préférence en verre, qui laisse passer les rayons solaires vers l'élément d'absorption 59 dont la face inférieure est nervurée et noircie. On voit que l'élément 59 qui porte les tubes de circulation 57a, 57b, est ancré dans la mousse plastique isolante 55. Des joints souples 56 assurent l'étanchéité entre les bords de la plaque de verre 58 et le profilé 53. Pour assurer un bon transfert de la chaleur, les tubes 57a, 57b doivent être en contact intime avec l'élément d'absorption 59. En pratique, les tubes peuvent être enrobés dans un élément extrudé ou posés dans des rainures longitudinales dont les bords sont ensuite rabattus sur les tubes, comme illustré sur la fig. 3a.

L'élément 59 a les caractéristiques d'un corps noir et absorbe les rayons solaires qu'il restitue sous forme de chaleur au fluide caloporteur circulant dans les tubes 57a, 57b. Comme indiqué précédemment, la position horizontale du collecteur 51 est la plus favorable à un captage efficace de l'énergie solaire et un bon transfert vers les tubes collecteurs, tout en minimisant les pertes par convection.

Les conduites de flu de chaud et froid 47a, 47b peuvent être reliées à un système d'utilisation de la chaleur, par exemple un accumulateur et une installation de chauffage et/ou de réfrigération par absorption. En variante, la chaleur recueillie par les collecteurs 51 peut servir à produire un travail en faisant tourner des machines. Avec un système du type décrit, utilisant l'eau comme fluide caloporteur, on peut atteindre des températures de 150°C et plus selon les caractéristiques de l'installa-tions. Ces températures sont très suffisantes pour que le fluide puisse alimenter une installation de chauffage ou de réfrigération par absorption.

Sur les fig. 7 et 8, les réflecteurs-concentrateurs 31 sont des miroirs concaves partiellement cylindriques constitués de plusieurs segments adjacents SIA, S2 et S1B. Les rayons de courbure RI, R3 des segments extrêmes SIA et S1B sont de préférence égaux et plus courts que le rayon R2 du segment central S2. Ainsi, la courbure plus accentuée des segments SIA et S1B contribue à réduire la largeur de la zone de convergence des rayons solaires que doit intercepter le collecteur 51 pour différents angles d'incidence des rayons solaires. De plus, les réflecteurs adjacents peuvent être reliés par une portion de surface plane pour former un toit ondulé qui peut présenter des avantages esthétiques sur des bâtiments industriels, commerciaux ou résidentiels. Il est cependant évident qu'en s'écartant de la forme idéale, on sacrifie légèrement le rendement de l'installation.

Avec un réflecteur-concentrateur symétrique à triple courbure, comme sur la fig. 7, on peut obtenir une bonne concentration d'énergie solaire sur le collecteur 51 pour différentes positions du soleil. A titre d'exemple, pour une latitude de 28° Nord, la configuration illustrée permet d'obtenir un facteur de concentration variant entre environ 6:1 et 11:1. La fig. 8 illustre schématiquement les zones de convergence ou enveloppes des rayons réfléchis vers le collecteur pour trois époques particulières de l'année. L'enveloppe ESE est obtenue à midi au solstice d'été, l'enveloppe EEQ est obtenue à midi à l'équinoxe de printemps ou d'automne et l'enveloppe ESH est obtenue à midi au solstice d'hiver. Dans ces trois cas particuliers, les surfaces de réflexion utiles du miroir 31 sont respectivement SESM, SEF/SM et SEWM sur le diagramme de la fig. 8.

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Dans le cas d'une implantation à 28° de latitude, le système de la fig. 7 peut avoir les dimensions relatives suivantes:

Rayons RI et R3 des arcs extrêmes SIA et S1B

du réflecteur

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Rayons R2 de l'are central S2

81

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Largeur effective L du collecteur 51

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Longueur du bras pivotant 45

40,75

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Dimension a

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Dimensions b, c

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Dimension d

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Dimension e

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unités

Dimension f

6,25

unités

Dimension g

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Arcs SIA etSIB

27

unités

ArcS2

43

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Hauteur minimale utile du soleil, angle MNS

17

degrés

Hauteur maximale utile du soleil, angle MXS

104

degrés

Angle minimal MMC de l'ensemble collecteur

51, bras 45 pour la hauteur maximale du

soleil (environ 104 degrés)

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degrés

Angle maximal MXC de l'ensemble collecteur

51, bras 45 pour la hauteur minimale utile

du soleil (environ 18 degrés)

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Pour d'autres latitudes, particulièrement entre 0 et 40 ou 50°, les mêmes dimensions peuvent être conservées pour le réflecteur, mais il faut modifier la longueur du bras 45 et la position de son axe de pivotement 45a. Ces paramètres peuvent être déterminés graphiquement à partir de la forme du réflecteur et des hauteurs du soleil pour la latitude considérée. On peut ainsi choisir la trajectoire optimale pour le collecteur 51, ce qui permet ensuite de déterminer la longueur du bras 45 et la position de son axe 45a. Par exemple, pour une latitude de 39° N, la longueur du bras 45 est réduite à 32 unités, la dimension f devient 21 unités et la dimension g devient nulle. Un tel dispositif assure une concentration optimale de l'énergie solaire sur le collecteur à toute heure de la journée et à toute époque de l'année.

La position idéale du collecteur 51 pour chaque hauteur du soleil peut être déterminée avec précision pour un réflecteur de profil donné soit par ime résolution graphique empirique,

soit à l'aide d'un ordinateur ou d'un autre instrument d'analyse mathématique de l'enveloppe de convergence des rayons réfléchis. On arrive ainsi à optimiser la position du collecteur pour intercepter un maximum de rayons solaires à toutes les hauteurs du soleil pour une latitude donnée. Le positionnement des bras 45 et des collecteurs peut être commandé par un programme ou par un asservissement basé sur l'énergie reçue par le collecteur. Un tel système est par exemple décrit dans la demande de brevet des E.-U.A. no 525 545. Tous les réflecteurs 31 ayant de préférence des courbures identiques, tous les collecteurs mobiles 51 peuvent être actionnés par un mécanisme commun. Pour réaliser une boucle d'asservissement, on peut monter un ou plusieurs capteurs d'énergie sur les collecteurs 51. On pourrait aussi commander individuellement le positionnement de chaque collecteur 51, mais ce n'est pas souhaitable pour des raisons pratiques et économiques.

Pour réaliser un raccordement sans discontinuité des arcs SIA, S2 et S1B, il suffit qu'ils aient des tangentes communes aux points de raccordement, ce qui revient à dire que les centres R1C et R2C doivent se trouver sur un même rayon et que les centres R2C et R3C doivent se trouver sur un même rayon.

On a vu précédemment que les zones de réflexion utiles de la fig. 8 correspondent pour un lieu dont la latitude est environ 28°, à l'éclairement solaire à midi au solstice d'hiver, au solstice d'été et aux équinoxes de printemps et d'automne. L'expérience a montré qu'on obtenait un bon facteur de concentration pendant les périodes de fort ensoleillement de chaque jour de l'année en employant un réflecteur à au moins trois arcs de rayons différents, c'est à dire de plus en plus petits au fur et à mesure qu'on s'écarte de l'arc central. Dans l'exemple illustré, un réflecteur à trois arcs donne des résultats satisfaisants. On voit sur la fig. 8 qu'un tel réflecteur ne donne jamais une ligne focale unique, mais plutôt des zones de convergence dont la forme, les dimensions et la position varient avec la hauteur du soleil sur l'horizon qui dépend elle-même de l'heure du jour et de la saison. A cet égard, l'examen des positions du soleil pour le lieu choisi de 28° de latitude Nord met clairement en évidence les contraintes imposées au système pour certains jours de l'année. Comme indiqué sur la fig. 8, ces zones sont les amplitudes diurnes du mouvement de pivotement des bras 45 et des collecteurs 51. On notera que le réflecteur peut et doit pouvoir fonctionner pour une culmination du soleil au-delà du zénith, ce qui se poursuit dans la bande intertropicale. La forme des réflecteurs doit également tenir compte de l'obliquité des rayons solaires par rapport au plan du méridien, c'est-à-dire de leur inclinaison dans le plan vertical est-ouest. En pratique, il suffit que les réflecteurs 31 et les collecteurs 51 aient une longueur relativement grande par rapport à la distance qui sépare les collecteurs des réflecteurs.

A l'approche des équinoxes de printemps et d'automne, l'amplitude diurne du mouvement angulaire des bras 45 et des collecteurs 51 diminue et devient nulle au jour précis de l'équi-noxe où le soleil se lève et se couche dans le plan est-ouest qui contient les axes des réflecteurs. L'angle de hauteur du soleil mesuré dans le plan vertical du méridien reste constant toute la journée.

Dans le mode de réalisation illustré, le facteur d'amplification ou de concentration de l'énergie solaire varie avec l'angle de hauteur du soleil. Ce facteur dépend du degré de coïncidence du collecteur et de la zone de convergence de l'énergie solaire réfléchie pour un angle de hauteur donné. D est donc important de maximiser cette coïncidence pour toutes les positions angulaires du soleil et des ensembles collecteur 51, bras 45.

Ce problème peut être résolu en montant les pivots des bras 45 à proximité de la surface du réflecteur, de préférence en dessous de cette dernière. Le collecteur 51 peut ainsi intercepter un maximum de rayons passant dans la zone de convergence. Sur les figures, l'axe d'articulation des bras 45 est légèrement plus bas que la surface réflectrice du réflecteur 31 et est décentré dans une direction opposée à l'équateur d'une distance f qui est fonction de la latitude du lieu. On peut cependant adopter d'autres dispositions avec un axe de pivotement situé dans la surface réflectrice ou légèrement au-dessus.

Sur la fig. 2, les bras 45 disposés entre les deux patries de réflecteur 31 sont communs aux deux réflecteurs alignés 51. Dans la modification de la fig. 2a, les bras communs sont remplacés par deux bras indépendants 245 qui portent chacun l'un des réflecteurs 51 associés aux deux batteries de réflecteurs. Dans ce cas, seul le tube de torsion 91 est commun aux deux batteries et commande les déformations des parallélogrammes 45, 81, 71,245, 271, 81, 245, 271, 81, etc., à chaque extrémité des groupes de collecteurs 51.

Il est évident que les dessins n'ont qu'un caractère d'illustration et qu'ils ne sont généralement pas à l'échelle, sauf pour la fig. 7 qui l'est partiellement. Cette remarque s'applique également aux zones de réflexion et de convergence de la lumière solaire qui sont représentées uniquement pour faciliter la compréhension du principe et du fonctionnement de l'invention.

De plus, l'exemple décrit et illustré, notamment sur la fig. 7, correspond à un lieu dont la latitude est 28°. Les facteurs de concentration sont en outre optimisés pour l'été, le printemps et l'automne au détriment de la période d'hiver car sous ces s

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latitudes, les besoins énergétiques du conditionnement d'air sont importants en période chaude. Le rendement en hiver est cependant suffisant pour assurer un chauffage efficace pendant la majeure partie de la saison.

En variante, on peut utiliser un réflecteur unique ou multiple monté ou non sur le toit d'un bâtiment, bien que la solution proposée soit particulièrement avantageuse. On peut également modifier le mécanisme de positionnement des collecteurs à condition de respecter les principes précédemment

énoncés. En ce qui concerne la forme des réflecteurs, on peut utiliser des rayons plus nombreux diminuant lorsqu'on s'écarte de l'arc central, ou même un rayon évoluant de manière continue du centre vers les bords du réflecteur. Cependant, s cette dernière solution complique sensiblement la fabrication des réflecteurs et n'offre pas d'avantages marquants en contrepartie. Le meilleur compromis est celui qui a été décrit avec trois arcs de courbure.

B

3 feuilles dessins

Claims

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1. Dispositif de captage de l'énergie solaire, caractérisé en ce qu'il comprend un réflecteur-concentrateur concave normalement fixe ayant une courbure semicylindrique à trois rayons correspondant à trois surfaces de courbure constante sur toute la longueur du réflecteur, et un collecteur allongé parallèlement aux génératrices du réflecteur, le collecteur étant dépla-çable transversalement devant une partie de la largeur du réflecteur, la première surface à courbure constante du réflecteur ayant un premier rayon et les seconde et troisième surfaces à courbure constante ayant respectivement des second et troisième rayons plus petits que le premier, la première surface étant disposée entre les deux autres qui sont moins inclinées par rapport à la verticale que la première surface concave de grand rayon, un mécanisme déplaçant le collecteur transversalement au-dessus du réflecteur sur au moins une partie de sa largeur en fonction de l'angle de hauteur du soleil dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du réflecteur de façon à maintenir le collecteur dans une zone de concentration de l'énergie solaire qui se déplace transversalement par rapport au réflecteur lorsque la hauteur du soleil varie.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces à courbiire constante du réflecteur se raccordent avec des plans tangents sensiblement communs, les deux rayons espacés intersectant les surfaces concaves dans les zones où elles sont sensiblement tangentes à des plans communs.

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois surfaces cylindriques à courbure constante se raccordent sans discontinuité le long de génératrices.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une corde soustendant l'arc de la seconde surface est inclinée en direction de l'équateur et en ce qu'une corde soustendant l'arc de la troisième surface est inclinée à l'opposé de l'équateur.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les second et troisième rayons sont sensiblement égaux.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le collecteur est déplaçable sur une trajectoire transversale par rapport à l'axe du réflecteur semi-cylindrique de manière à optimiser le captage de l'énergie solaire dans la zone de concentration du réflecteur.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le collecteur est déplacé par un mécanisme animé d'un mouvement transversal par rapport à la longueur du réflecteur.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit mécanisme comprend des bras de support pivotants sin* lesquels est monté le collecteur qui décrit un arc de cercle transversal par rapport à l'axe du réflecteur.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les axes de pivotement des bras de support du collecteur sont situés en-dessous de la surface du réflecteur.

10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les axes de pivotement des bras de support du collecteur sont sensiblement dans la surface du réflecteur.

11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les axes de pivotement des bras de support du collecteur sont situés au-dessus de la surface du réflecteur.

12. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les axes de pivotement des bras de support du collecteur sont parallèles aux génératrices du réflecteur et sont décalés vers sa seconde ou sa troisième surface.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la surface composite du réflecteur semi-cylindrique est sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical passant par le milieu de la première surface.

14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes de pivotement des bras de support du collecteur sont décalés du milieu du réflecteur vers sa seconde ou sa troisième surface.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la surface composite du réflecteur semi-cylindrique est sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical passant par le milieu de la première surface.

16. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface composite du réflecteur semi-cylindrique est sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical passant par le milieu de la première surface.

17. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface composite du réflecteur est sensiblement symétrique par rapport à un plan vertical longitudinal, et en ce que plusieurs réflecteurs identiques sont destinés à être juxtaposés sur le toit d'une construction en une surface ondulée, un nombre correspondant de collecteurs étant associés aux réflecteurs.

18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les réflecteurs se raccordent le long de leurs bords longitudinaux adjacents.

19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les mécanismes de positionnement transversal des collecteurs par rapport aux réflecteurs sont commandés collectivement.

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que les mécanismes comprennent des bras pivotants et forment de parallélogrammes déformables.

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs réflecteurs-concentrateurs semi-cylindriques concaves normalement fixes dont les sections juxtaposées forment une surface cycloïdale inversée, et un nombre correspondant de collecteurs mobiles disposés longitudinalement par rapport aux réflecteurs-concentrateurs, chaque collecteur longitudinal étant déplaçable transversalement par rapport au collecteur associé, chaque réflecteur et son collecteur associé formant un ensemble distinct de concentration de l'énergie solaire par la surface semi-cylin-drique concave du réflecteur fixe.