FR2976980A1 - Boite de vitesse a vent - Google Patents

Abstract

L'invention, objet de ce brevet, est une boîte de vitesse à vent dans laquelle est installée une turbine éolienne et qui lui sert de carénage. La turbine est alimentée en vent par un système de volets et de guides formant convergent ou divergent, régulant ainsi la vitesse et le débit du flux d'air. Dans la configuration convergente, la plus fréquente, les pales de turbine se trouvent placées dans le col d'un dispositif type Venturi. L'évacuation de l'air se fait par un canal divergent raccourci grâce à l'installation d'un canal périphérique dont l'étranglement produit un flux d'air de vitesse supérieure à celle de l'air dans le divergent. L'ensemble est commandé si nécessaire par une centrale girouette anémomètre.

Description

Domaine technique : La présente invention concerne l'utilisation du vent comme énergie motrice et pour la production d'électricité. Des moulins à vent aux éoliennes modernes, de nombreux progrès techniques ont été apportés, mais la technologie est limitée par la variabilité du vent en direction et en force. C'est cette variabilité que la présente invention ambitionne de maîtriser.

Etat de la technique antérieure : De nombreux modèles d'éoliennes sont disponibles sur le marché. Pour la majorité, une hélice à axe horizontal est montée sur une nacelle orientée dans le sens du vent. Le flux d'air utile correspond au diamètre balayé par les pales qui le dévient dans le sens centrifuge provoquant une perte de rendement. Les éoliennes sont montées sur des mats de grande hauteur et l'ensemble, parfois gigantesque, est fragile et doit être mis en drapeau par vent fort. Les vitesses de rotation sont faibles, surtout en comparaison avec la vitesse de rotation du générateur électrique ; compte tenu de la taille, les vitesses en bout de pales sont cependant élevées. Certains modèles récents de petite taille sont carénés revendiquant le bénéfice de l'effet Venturi sans en avoir l'ensemble des caractéristiques ; d'autres ont un double rotor pour tirer bénéfice de la vitesse de vent résultante après passage dans le premier rotor. Les éoliennes à axe vertical sont indépendantes de la direction du vent, mais les pales doivent d'abord lutter contre le vent avant d'être propulsées par lui. Malgré un dessin de pale sophistiqué, une machine à 3 pales à 120°, la surface efficace n'est que la moitié de la surface brute d'une pale. Il est admis quel les éoliennes de type Darrieus sont pénalisées par leur démarrage difficile par vent faible et leur faible rendement, alors que les modèles type Savonius souffrent de leur poids. De nombreux brevets ont été déposés proposant des dispositifs imaginatifs et audacieux pour améliorer les techniques existantes. Le domaine des hautes vitesses pourtant développé dans les turbines aéronautiques n'a pas été considéré.

Cette technologie souffre de quatre problèmes principaux : - La faiblesse des rendements, déjà limités par la loi de Betz à 59%, corrigé du rendement de l'hélice et des rendements mécaniques et électriques, ce qui ramènent le total à 35%. - Les nombreux compromis imposés aux concepteurs par la nature changeante du vent en direction et en force, son ralentissement au sol, l'influence des différents obstacles, l'encombrement et la différence de vitesse entre le vent et la génératrice. - La faiblesse du temps de fonctionnement, évident à tout observateur. Les modèles industriels actuels produisent entre 4 et 25 m/s de vent, avec un nominal à 12m/s et une mise à l'arrêt vers 50m/s. Or en Europe, les vitesses moyennes sont bien inférieures. La 2 statistique d'une station balnéaire du Languedoc montre que pendant 46% de l'année le vent est inférieur à 8,2 m/s. En conséquence, le temps de fonctionnement atteint à peine 15 à 200, alors que le stockage à grande échelle est impossible. - La taille et l'encombrement sont disproportionnés avec la puissance. Ce qu'on appelle le mini éolien fait déjà 1,5 m de diamètre sur un mat de 8m et la taille des engins destinés à la production de grosses puissances est rendue gigantesque par la mécanique des fluides. Pour l'exprimer simplement un vent de 10m/s transmet à une plaque d'un m2 une puissance théorique maximale d'environ 1 KW (en pratique 450Watts) et donc pour atteindre 1MW théoriques il faut une surface de 1000m2 soit un diamètre de 36m, que l'on va percher sur un mat de 80m. Autrement dit, pour 1MW avec 1m2 de surface, il faudrait une vitesse de vent de 100m/s, (360km/h) ou le tiers de la vitesse du son. Exposé de l'invention : Pour contrôler le vent, il faut le mettre en boîte et le canaliser; pour en tirer toute la puissance, il faut gérer son débit et sa vitesse. Atteindre ce but est possible en utilisant la mécanique des fluides, les technologies du nautisme et de l'aéronautique. Ces considérations ont entraîné la conception d'un dispositif caréné avec une ouverture à surface variable et un Venturi pour accélérer le vent. Ce dispositif théorique a débouché sur la présente invention concernant une machine faisant fonction de « boîte de vitesse à vent » qui capte le vent instantané en force et en direction et le restitue dans une direction, un débit et une vitesse sensiblement constants. La boite de vitesse à vent est particulièrement utile pour l'alimentation en vent d'une turbine éolienne destinée principalement mais pas exclusivement à la production d'électricité ou à défaut la force motrice. L'équipement correspondant à cette application est constitué de 6 parties complémentaires. Le schéma de fonctionnement est synthétisé dans la Figure 1, page 1/8 des dessins. 1. Une centrale composée d'une girouette et d'un anémomètre destinés à la mesure de la direction et de la vitesse du vent. Cet appareil, d'usage courant dans le domaine du nautisme, a pour rôle de fournir les informations nécessaires à la gestion du caisson décrit paragraphe 4 et des volets, diaphragmes, guides et secteurs le composant. 2. Un diaphragme ou des volets mobiles formant la face avant du caisson et destiné à réguler précisément le débit d'air admis. 3. Un by-pass destiné à conduire l'air vers la partie terminale du caisson sans passer dans la turbine éolienne. Ce by-pass est terminé par un étranglement destiné à accélérer la vitesse du vent pour former un flux rapide divergent autour de l'air sortant de l'éolienne ou de la turbine. Ce dispositif peut aussi permettre l'orientation automatique de l'ensemble dans le lit du vent. Le by-pass peut aussi être équipé de volets mobiles pour réguler débit et vitesse d'air ou fermer le conduit en cas de vent trop fort. 4. Un caisson statique ou mobile, qui forme aussi carénage de protection, a un rôle de « boîte de vitesse à vent » ; il peut être de forme de cylindre, de tube, de parallélépipède ou autre et est muni de plusieurs guides mobiles de forme adaptée destinés à former un canal de section constante ou variable conduisant le flux d'air vers la turbine ou l'éolienne objet du paragraphe 5 et ensuite vers la sortie. L'orientation du caisson dans le lit du vent est assurée par l'asservissement à la centrale du paragraphe 1, ou par le montage sur le caisson d'une dérive ou encore par l'effet du dispositif visé en 3. Le caisson est constitué de trois parties : 4-1 Dans la première partie et suivant la section des ouvertures et l'orientation des guides, la boîte à vent peut soit accélérer l'air admis par effet Venturi, soit le ralentir par sa forme divergente avant l'entrée de l'air dans l'éolienne. 4-2 La partie centrale est constituée du col de Venturi où est positionnée entièrement ou partiellement la turbine ou l'éolienne qui est conçue pour fonctionner avec un flux d'air à haute vitesse ; pour augmenter la vitesse, sa section est plusieurs fois inférieure à celle du diaphragme d'entrée quand il est totalement ouvert. Le col peut lui aussi être constitué par des parois ou guides mobiles dont en particulier l'axe central de la turbine. La paroi opposée mobile peut être formée par un ou plusieurs secteurs de même axe. La section de sortie est supérieure à celle du col, mais inférieure à celle du diaphragme grand ouvert. 4-3 La dernière partie présente d'autres ouvertures d'alimentation en air, de forme divergente ou non et de section et de longueur suffisante pour que la veine d'air à la sortie du dispositif retrouve les conditions de vitesse extérieure sans turbulence excessive. Ce dernier point essentiel au bon fonctionnement et à l'efficacité du Venturi, est assuré par un booster alimenté par le by-pass et constitué d'un étranglement conduisant, autour du flux d'air sortant de la turbine , une lame d'air dont la vitesse est intermédiaire entre la vitesse à l'extérieur et celle au col. Ce dispositif crée une dépression qui aspire l'air hors de la turbine et en augmente le rendement ; il permet aussi de réduire sensiblement la longueur du divergent de Venturi. 5. Une turbine/ éolienne à un ou plusieurs étages, à axe vertical ou horizontal dont la 30 conception est optimisée pour utilisation avec un vent sensiblement constant. Production et stockage de l'électricité produite ou le raccordement au réseau se traitent de la même manière pour les appareils construits suivant ce brevet que pour les machines existantes. Considérations techniques : La puissance fournie par l'air à une plaque qui lui est opposée est proportionnelle à la surface de 35 la plaque et au cube de la vitesse d'air. La vitesse du vent étant fixée, la gestion de la surface d'admission permet de gérer le débit entrant qui est proportionnel au produit de la vitesse par la surface (ou le carré du diamètre). Le débit étant constant dans une conduite, la surface offerte à l'écoulement d'air permet d'en gérer la vitesse. Le système Venturi avec une entrée convergente courte profilée, un col et un long divergent, est couramment utilisé pour augmenter la vitesse des fluides. Dans un montage typique, on observe : diamètre au col/diamètre d'entrée 13 0,6; angle du convergent 21°, angle du divergent 8°. Pour simplifier et pour un Venturi cylindrique, si le diamètre d'entrée est double de celui du col, la vitesse au col est 4 fois la vitesse du vent et la puissance 16 fois celle d'une éolienne de même diamètre, Si le convergent est court, le divergent est long de 3 à 7 fois le diamètre au col et son angle est 3 fois inférieur. Cette longueur, nécessaire pour que la veine d'air retrouve la vitesse du vent à l'extérieur sans turbulence excessive, est telle qu'aucun modèle actuel d'éolienne n'intègre ce dispositif, annulant par là l'effet Venturi revendiqué. Dans les turbines à gaz, compresseurs et turbines sont souvent à étages ; ce système peut aussi s'adapter au dispositif Venturi, permettant d'augmenter le rapport de vitesse. Au passage dans la turbine, le vent transfert une partie de son énergie cinétique au rotor ; la vitesse résiduelle peut être accélérée par un second Venturi qui cèdera une partie de son énergie cinétique dans un second étage de turbine. Simulation de fonctionnement d'une éolienne équipée de boîte de vitesse à vent de rapport 2. Pour cette simulation, on suppose une boîte à 3 positions : vitesse du vent doublée (X2), divisée par 2 (D2) ou simple guidage sans changement de vitesse (0). Vitesse Vent Eolienne classique boîte de vitesse Eolienne avec BV <2m/s 0 X 2 0 2 à 4 m/s 0 X2 50% 4 à 12m/s 50% X2 100% dès 6 m/s 12 à 24m/s 100% O 100% 24 à 48m/s 100% D2 100% 48 m/s à 96 m/s 0 D2 100% >96 m/s 0 fermé 0 Avec la répartition des vents de la station balnéaire citée plus haut (3% inférieur à 4,3m/s ; 51% de 4,3 à 8,1 m/s ; 36% de 8,1 à 12,5 m/s et 10% au dessus), on voit que la puissance nominale peut être délivrée dans 80% des cas quadruplant ainsi le temps de fonctionnement.

A titre d'exemple six modèles utilisant le principe de boîte de vitesse à vent sont décrits ci-dessous ; dans chacun des cas la centrale girouette anémomètre, disponible dans le commerce, n'est donc pas décrite. Il en est de même de l'asservissement des parties mobiles. D'autres modèles combinant ou améliorant ces modèles sont envisageables sur le même principe. Les six modèles proposés à l'appui de ce brevet font appel à des technologies connues et fiables ; leur coût de construction et d'entretien devrait être modéré. Ce coût étant amorti sur des durées de fonctionnement 4 fois supérieures, le prix du kWh électrique devrait être compétitif. La réduction de taille par rapport au gigantisme des modèles existants ainsi que la forte disponibilité permettent d'envisager de nombreuses applications industrielles : éoliennes domestiques individuelles ou collectives, petites éoliennes d'alimentation d'éclairage public, éoliennes nautiques, éoliennes pour véhicules automobiles ou trains et éoliennes de puissances pour site industriel ou alimentation du réseau électrique. Un premier modèle de réalisation comporte un stator fixe et des volets mobiles en périphérie ; il est décrit par la Fig 2 qui montre la circulation d'air dans une configuration courante. Fig4 et 5 montrent l'appareil vu en coupe diamétrale et de face. Le dispositif de principe objet du brevet peut être réalisé avec un stator cylindrique vertical fixe enserré dans deux plateaux circulaires horizontaux [42] réunis par des piliers fixés sur la circonférence qui servent d'axe de rotation [43] à des volets mobiles [44] à recouvrement (détail Fig 3). L'air est admis par ouverture des volets situés au vent. Cette ouverture est commandée par une centrale girouette anémomètre, de type classique. La girouette détermine les volets qui doivent être ouverts, en entrée et en sortie, et l'anémomètre commande le nombre de volets à ouvrir et leur angle en fonction de la vitesse du vent extérieur. Girouette et anémomètre ne sont pas représentés dans les dessins. Les volets d'entrée forment un canal convergent [45] vers la turbine. Le corps [51] de celle-ci forme la paroi intérieure du col de Venturi, alors que la paroi extérieure est constituée par un cylindre à secteur occultant [46] rotatif autour de l'axe de la turbine [53] mais indépendant d'elle; il est donc soit assujetti à une dérive d'éolienne surmontant le stator, non représentée, soit asservi à la centrale girouette anémomètre. Compte tenu de la stabilité du dispositif, un dessin à 16 volets réalisés par exemple en profilés aluminium ou fibre de verre semble bien adapté. Dans cette disposition, l'orifice ouvert du secteur rotatif est d'environ un demi-quadrant, alors que l'orifice de sortie est moitié plus petit. La circulation des veines d'air est matérialisée par les flèches. La génératrice électrique, non représentée est entraînée directement ou indirectement par l'axe de la turbine. Le nombre de pales [52] de la turbine et leur forme sont optimisés pour la plage de vitesse prévue pour l'éolienne par exemple entre 12 et 25m/s, pour un vent extérieur de 4 à 50 m/s. A la sortie de la turbine, l'air est canalisé dans le divergent [48] formé entre les volets dont la longueur est double de la largeur des ailettes de turbine. Pour améliorer l'efficacité de ce divergent, un dispositif booster le complète. Les volets ouverts à gauche et à droite forment un canal [33] avec la paroi extérieure du cylindre à secteurs occultant [46] et la paroi intérieure des volets fermés. Cet air est accéléré par l'étranglement [34] formé par les volets. Le pincement est calculé pour que la vitesse d'air soit sensiblement supérieure à celle de l'air sortant du divergent. La dépression ainsi créée améliore le rendement de la turbine.

Les éléments rotatifs de ce modèle sont tous légers. La solidité et la stabilité sont assurées par les 2 plateaux et les 16 axes statiques. Cependant l'écoulement de l'air ne peut être optimisé compte tenu de la forme des volets en segment de cylindre et des renflements des axes. La forme cylindrique permet une grande variété de tailles et donc de puissance pour l'intégration à l'habitat individuel ou collectif sans nécessiter de mât.

Un second modèle de réalisation correspond à une éolienne à axe horizontal Pouvant fonctionner avec des vents faibles, le modèle proposé Fig 6 et 7 peut être monté sur un mat à la façon traditionnelle ou installé en toiture. Le dispositif de boîte de vitesse à vent est adapté à une turbine éolienne [5], à un ou plusieurs étages, placée dans un cylindre horizontal [47] dont l'intérieur forme un canal Venturi. Les étages de turbine permettent de récupérer l'énergie cinétique résiduelle en sortie de l'étage précédent. Les derniers étages peuvent aussi être placés dans le divergent. Les pales [52] sont calculées en nombre et forme pour fonctionner dans un flux d'air canalisé et de vitesse relativement constante. Au vent de celui-ci et sur le même axe est placé un cône formant diaphragme [2] montré à secteurs [21] dans l'exemple; tout autre système assurant les mêmes fonctions pouvant le remplacer. Un convergent [41] accélère le vent à l'entrée du col, jusqu'à 4 fois la vitesse du vent, tandis que le divergent [48] dont la longueur est réduite à une fois le diamètre au col, n'assure ainsi qu'une réduction d'environ la moitié de la vitesse de sortie de turbine. Un dispositif type Venturi [3] est installé autour du divergent pour accompagner la décélération du flux d'air et améliorer la performance de la turbine.

L'ensemble monté rotatif sur un axe est auto directionnel ; il est cependant plus simple d'assurer l'orientation par la centrale girouette anémomètre qui commande ouverture et fermeture des secteurs du diaphragme en fonction de la force du vent. Ce modèle correspond, avec un encombrement réduit, à toutes les applications des éoliennes actuelles. Un troisième modèle de réalisation avec une éolienne à axe vertical auto directionnelle Le modèle décrit par les Fig 8, 9 et 11 est surmonté d'une girouette [11] solidaire du carénage, orientant l'ensemble dans le lit du vent. Les volets d'admission [22] sont rotatifs sur un axe vertical. Sur la figure 8 un des volets est représenté fermé et deux 100% ouverts. En cas de vent excessif, les quatre volets sont fermés protégeant ainsi la turbine avec le carénage [4]. Les guides [44] sont fixes et solidaires du carénage. La figure 8 montre la circulation des filets d'air. La turbine, dont les pales [52] sont en nombre et en forme verticale adaptée, tourne autour de l'axe [53]. La section comprise entre le corps de turbine et le carénage définit un col de Venturi de surface 4 fois inférieure à la section d'admission maximale et deux fois inférieure à la section d'entrée dans le divergent [48] ; ces valeurs ne sont données qu'à titre d'exemple, d'autres configurations pouvant être mieux adaptées au but poursuivi. Avec un seul volet ouvert à 50% par vent fort, la vitesse du vent sera réduite d'environ 50% avec 2 volets ouverts et par vent V, la vitesse au col sera multipliée par 1,4. Par vent faible, tous volets grands ouverts, la vitesse au col devrait être environ 2V et 1,4V en sortie de turbine. Le profil du booster [3] a été dessiné de manière à multiplier la vitesse du vent par 2 ; il produit ainsi une lame d'air rapide autour du flux sortant du divergent [48] qui par effet de dépression assure le bon rendement du système aéraulique. La puissance électrique attendue de ce modèle est de l'ordre du kW, La figure 10 montre une variante à deux rotors, le second étant alimenté par un conduit convergent à la sortie de la première turbine par la fermeture du volet . Ce modèle rudimentaire, qui a la forme d'une grosse boîte (par exemple 50x65x70cm, soit la dimension d'un radar), est adapté par exemple à un usage nautique. Le carénage de la turbine permet un positionnement en tête de mât surmontée d'un anémomètre et d'une girouette ou sur la partie avant du mât à une hauteur où il ne gêne pas les manoeuvres et où le vent est déjà accéléré entre génois et grand voile. Un quatrième modèle de réalisation comporte une éolienne verticale à évacuation horizontale Une turbine à axe vertical est placée dans un carénage formant Venturi. Les dessins 12,13 et 14 montrent une version préférée de ce modèle. Le dessin circulaire permet à l'éolienne de fonctionner quelle que soit la direction du vent. Un cylindre vertical coulissant [22] muni d'une bavette forme convergent avec le chapeau [42] et permet de régler le débit d'air admis en fonction de la force du vent par un asservissement adéquate mécanique, électrique ou autre. Des guides verticaux [44] au nombre de huit dans l'exemple, solidaires du corps [4] permettent de canaliser le flux d'air dans 3 à 4 secteurs suivant l'incidence du vent. La surface d'admission est fonction de la hauteur entre chapeau et coulissant, du diamètre du chapeau [42], du coefficient d'ouverture du cylindre coulissant et de l'incidence du vent. La surface d'entrée au col de Venturi annulaire [47] est proportionnelle à la différence des carrés des diamètres interne et externe ; dans l'exemple elle est 4 fois inférieure à la valeur d'entrée maximale. En conséquence la vitesse au col est 4 fois supérieure à la vitesse du vent extérieur aux pertes de charge près. La turbine, dont le moyeu [53] est solidaire de l'axe qui entraîne la génératrice électrique, est pourvue d'environ 16 pales [52] inclinées à environ 45° ; elle est placée dans le col de Venturi cylindrique et montrée ici à deux étages à sens de rotation opposés. La section dans le col est constante, mais augmente progressivement dans le divergent [48]. L'air déjà ralenti par le transfert d'énergie à la turbine se trouve à une vitesse double du vent. Un dispositif [35] de type Venturi circulaire est placé à la base de l'ensemble ; il est lui aussi découpé en secteurs par des parois verticales [32] au nombre de huit et dont les positions correspondent aux 8 parois verticales [44]. Son ouverture est dimensionnée de façon à admettre un débit d'air comparable à celui traversant la turbine et qui après accélération dans le convergent multiplie par 4 la vitesse d'air; la dépression ainsi créée assure l'évacuation du flux d'air par le divergent [35]. Le modèle présenté, qui devrait fournir une puissance théorique de 500W pour un vent de 5m/s, a un encombrement de 70x80 cm et pourrait être installé en haut d'un mât pour l'alimentation d'un lampadaire d'éclairage public, chaque lampadaire devenant indépendant, ou d'un voilier. Un cinquième modèle de réalisation concerne un groupe d'éoliennes verticales de puissance.

Pour fournir des puissances électriques de 100KW à iMW, les vitesses d'air doivent atteindre 50 à 100m/s sur une plaque de lm'. Ces vitesses, courantes dans les turbines à gaz, sont mal connues dans le domaine des éoliennes. La dépression qui accompagne l'augmentation d'énergie cinétique est très importante et nécessite une construction étanche et résistante. Le modèle proposé est une application du présent brevet au domaine des éoliennes de puissance. Seuls des essais en soufflerie permettraient la validation du modèle. Les figures 15 et 16 décrivent le dispositif. L'ensemble est monté sur une base circulaire [42] qui porte en périphérie des volets [22] rotatifs autour d'un arbre et commandés par les indications d'une centrale girouette anémomètre. Huit turbines verticales [5] sont montées à 45° les unes des autres ; cet ensemble est fixe et est complété au sommet et à la base par un ensemble convergent divergent [3] destiné à l'évacuation finale de l'air ayant traversé le dispositif. Quelle que soit l'incidence du vent, les volets permettent toujours d'admettre un flux d'air dans une section dont la surface varie de 0 zéro à 4 fois supérieure à la section des turbines [5] du premier étage balayée par les ailettes. Dans chacune des 4 turbines, le vent a été accéléré 4 fois. L'air est alors dirigé par le canal [5] vers la turbine centrale [54] qui forme le deuxième étage. Celle-ci a les mêmes dimensions que les turbines [5] mais ses ailettes sont hélicoïdales afin de conduire l'air verticalement vers le haut et vers le bas. Les sections sont calculées pour que la vitesse d'air soit à nouveau théoriquement quadruplée provoquant une forte dépression. L'air est alors admis dans les turbines de décélération [55] situées dans un canal divergent, puis expulsé vers le Venturi [3] formé entre deux disques partiellement reliés par des supports verticaux canalisant l'air. L'air admis dans le Venturi voit sa vitesse augmentée à une valeur supérieure à la vitesse résultante en sortie des turbines [55]. Le rapport puissance électrique par rapport au volume occupé est tel qu'un cube de 10m de côté a une puissance théorique de l'ordre d'1MW, ce qui correspond aux besoins industriels. La possibilité de construire des équipements compacts délivrant une puissance moyenne et à moindre coûte ouvre la perspective d'une installation sur socle ou en haut de poteau et l'intégration dans un réseau de distribution électrique pour fournir localement au réseau d'électricité des appoints substantiels au même titre qu'un transformateur. La généralisation du système pourrait changer l'arborescence des réseaux actuels en réseaux cellulaires sur le modèle des réseaux de téléphone mobile en augmentant la fiabilité et réduisant les pertes en ligne.

Un sixième modèle de réalisation concerne l'application du brevet aux moyens de transport, Pour les véhicules automobiles, leur vitesse équivaut à une vitesse d'air élevée qui est stable en direction, souvent déjà capté pour la ventilation, et la vitesse est affichée. Pour une automobile roulant à 50km/h (14m/s), une turbine avec des pales de 20cmx25cm fournirait une puissance théorique de plus de 150 Watts équivalente à celle d'un alternateur. A 130km/h (36m/s) la puissance théorique atteint 2800 Watts. Une boîte de vitesse à vent avec bouche d'aération de section double multiplie ces puissances par 8 ; cet apport d'énergie peut réduire la consommation ou recharger le stock. L'ensemble peut être placé devant le radiateur ou dans le toit et avec deux turbines verticales (hauteur 25, diamètre 40) placées côte à côte mesurerait 1m de long. Pour les chemins de fer, la vitesse des TGV de 180 à 360km/h (50 à 100m/s) permet d'envisager avec une entrée d'air de taille compatible (50x280) une puissance de 500kW qui viendrait en déduction de la puissance électrique appelée de 6400 à 8800kW des trains actuels. 25 30 35

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de maîtrise du vent destiné à alimenter une éolienne, caractérisé par le fait qu'il comprend un rotor central constitué d'une éolienne ou turbine [5] à axe horizontal ou vertical, entouré d'un carénage mobile [4] constituant protection du rotor et équipé de volets mobiles [22] régulant le débit d'air admis et de guides et conduits internes [44] formant Venturi avec convergent et divergent, destiné à réguler la vitesse d'air de manière à la rendre sensiblement constante, quelle que soit la vitesse extérieure du vent. L'ensemble étant calculé de manière à augmenter la vitesse d'air pour optimiser la puissance électrique par unité de surface.
2. 2. Dispositif suivant la revendication 1 dont le divergent de Venturi [42] est partiellement remplacé par un flux d'air extérieurement concentrique ou latéral de vitesse supérieure produit par un étranglement approprié [34].
3. 3. Dispositif suivant revendications 1 ou 2 relié à une centrale girouette anémomètre [1], ou tout autre système, alimentant en données un automate de gestion des volets [22] et, ou des guides d'air [44] [46], destiné à l'optimisation du fonctionnement du rotor central en fonction de la direction et vitesse du vent extérieur.
4. 4. Dispositif suivant revendications 1, 2 ou 3 caractérisé par le fait qu'il comporte plusieurs étages de turbine [5], soit à la sortie du convergent [45], soit à l'entrée du divergent [48], soit les deux.
5. 5. Dispositif suivant revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que son rapport puissance électrique par rapport au volume occupé, permet l'installation sur socle ou sur poteau et l'intégration dans un réseau de distribution électrique au même titre qu'un poste de transformation.
6. 6. Dispositif suivant revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il est installé sur un véhicule afin de contribuer à son alimentation électrique.