OA20742A

OA20742A - Curvilinear and linear photovoltaic field (CPCL) for the energy autonomy of substations/sub-power stations of railways in Africa and ultra-fast charging stations on highways, airports and agricultural farms.

Info

Publication number: OA20742A
Application number: OA1202200099
Authority: OA
Inventors: KOBOR Diouma Monsieur
Original assignee: KOBOR Diouma
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2023-02-24

Abstract

La présente invention a justement comme but de proposer une fourniture d'énergie renouvelable pour alimenter des sous-stations des voies ferrées pour des trains électriques, des stations de recharges ultra-rapides pour voitures électriques sur autoroules, des aéroports, des fermes agricoles et/ou aux communes ou villages environnants par l'utilisation d'un nouveau concept innovant appelé Champ Pholovoltaïque Curviligne cl Linéaire (CPCL) le long des voies de communication (voies ferrées, autoroutes, roules nationales) et des clôtures avec un système de stockage et un système de surveillance par caméras. L'innovation dans cette invention est surtout dans l'apport d'une énergie renouvelable pour alimenter des sous-stations/stations de recharges électriques ultra-rapides a lin de renouveler le parc des locomotives des chemins de fer africains en leur donnant l'unique opportunité de n'utiliser que du solaire permettant ainsi de réduire considérablement leur impact environnemental néfaste et de faciliter l'accès à une énergie suffisante cl autonome pour ce secteur qui en demande beaucoup d'une part et de palier à la demande en bornes de recharges futures pour l'augmentation croissante des véhicules électriques. Cette invention est unique car pouvant constituer dans certains cas la plus longue cl plus puissante centrale solaire en Afrique ou dans le monde avec des dizaines (plus petite longueur) à une centaine de sous-centrales (sous-stations) ou stations de plus de 25 MWc chacune sur des milliers de kilomètres. L'innovation dans cette invention est surtout la solution qu'elle apporte aux problèmes des grandes espaces occupés par les centrales solaires classiques en assurant en même temps la sécurité des personnes et des biens mais aussi de fournir de l'énergie avec la puissance nécessaire aux futures stations de recharges ultra-rapides de voitures électriques sur autoroutes. En effet, ce type de champ pholovoltaïque étant linéaire et suivant des voies dégagées cl des clôtures souvent inutilisées et non valorisées apporte une possibilité de valoriser ces espaces libres sans occuper d'autres qui pourraient être sources de conflits et de réticences. I Ile faciliterait ainsi l'interconnexion des pays africains par des voies ferrées, équipements tic traction modernes et autoroutes.The present invention has the aim of proposing a supply of renewable energy to power railway substations for electric trains, ultra-fast charging stations for electric cars on motorways, airports, agricultural farms and/or surrounding towns or villages by using a new innovative concept called Curvilinear and Linear Photovoltaic Field (CPCL) along communication routes (railways, motorways, national roads) and fences with a storage system and a camera surveillance system. The innovation in this invention is mainly in the provision of renewable energy to power ultra-fast electric substations/charging stations in order to renew the fleet of locomotives of African railways by giving them the unique opportunity to use only solar energy, thus considerably reducing their harmful environmental impact and facilitating access to sufficient and autonomous energy for this sector which demands a lot on the one hand and to meet the demand for future charging stations for the growing increase in electric vehicles. This invention is unique because it can constitute in some cases the longest and most powerful solar power plant in Africa or in the world with tens (smallest length) to a hundred sub-power plants (substations) or stations of more than 25 MWp each over thousands of kilometers. The innovation in this invention is above all the solution it brings to the problems of large spaces occupied by conventional solar power plants while ensuring at the same time the safety of people and property but also providing energy with the power necessary for future ultra-fast charging stations for electric cars on highways. Indeed, this type of photovoltaic field being linear and following clear paths and fences often unused and not valued brings a possibility of valorizing these free spaces without occupying others which could be sources of conflicts and reluctance. It would thus facilitate the interconnection of African countries by railways, modern ICT traction equipment and highways.

Description

DescriptionDescription

Domaine TechniqueTechnical area

La présente invention dénommé CPCL est une innovation unique alm d apporta une 5 solution pour résoudre une grande partie de la problématique de i accès a 1 ^agie de manière durable et à moindre impact carbone ou négatif par ruUhsalion du solaue Photovoltaïque (PV) à grande échelle avec une efficience inégalée en termes d utilisation de l'espace. . .. ...The present invention, called CPCL, is a unique innovation that provides a solution to solve a large part of the problem of access to electricity in a sustainable way and with a lower carbon or negative impact by ruUhsalion of the Photovoltaic (PV) solaue at large scale with unparalleled efficiency in terms of the use of space. . .. ...

File apporte une réponse adéquate pour les décideurs africains, particulièrement, d uhh c. 10 l'énorme potentialité de la ressource solaire dans la construction des grandes infrastructures comme les réseaux ferrés nationaux et transnationaux, les autoroutes, les aéroports et les fermes agricoles sans avoir à utiliser de grandes su rinces.File provides an adequate response for African decision makers, particularly, d uhh c. 10 the enormous potential of the solar resource in the construction of large infrastructures such as national and transnational rail networks, highways, airports and agricultural farms without having to use large su rinces.

État de hi Technique Antérieure .....Prior Technical Status .....

. L'énergie est à la fois ressource et facteur de développement. L'accès a I énergie, garan i Laccès^ des conditions de vie meilleures, mais aussi constitue un puissant levier de développement pour l'économie et les industries locales. L'Afrique est la région tu monde où l'accroissement rapide de la population crée une augmentation du nombre de personnes vivant sans électricité. Des progrès importants ont certainement prevus et plus d’un milliard de personnes supplémentaires auront accès a I dectneite ν κι ~ Mais, compte tenu de la croissance démographique prévue entre 201 > et _050 (1,2 milliard) et (2,4 milliards) respectivement, en valeur absolue, le nombre d’Africains dépourvus d’électricité sera réduit, mais de manière limitée (400 à 500 millions d africains sans électricité en 2050 contre 600 en 2015).. Energy is both a resource and a factor of development. Access to energy guarantees access to better living conditions, but also constitutes a powerful lever of development for the local economy and industries. Africa is the region of the world where rapid population growth is creating an increase in the number of people living without electricity. Significant progress is certainly expected and more than a billion additional people will have access to I dectneite ν κι ~ But, taking into account the expected population growth between 201 > and _050 (1.2 billion) and (2.4 billion) respectively, in absolute value, the number of Africans without electricity will be reduced, but in a limited way (400 to 500 million Africans without electricity in 2050 against 600 in 2015).

Les pays africains se caractérisent par une électricité « centralisée et diffusée dans les grands centres » distincte de l'électricité rurale et spécifique de l’Afrique. Dans de très nombreux pays le développement et l’installation de l'électricité se sont faits à partir des grandes villes puis se sont dirigés vers les campagnes, soutenus et subventionnés par l'État. Dans ce contexte, il apparaît urgent de :African countries are characterized by electricity "centralized and distributed in major centres" distinct from rural electricity specific to Africa. In many countries, the development and installation of electricity started in the big cities and then moved to the countryside, supported and subsidized by the State. In this context, it seems urgent to:

- Développer les infrastructures de production centralisées ,- Develop centralized production infrastructures,

- Dédier des infrastructures de distribution d’électricité modernes aux populations ; Favoriser l'électrification à partir de solutions durables et innovantes ,- Dedicate modern electricity distribution infrastructure to the populations; Promote electrification based on sustainable and innovative solutions,

- Développer le réseau ferré africain et de favoriser l'interconnexion des différents réseaux ferrés.- Develop the African rail network and promote the interconnection of the various rail networks.

- Réduire l'impact négatif des aéroports sur l'environnement avec des dégagements de CO2 trop élevés.- Reduce the negative impact of airports on the environment with excessively high CO2 emissions.

L'Afrique doit œuvrer pour l'accès à des infrastructures et à des services énergétiques modernes, fiables, durables et à un prix abordable pour le producteur et le consommateur Le réseau ferré est lui aussi de faible densité et mal entretenu, et peu interconnecté 40 particulièrement en Afrique occidentale et centrale. Plusieurs pays ne disposent pas aujourd'hui d'un réseau ferroviaire qui se caractérise souvent par des écartements de voies différents au sein d'une même région. Cette faiblesse du développement du réseau ferré s'explique en grande partie par la difficulté d'accès à une énergie suffisante et disponible lotit le temps et en tout lieu sur le continent. Celte situation ne favorise pas L utilisation de l'énergie dans ce secteur an détriment des ménages et entreprises et empêche la rénovation du para locomotive et des voies ferrées. A près «les années d’incurie, les projets tel ! oviancs se multiplient au sud du Sahara. En effet. l'Afrique de l’Ouest, de I Est et I Alnque centrale ont récemment mis en œuvre de grands projets ferroviaires. Les travaux de la boude ferroviaire ouest-africaine ont officiellement démarré le 7 Avril 2014 a Niamey (Nioer) D’une longueur de 2 800 km, elle traversera Abidjan, Ouagadougou, Niamey. Cotonou et Lomé. Ce sera la première ligne aux normes internationales reliant cmq métropoles africaines, dans une véritable logique d'intégration sous-regiona e. Ln connectant les mines et les plaines agricoles de l'intérieur aux ports du I moi al. elle doit faciliter les échanges commerciaux et doper les exportations des pays ce mon Économique et Monétaire Ouest-Africaine (UEMOA).Africa must work for access to modern, reliable, sustainable energy infrastructure and services at an affordable price for producers and consumers The rail network is also low density and poorly maintained, and poorly interconnected 40 particularly in West and Central Africa. Several countries do not currently have a rail network which is often characterized by different track gauges within the same region. This weakness in the development of the rail network is largely explained by the difficulty of access to sufficient and available energy at all times and in any place on the continent. This situation does not promote the use of energy in this sector to the detriment of households and businesses and prevents the renovation of the para-locomotive and the railway tracks. A fter “the years of carelessness, projects such! sheep are multiplying south of the Sahara. In effect. West, East and Central Africa have recently implemented major railway projects. Work on the West African railway line officially started on April 7, 2014 in Niamey (Nioer). With a length of 2,800 km, it will cross Abidjan, Ouagadougou, Niamey. Cotonou and Lome. It will be the first line to international standards linking cmq African metropolises, in a real logic of sub-regional integration. ln connecting the mines and agricultural plains of the interior to the ports of the I moi al. it must facilitate trade and boost the exports of the countries of this West African Economic and Monetary Union (UEMOA).

Cependant. l'Afrique doit être soutenu dans sa transition vers une croissance a faible émission de carbone et résiliente au changement climatique. Les énergies renouvelables pourraient permettre l'accès à l'énergie, et en particulier à l'électricUc, pour des zones isolées grâce 1 mslaltaion de syslèmcs déeeruralisés. Elles pourraient aussi.permeltre de réduire les émissions de CO₂ surtout pour Γindustrie aéroportuaire qui est I une des p us grandes consommatrices d'énergie. D'autre part, Les réserves de pétrole en Afrique correspondent en moyenne à 40 ans de production. Ainsi d est préconisé de tiouvei rapidement des solutions alternatives possibles. L’une des meilleures solutions pour e continent africain est aujourd’hui le solaire. Les raisons sont multiples : le continent est le plus ensoleillé au monde avec une moyenne de 320 jours d'ensoleillement par an pour les zones les plus favorisées, le potentiel de génération solaire dépasse la demande tota e électrique africaine mais exige de grands espaces. ,However. Africa must be supported in its transition to low-carbon and climate-resilient growth. Renewable energies could provide access to energy, and in particular to electricity, for isolated areas thanks to the development of deeruralized systems. They could also make it possible to reduce CO ₂ emissions, especially for the airport industry which is one of the largest consumers of energy. On the other hand, Africa's oil reserves correspond on average to 40 years of production. It is therefore recommended to quickly find possible alternative solutions. One of the best solutions for the African continent today is solar. The reasons are multiple: the continent is the sunniest in the world with an average of 320 days of sunshine per year for the most favored areas, the potential for solar generation exceeds the total African electricity demand but requires large spaces. ,

Cette invention a pour objectif de faire d'une pierre trois coups à savoir : regier le problème d'accès à une énergie fiable grâce au potentiel solaire du continent avec l'utilisai ion d'espaces libres comme les voies ferrées et autoroutes et des pourtours des clôtures des aéroports et des fermes agricoles (réglant ainsi le problème des grains espaces) sur des centaines voire milliers de kilomètres permettant ainsi d'alimenter des dizaines voire centaines de sous - stations (ou des bornes de recharges ultra-rapides sur autoroutes) distantes de moins de 40 km en énergie avec des puissances allant jusqu a 25 M Wc/sous - station. Ces sous-stations peuvent ainsi constituer de vraies centrales locales avec un système de stockage, pour assurer les besoins en période de non ensoleillement et la nuit, pour assurer l’approvisionnement de foyers et des villages sur I ensemble des régions traversées par les voies ferrées et les autoroutes, des aéroports ou des fermes agricoles. Elle va ainsi faciliter l'interconnexion du continent avec une energie renouvelable et inépuisable. , ,This invention aims to kill three birds with one stone, namely: solving the problem of access to reliable energy thanks to the solar potential of the continent with the use of free spaces such as railways and highways and the surrounding fences of airports and agricultural farms (thereby solving the problem of grain spaces) over hundreds or even thousands of kilometers thus making it possible to supply tens or even hundreds of remote substations (or ultra-fast charging stations on motorways) less than 40 km in energy with powers up to 25 M Wp/substation. These substations can thus constitute real local power stations with a storage system, to meet the needs in periods of no sunshine and at night, to ensure the supply of homes and villages in all the regions crossed by the railways. and highways, airports or agricultural farms. It will thus facilitate the interconnection of the continent with renewable and inexhaustible energy. , ,

Le brevet WO20I21 17751 concerne un système de génération d’énergie par une P h alite de panneaux disposés en parallèle à un ligne haute tension sur une voie à grande vitesse par exemple. Ce qui fait que cette invention a des limites car le courant fourni est directement injecté dans le réseau de transport haute tension pouvant ainsi creer des perturbations sur la stabilité du réseau surtout pour les pays africains dont le système est totalement instable. D'autre part, ce brevet ne parle pas de la possibilité d'alimenter des stations de recharges de voitures électriques ultra-rapides.Patent WO20I21 17751 relates to a system for generating energy by a P h alite of panels arranged in parallel to a high voltage line on a high speed track for example. What makes this invention has limits because the current supplied is directly injected into the high voltage transmission network which can thus create disturbances on the stability of the network especially for African countries whose system is totally unstable. On the other hand, this patent does not mention the possibility of supplying ultra-fast electric car charging stations.

I e brevet WO2015/1 10669A2 est un système de transport Ferroviaire comprenant des mmes ferroviaires avec des dispositifs de stockage d'énergie permettant la traction entre deux sous - stations et la recharge à partir de ces dernièies.The patent WO2015/1 10669A2 is a rail transport system comprising same railways with energy storage devices allowing traction between two substations and recharging from the latter.

Le brevet chinois CN 10191 7139 est une invention qui concerne un procédé de produc ton d'énergie photovoltaïque par voie de chemin de fer et d'autoroute. Dans le procède, la solution technique adoptée par l'invention, est que la puissance est transmise au teseau national. Ce brevet ne parle nullement d'alimenter des sous-stations de voies feiices m des stations de recharges ultra-rapides sur autoroutes encore moins de servir de centrales autonomes.Chinese patent CN 10191 7139 is an invention relating to a process for the production of photovoltaic energy by railway and highway. In the process, the technical solution adopted by the invention is that the power is transmitted to the national network. This patent in no way speaks of supplying railroad substations or ultra-fast charging stations on motorways, even less of serving as stand-alone power stations.

Selon l'invention CN107344537. le système photovoltaïque joue un rôle de secouts pou recharger les batteries installées dans la rame principale en cas de décharge jouant ainsi un second rôle. Le système n'assure pas totalement l'autonomie énergétique de l'ensemble du réseau ferré. .According to the invention CN107344537. the photovoltaic system acts as a back-up to recharge the batteries installed in the main train in the event of a discharge, thus playing a secondary role. The system does not fully ensure the energy autonomy of the entire rail network. .

I e brevet d'invention CN 1063943 I 7 est aussi appliqué au réseau Ferre pour fournir de l'énemie sous Forme d'un champ photovollaïque. Cependant comme indiqué plus haut celte invention exploite de grandes espaces pouvant être source de confits dans certains endroits surtout en Afrique. . , .I e patent of invention CN 1063943 I 7 is also applied to the Ferre network to provide the enemy in the form of a photovollaic field. However, as indicated above, this invention exploits large spaces that can be a source of confit in certain places, especially in Africa. . , .

Contrairement à ces brevets, notre invention n’injecte pas directement I electncite au réseau mais est constituée de diFFérentes sous-stations servant à la lois de centrales avec une puissance pouvant varier de quelques k Wc à plus de 25 M Wc selon les besoins. Elle peut ainsi servir de centrale électrique aux communautés des alentours et aux gaies (commune village) lors des périodes sans trafic Ferroviaire ou traversés par les autoroules, particulièrement important pour les pays africains. Certaines inventions sont basées sur l'utilisauon d'une énergie conventionnelle et d’un système de stockage dans les rames et empêchent ainsi toute autre possibilité d’utilisation de cette énergie en dehors de celle des voies ferrées. La spécificité de celte invention est la forme linéaire et curviligne adapte pour avoir moins d’impacl et même valoriser des espaces souvent inutilisés pour d'autres applications comme les périmètres des aéroports, les clôtures des fermes agricoles, alimentation en haute puissance DC de stations de recharges de voitures électriques ultra rapides. etc...Contrary to these patents, our invention does not directly inject electricity into the network but consists of various substations used for the laws of power plants with a power that can vary from a few k Wp to more than 25 M Wp depending on the needs. It can thus serve as a power station for the surrounding communities and for the gays (village commune) during periods without rail traffic or crossed by autorolles, which is particularly important for African countries. Some inventions are based on the use of conventional energy and a storage system in the trains and thus prevent any other possibility of using this energy apart from that of the railway tracks. The specificity of this invention is the linear and curvilinear shape adapted to have less impact and even to enhance often unused spaces for other applications such as the perimeters of airports, the fences of agricultural farms, high power DC power supply for stations. ultra-fast electric car charging. etc...

Celle invention est à la Fois innovante et efficiente pour plusieurs raisons .This invention is both innovative and efficient for several reasons.

- Le problème lié à l'occupation de grandes espaces pouvant servir à d'autres activités comme l'agriculture ne se pose plus ;- The problem related to the occupation of large spaces that can be used for other activities such as agriculture no longer arises;

- Plusieurs centrales de plus de 25 MWc peuvent être ainsi créées le long des voies Ferrées dans les sous-stations pour l'apport de l'énergie aux véhicules de traction ou suivant le périmètre des clôtures des aéroports ou des Fermes agricoles et le long des autoroutes pour alimenter des stations de recharges de voitures électriques ulliarapides nécessitant une puissance très élevée en DC- Several power stations of more than 25 MWp can thus be created along the railway lines in the substations for the supply of energy to the traction vehicles or along the perimeter of the fences of airports or agricultural farms and along the motorways to supply ultra-fast electric car charging stations requiring very high DC power

- Ces centrales peuvent servir les communes et villages allongeant les voies ierrees ou autoroutes pouvant parfois traverser tout un pays ou inter-états augmentant drastiquement le taux d'accès à l'énergie.- These power stations can serve towns and villages, extending the roads or highways that can sometimes cross an entire country or inter-states, drastically increasing the rate of access to energy.

Faciliter l’interconnexion entre pays africainsFacilitate interconnection between African countries

- Noire système peut être totalement autonome surtout en période d ensoleillement suppléé par la présence d'un système de stockage (par batteries ou par I lydrogene _cn utilisant des déchois organiques) et d'une possible connexion nu réseau national habitants se trouvant des deux côtes des ™..s . ta présence Xéras’le long des votes Terrées pour sécurise, les installations ou dans les fermes agricoles et les aéroports.- Our system can be completely autonomous, especially during periods of sunshine, supplemented by the presence of a storage system (by batteries or by I lydrogen _cn using organic waste) and a possible connection to the national network inhabitants living on both coasts of ™..s . your presence Xéras'along the votes Terrées for secures, facilities or in agricultural farms and airports.

Brève Description des FiguresBrief Description of Figures

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d exemples de réalisation donnés, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux ligures annexes sur lesquelles :The present invention will be better understood on reading the description of exemplary embodiments given, purely for information and in no way limiting, with reference to the annexed figures on which:

La Figure 1 représente un exemple de système complet CPCL pour fournir une alimentation autonome su fit santé à un réseau ferré d'une gare à une autre distantes de plusieurs kilomètres, 37 km selon cet exempleFigure 1 shows an example of a complete CPCL system to provide a healthy autonomous power supply to a rail network from one station to another several kilometers apart, 37 km according to this example.

I a Figure 2 représente le schéma conceptuel d’un exemple de système de Champ Photovol laïque Linéaire (CPCL) disposé le long des voies ferrées (rails) entre deux stations ou gares.I a Figure 2 represents the conceptual diagram of an example of a Linear Secular Photoflight Field (CPCL) system arranged along the railway tracks (rails) between two stations or stations.

La Figure 3 représente le schéma du dispositif avec des blocs de (4 PV) montés en séi ie (BCS) de part et d'autre des rails selon la tension voulue et pouvant être appliqué à une autorouteFigure 3 shows the diagram of the device with blocks of (4 PV) mounted in series (BCS) on either side of the rails according to the desired voltage and which can be applied to a motorway

La Figue 4 montre le schéma du dispositif avec des blocs montés en parallèles(BC P) et 15 composés de plusieurs blocs en série selon l'ampérage voulu sur une voie fertée ou autorouteFigure 4 shows the diagram of the device with blocks mounted in parallel (BC P) and 15 composed of several blocks in series according to the desired amperage on a railway or highway

La Figure 5 montre la composition de base d'un montage du CPCL le long d une clôture ou d'un périmètre curviligne avec des câbles de connexion dont le dtamulre varie en fonction de l'ampérage ainsi que les dispositifs de sécurité assurant une seule tic direction de conduction du courantFigure 5 shows the basic composition of a CPCL assembly along a fence or a curvilinear perimeter with connection cables whose dtamulre varies according to the amperage as well as the safety devices ensuring a single tic current direction

La Figure 6 montre un exemple de l'invention dans le cadre de la fourniture d éncigie à un aéroport en utilisant le périmètre tout autour qui peut avoir une géométrie quelconque curviligne.Figure 6 shows an example of the invention in providing power to an airport using the perimeter all around which may have any curvilinear geometry.

Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention

La présente invention a pour but de proposer un nouveau concept de fourniture d’énergie photo voltaïque par l’utilisation d’un Champ Photo voltaïque Curviligne et Linéaire (CPCL) afin d’éviter l’utilisation d’hectares de terre pouvant être sources de conflits et de compétition. L’innovation dans cette invention est l’utilisation du solaire PV pour une autonomie en énergie des voies ferrées, aéroports, fermes agricoles et stations de recharges de voitures électriques ultra-rapides en utilisant un système de stockage par batteries ou à hydrogène.The aim of the present invention is to propose a new concept for the supply of photovoltaic energy by the use of a Curvilinear and Linear Photovoltaic Field (CPCL) in order to avoid the use of hectares of land which can be sources of conflict and competition. The innovation in this invention is the use of solar PV for the energy autonomy of railways, airports, agricultural farms and ultra-fast electric car charging stations using a battery or hydrogen storage system.

On va maintenant, en se référant des Figures 1 à 6, décrire des exemples de conception du Champ Photovoîtaïque Curviligne et Linéaire (CPCL), non exhaustifs selon l’invention.We will now, with reference to Figures 1 to 6, describe examples of the design of the Curvilinear and Linear Photovoitaic Field (CPCL), which are not exhaustive according to the invention.

La présente invention n'est pas limitée à ce qui suit. Un mode de réalisation de la présente invention sera décrit en référence aux figures annexésThe present invention is not limited to the following. An embodiment of the present invention will be described with reference to the appended figures.

PREMIER MODE DE REALISATION :FIRST EMBODIMENT:

En se référant aux figures 1 à 4, un système de production d’énergie photovoîtaïque utilisant un Champ Photovoîtaïque Linéaire, selon un premier mode de réalisation de la présente invention.Referring to Figures 1 to 4, a photovoltaic energy production system using a Linear Photovoltaic Field, according to a first embodiment of the present invention.

Un système de génération d’énergie photovoîtaïque est représenté sur la Figure I. Il s’agît d’un Champ Photovoîtaïque Curviligne et Linéaire pour lequel les blocs de PV sont montés de manière linéaire en série et en parallèle sur des dizaines de km, de préférence 37 km dans cet exemple.A photovoltaic energy generation system is shown in Figure I. It is a Curvilinear and Linear Photovoltaic Field for which the PV blocks are mounted in a linear manner in series and in parallel over tens of km, from preferably 37 km in this example.

Comme représenté sur la Figure 1, une pluralité d’unités appelées sous-stations/ou souscentrales de production d’énergie photovoîtaïque (unités de production d'énergie) (5) de puissance pouvant aller jusqu’à plusieurs dizaines de MWc selon le besoin, 25 MWc dans notre exemple ;As shown in Figure 1, a plurality of units called substations/or substations for the production of photovoltaic energy (energy production units) (5) of power which can range up to several tens of MWp according to the need , 25 MWp in our example;

Selon l’invention, chaque sous-station/sous-eentrale est conçue à partir de plusieurs blocs de PV (4 PV dans cet exemple) en série et surmontés sur une pilonne (4) pouvant délivrer chacun 1440 Wc, dans notre exemple. Chaque PV délivre une tension maximale de 36 V et une intensité maximale de 10 A, selon notre exemple. Chacun des blocs est composé de 4 panneaux photovoltaïques de 360 Wc (2) reliés en série par des câbles de conduction (1) dont le diamètre est choisi selon le courant circulant entre les PV montés sur une pilonne de 4 à 6 m de longueur, 5 m dans le cas de cet exemple.According to the invention, each substation/sub-central is designed from several PV blocks (4 PV in this example) in series and surmounted on a pylon (4) each capable of delivering 1440 Wp, in our example. Each PV delivers a maximum voltage of 36 V and a maximum current of 10 A, according to our example. Each of the blocks is made up of 4 photovoltaic panels of 360 Wp (2) connected in series by conduction cables (1) whose diameter is chosen according to the current circulating between the PVs mounted on a pillar 4 to 6 m long, 5 m in the case of this example.

Selon l’invention, la Figure 3 montre une pluralité de blocs de 4 PV, montée en série pour donner la tension maximale voulue, 25 kV dans notre exemple. Il s’agit de 176 blocs (12) de 4 PV, montés en séries (BCS), décrits précédemment (88 blocs de chaque côté de part et d’autre des rails) selon notre exemple. Cet ensemble de 176 BCS fournit une tension maximale de 25 kV et une intensité maximale de 10 A.According to the invention, Figure 3 shows a plurality of blocks of 4 PV, connected in series to give the desired maximum voltage, 25 kV in our example. These are 176 blocks (12) of 4 VP, mounted in series (BCS), described previously (88 blocks on each side on either side of the rails) according to our example. This set of 176 BCS provides a maximum voltage of 25 kV and a maximum current of 10 A.

Selon l’invention, la Figure 4 représente une pluralité de blocs BCS montés en parallèle le long de la ligne pour obtenir un total de 100 blocs-parallèles (BCP) (13) par sous-station/souscentrale délivrant ainsi une intensité totale de 100x10 A = I kA ainsi qu’une tension maximale de 25 kV.According to the invention, Figure 4 shows a plurality of BCS blocks mounted in parallel along the line to obtain a total of 100 block-parallel (BCP) (13) per substation / substation thus delivering a total intensity of 100x10 A = I kA as well as a maximum voltage of 25 kV.

Ainsi la puissance totale délivrée par chaque sous- station/sous-centrale est de 25 kVxl kA = 25 MWc DC.Thus the total power delivered by each substation/substation is 25 kVxl kA = 25 MWp DC.

Selon l'invention, un dispositif de surveillance par caméras (7) installées tous les 500 m assurent la sécurité des installations.According to the invention, a camera surveillance device (7) installed every 500 m ensures the safety of the installations.

Dans un autre contexte, ce dispositif de surveillance pourrait beaucoup apporter à la sécurité des personnes et des biens (vols de bétails surtout) entre les deux parties séparées par les voies ferrées grâce à la possibilité de filmer différents malfaiteurs souvent traversant les deux côtés des rails après leurs forfaits.In another context, this surveillance device could bring a lot to the safety of people and property (cattle theft especially) between the two parts separated by the railway tracks thanks to the possibility of filming various criminals often crossing the two sides of the tracks. after their forfeits.

Selon l’invention, la Figure 5 montre un schéma d’un CPCL avec des BCS (12) et des BCP (13) avec des câbles de connexion et diodes anti-retours (14) dont la section varie par bloc BCP afin de garantir la sécurité des personnes et des installations. La section utilisée par câble et par bloc BCP est déterminé en fonction de l’intensité de courant maximale devant la traverser.According to the invention, Figure 5 shows a diagram of a CPCL with BCS (12) and BCP (13) with connection cables and anti-return diodes (14) whose section varies per BCP block in order to guarantee the safety of people and installations. The section used per cable and per BCP block is determined according to the maximum current intensity that must cross it.

Un Convertisseur - régulateur DC-DC (6) permet de réguler la tension devant arriver au système de stockage (15) pour le recharger. Ce système de stockage par batteries ou toute autre technologie de stockage, comme les piles à combustibles (hydrogène), permet d’assurer l’autonomie du système tout le temps. Durant la journée, le Champ PV recharge le système de stockage qui serait utilisé durant la nuit ou des périodes de faible ensoleillement. Des câbles de connexion dont la section est calculée selon le courant d’entrée de I kA assurent la liaison. Durant la journée le système fonctionne directement avec une puissance d’entrée dans le système Centrale d’acquisition/transformateur DCDC ou DC/AC (17) délivrant ainsi une énergie pouvant être utilisée par les trains en mode DC ou en mode AC selon le système. L’acquisition des données permet d’assurer la sécurité, la maintenance et l’amélioration du système grâce à un partenariat avec les laboratoires de recherche. La puissance peut aussi être injectée dans le réseau d’électricité HT pour assurer une utilisation des surproductions par le réseau national.A DC-DC converter-regulator (6) makes it possible to regulate the voltage that must arrive at the storage system (15) in order to recharge it. This storage system using batteries or any other storage technology, such as fuel cells (hydrogen), ensures the autonomy of the system at all times. During the day, the PV Field recharges the storage system that would be used during the night or periods of low sunlight. Connection cables whose section is calculated according to the input current of I kA ensure the connection. During the day, the system operates directly with input power in the system Acquisition unit/DCDC or DC/AC transformer (17) thus delivering energy that can be used by trains in DC or AC mode depending on the system . Data acquisition ensures the security, maintenance and improvement of the system through a partnership with research laboratories. The power can also be injected into the HV electricity network to ensure that overproduction is used by the national network.

DEUXIEME MODE DE REALISATION :SECOND EMBODIMENT:

En se référant particulièrement à la figure 5 et Figure 6, un système de production d'énergie photovoltaïque utilisant un Champ Photovoltaïque Curviligne, selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.Referring particularly to Figure 5 and Figure 6, a photovoltaic energy production system using a Curvilinear Photovoltaic Field, according to a second embodiment of the present invention.

Ce système de génération d'énergie photovoltaïque est représenté sur la Figure 5 et Figure 6. 11 s’agit d’un Champ Photovoltaïque Curviligne et Linéaire pour lequel les blocs de PV sont montés de manière linéaire en série et en parallèle le long d’une clôture ou périmètre délimité d’un aéroport, aérodrome ou ferme agricole, de préférence de longueur allant de quelques mètres à des dizaines de km. H permet ainsi de fournir l’énergie nécessaire à la consommation de ces infrastructures. Le système est composé comme suit :This photovoltaic energy generation system is shown in Figure 5 and Figure 6. It is a Curvilinear and Linear Photovoltaic Field for which the PV blocks are mounted in a linear manner in series and in parallel along a fence or delimited perimeter of an airport, aerodrome or agricultural farm, preferably of length ranging from a few meters to tens of km. H thus makes it possible to supply the energy necessary for the consumption of these infrastructures. The system is composed as follows:

D’une centrale, conçue à partir de plusieurs blocs de PV (4 PV dans cet exemple) en série et surmontés sur une pilonne (4) pouvant délivrer chacun 1440 Wc, dans notre exemple. Chaque PV délivre une tension maximale de 36 V et de 10 A, selon cet exemple. Chacun des blocs est composé de 4 panneaux photovoltaïques (2) reliés en série par des câbles de conduction ( 1 ) dont le diamètre est choisi selon le courant circulant entre les PV montés sur une pilonne de 3 à 6 m de longueut, 3 m dans le cas de cet exemple. .A power plant, designed from several PV blocks (4 PV in this example) in series and surmounted on a pillar (4) each capable of delivering 1440 Wp, in our example. Each PV delivers a maximum voltage of 36 V and 10 A, according to this example. Each of the blocks is made up of 4 photovoltaic panels (2) connected in series by conduction cables (1) whose diameter is chosen according to the current flowing between the PVs mounted on a pillar 3 to 6 m long, 3 m in the case of this example. .

- une pluralité de blocs de 4 PV, montée en série pour donner a tension maximale voulue, de quelques dizaines de volts à des kV. Il s'agit de blocs de 4 h )· montés en séries (BCS) (12), comme décrits précédemment. Cet ensemble de fournit une tension maximale de quelques kV et une intensité maximale de quelques dizaines ou centaines d’Ampères. ,- a plurality of blocks of 4 PV, mounted in series to give the desired maximum voltage, from a few tens of volts to kV. These are blocks of 4 h )· mounted in series (BCS) (12), as previously described. This assembly provides a maximum voltage of a few kV and a maximum current of a few tens or hundreds of Amps. ,

- une pluralité de blocs BCS montés en parallèle le long de la clôture ou pei mu . aéroportuaire ou ferme agricole pour obtenir plusieurs blocs parallèles (BC U 0-0 par centrale délivrant ainsi une puissance totale de quelques MWc-DC scion It périmètre et l'espace disponible.- a plurality of BCS blocks mounted in parallel along the fence or pei mu. airport or agricultural farm to obtain several parallel blocks (BC U 0-0 per plant, thus delivering a total power of a few MWp-DC depending on the perimeter and the available space.

- Un Convertisseur - régulateur DC-DC (6) permet de réguler la tension devant arriver au système de stockage (16) pour le recharger. Ce système de stockage, décrit plus haut, permet d'assurer l'autonomie du système toute la nuit ou e temps de mauvais ensoleillement. Des câbles de connexion dont la section est calculée selon le courant d'entrée assurent la liaison. Durant la journée le système fonctionne directement avec une puissance d’entrée dans le système Iranshvma cm DC/AC délivrant ainsi une énergie pouvant être utilisée par les trains en mode lk. ou en mode AC selon le système. La puissance peut aussi être injectée dans le, réseau d'électricité HT pour assurer une utilisation des surproductions par le reseau national avec une possibilité de vente ou compensation en cas de besoin, un dispositif de surveillance par caméras (7) installées tous les 300 m asstnc ni a sécurité des installations et des biens des aéroports et fermes agricoles.- A converter - DC-DC regulator (6) regulates the voltage to reach the storage system (16) to recharge it. This storage system, described above, makes it possible to ensure the autonomy of the system all night or in bad sunshine. Connection cables whose section is calculated according to the input current provide the link. During the day the system works directly with input power in the Iranshvma cm DC/AC system, thus delivering energy that can be used by trains in lk mode. or in AC mode depending on the system. The power can also be injected into the HV electricity network to ensure use of overproduction by the national network with the possibility of sale or compensation if necessary, a surveillance device by cameras (7) installed every 300 m asstnc ni a security of facilities and property of airports and agricultural farms.

- Des câbles de connexion dont la section dépend de l'intensité du courant circulant dans chaque câble.- Connection cables whose section depends on the intensity of the current circulating in each cable.

I a plusI have more

Ainsi selon l'invention et selon les deux modes du système de source d energie L hamp Pholovoltaïque Curviligne et Linéaire (CPCL.), un réseau ferre pourrait fonctionner de manière autonome avec comme seule source, de l'énergie photovollmque ; et un aéroport. aérodrome oit ferme agricole pourrait aussi être totalement indépendant du réseau national ou couvert pour plus de la moitié de ses besoins énergétiques. La plus <n-ande innovation dans cette invention est la résolution du problème des grands espaces occupés par les champs photovoltaïques classiques contrairement a celui-ci qui de plus permet de valoriser des espaces libres non utilisés jusqu'à ce jour. Il f arn 1i lera it aussi l'interconnexion des pays africains à travers des réseaux terrés alimentes par du soiane pholovoltaïque ou mixte énergétique.Thus according to the invention and according to the two modes of the power source system The Curvilinear and Linear Photovoltaic Pole (CPCL.), a rail network could operate autonomously with photovollmque energy as the only source; and an airport. aerodrome or agricultural farm could also be completely independent of the national network or covered for more than half of its energy needs. The greatest innovation in this invention is the resolution of the problem of the large spaces occupied by conventional photovoltaic fields, unlike this one which, moreover, makes it possible to enhance free spaces not used to date. It would also close the interconnection of African countries through earthed networks powered by solar power or mixed energy.

Celle invention est une innovation dans la fourniture d'énergie pholovoltaïque pour des applications aux réseaux ferrés, aux communautés, aux aéroports et aux fermes agricoles avec l’exploitât ion des espaces libres sur des voies de communication et des clôtures ou périmètres de protection. Il est dénommé Champ Photovoltaïque Curviligne et Linéaire (CPCL).This invention is an innovation in the supply of photovoltaic energy for applications in railway networks, communities, airports and agricultural farms with the exploitation of free spaces on communication routes and fences or protective perimeters. It is called Curvilinear and Linear Photovoltaic Field (CPCL).

Claims

1. Energy supply device, characterized in that it comprises a Curvilinear and Linear Photovoltaic Field (CPCL) (10) arranged along highways, railways (9), perimeters of agricultural farms, airports or any other limited perimeter thus making it possible to solve the problem of the need for the use of large hectares by photo voltaic solar fields.

2. Device according to claim 1, characterized in that the CPCL (10) along the tracks such as railway tracks (9) (or any other track and perimeter) comprises several substations / sub-central or stations (5) of recharges ultra-fast electric cars, several blocks (4), PV solar panels (2), mounted in series on a pillar (3), conduction cables (1), a DC-DC Converter - Regulator ( 6), an anti-return diode (14), a storage system (15) and an acquisition unit/transformer (16).

3. Device according to claim 2, characterized in that the sub-stations/sub-power stations or stations (5) for ultra-fast electric recharging for electric cars are more or less than 37 km apart, depending on the need, which ensures the supply of energy to trains, to the station ( 11 ) and to the surrounding communities in the event of the absence of a train (or on the motorway) with a maximum power of at least 25 MWp.

4. Device according to claim 2, characterized in that each sub-station/sub-central or ultra-fast charging stations (5) is powered by several blocks (4) comprising photovoltaic (PV) panels (2), cables (1), a rammer (3).

5. Device according to claim 3, characterized in that each block (4) comprises four PV solar panels (2), mounted on a pillar and connected in series by conduction cables (1).

6. Device according to claim 4, characterized in that it comprises a PV solar panel (2) of 360 Wp for example, a maximum output voltage of 36 V and a maximum intensity of 10 A for example.

7. Device according to claims 2, 3 and 4, characterized in that it comprises a set of blocks (4) (176 = 2x88 for example) connected in series (BCS) (12) on either side of the channels railways (9) or highways, for example, thus being able to deliver a maximum voltage of 25 kV DC for example.

8. Device according to claims 2, 3 and 4, characterized in that it comprises a set of BCS (12) (100 for example) mounted in parallel (BCP) (13), along the railway tracks (9), motorways, around agricultural farms or airports (17) capable of delivering a DC current (1 kA for example).

9. Device according to claims 2 and 7, characterized in that it comprises anti-return diodes (14) to ensure the flow of current in the same direction.

10. Device according to claims 2, 6 and 7, characterized in that it comprises a DC-DC converter/regulator (6) for controlling the input power in the storage system (15).

11. Device according to claims l and 2, characterized in that it comprises a storage system (15) composed of batteries or fuel or hydrogen cells, the charge of which is ensured during the day by the CPCL (10) , to facilitate the autonomy of the system during certain periods.

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12. Device according to claims 2 and 10, characterized in that it comprises a DC-AC transformer/data acquisition unit (16) if necessary, thus facilitating connection with the network or any other device requiring conversion to AC .

13. Device according to claims 1, 2 and 3, characterized in that it comprises a security and maintenance system composed of surveillance cameras (7) every 300 meters or

10 plus to ensure the safety of the CPCL (10), people and property and a monitoring screen (8) in each sub-station/sub-central (5).

14. Device according to claim 1, characterized in that the CPCL (10) can be deployed along fences, specifically those of airports (17), agricultural farms and any other infrastructure, thus making it possible to supply powers ranging from kilowatts peak (kWp) to

15 Megawatts peak (MWp).