OA21516A

OA21516A - Functional solar concentration device incorporating a wind and rainwater droplet concentrator.

Info

Publication number: OA21516A
Application number: OA1202300516
Authority: OA
Inventors: SANFO Stanislas Docteur
Original assignee: SANFO Stanislas Docteur
Filing date: 2023-11-29
Publication date: 2024-07-31

Abstract

L'invention repose sur une nouvelle solution optomécanique qui permet d'incorporer la fonction de concentrateur de courants d'air et/ou de courants d'eau de pluie pour la génération d'énergie électrique. Il s'agit de proposer un dispositif à concentration de soleil, de vent et d'eau de pluie composé de modules capables de produire une énergie électrique additionnelle pendant et en dehors des périodes d'ensoleillement et de collecter des gouttes d'eau, exploitable notamment pour le nettoyage ou le reverdissement. Ces modules ont pour but également d'améliorer la capacité à évacuer les courants d'air qui génèrent des forces de pression entraînant habituellement l'oscillation des concentrateurs cylindro-paraboliques classiques. L'invention peut être adoptée pour la construction d'un CSP ou d'un CPV, offrant un avantage concurrentiel par rapport à l'état de la technique antérieure, en induisant la réduction du coût moyen actualisé de l'énergie produite annuellement.The invention is based on a new optomechanical solution that allows the incorporation of the function of concentrator of air currents and/or rainwater currents for the generation of electrical energy. It is a question of proposing a device for concentrating sun, wind and rainwater composed of modules capable of producing additional electrical energy during and outside periods of sunshine and of collecting water drops, usable in particular for cleaning or regreening. These modules also aim to improve the capacity to evacuate air currents that generate pressure forces usually causing the oscillation of conventional parabolic trough concentrators. The invention can be adopted for the construction of a CSP or a CPV, offering a competitive advantage compared to the state of the prior art, by inducing the reduction of the average actualized cost of the energy produced annually.

Description

. · La présente invention se situe dans le domaine des énergies renouvelables. Elle :. · The present invention is in the field of renewable energies. It:

concerne un dispositif Opto-mécanique destiné à l’exploitation combinée' du soleil, du .concerns an Opto-mechanical device intended for the combined exploitation of the sun, the .

vent et de la pluie pour la génération d’énergie électrique. Elle se rapporte plus ’ précisément à un concentrateur solaire qui'incorpore un concentrateur éolien, un <5 collecteur d’eau de pluie et un. système de contrôle associé à un mécanisme / • d’alignement du collecteur pour l'interception de l’une ou l’autre de ces trois . ressources. ... ... . . .wind and rain for the generation of electrical energy. It relates more specifically to a solar concentrator that incorporates a wind concentrator, a rainwater collector and a control system associated with a collector alignment mechanism for the interception of one or other of these three resources. ... ... . . .

. Les collecteurs primaires à réflexion composent la majorité des systèmes solaires à concentration.' Ils comprennent les concentrateurs cylindro-paraboliques classiques 10 et ses dérivés correctifs qui sont des améliorations de la géométrie initiale du réflecteur visant à corriger des erreurs et aberrations, de diverses natures, chromatiques, convergences, pour ne citer que ces deux. Ils permettent de faire réaliser aux rayons solaires une première ou une unique étape de concentration avant de converger vers un ou plusieurs récepteurs où le rayonnement intercepté est converti sous d’autres 15 formes d’énergie : mécanique, électrique ou thermique. Ils sont particulièrement appréciés dans la fabrication des systèmes à concentration solaire en raison de leurs propriétés à augmenter la densité du rayonnement provenant du soleil pour alimenter un récepteur.. Primary reflection collectors make up the majority of concentrated solar systems. They include classic parabolic trough concentrators 10 and their corrective derivatives which are improvements to the initial geometry of the reflector aimed at correcting errors and aberrations of various natures, chromatic, convergence, to name just these two. They allow the solar rays to perform a first or a single concentration step before converging towards one or more receivers where the intercepted radiation is converted into other forms of energy: mechanical, electrical or thermal. They are particularly appreciated in the manufacture of concentrated solar systems because of their properties of increasing the density of radiation coming from the sun to power a receiver.

Du brevet US5254876 du 19 octobre 1993, il est connu un générateur combiné solaire 20 et éolien comprenant un générateur éolien, sensible au flux de courants d'âir, pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. L’éolienne comprend une pluralité d'aubes d'engagement en forme de spirale d'air qui sont supportées de manière rotative par l'éolienne et fonctionnent pour intercepter le flux de courants d'air afin de produire de l'énergie mécanique. L'éolienne comprend également un appareil 25 générateur électrique couplé à la pluralité d'aubes d'engagement d'air, pour transformer l'énergie mécanique en une première source d'énergie électrique. Une pluralité de cellules photosensibles, disposées à proximité des aubes d'engagement d'air formées en spirale, sont adaptées pour transformer l'énergie lumineuse en une seconde source d'énergie électrique. .....From US5254876 of October 19, 1993, there is known a combined solar and wind generator comprising a wind generator, responsive to the flow of air currents, for converting mechanical energy into electrical energy. The wind generator comprises a plurality of spiral-shaped air engagement vanes which are rotatably supported by the wind generator and operate to intercept the flow of air currents to produce mechanical energy. The wind generator also comprises an electrical generator apparatus coupled to the plurality of air engagement vanes, for transforming the mechanical energy into a first source of electrical energy. A plurality of photosensitive cells, disposed proximate to the spiral-shaped air engagement vanes, are adapted to transform light energy into a second source of electrical energy. .....

II est également connu du brevet WO/2010/098656 du 02 septembre 2010, un collecteur solaire, éolien et d'eaux pluviales. Le collecteur éolien'hybride comprend . une aube directrice à augmentation de puissance et une éolienne partageant un axe duplicata ' . 27 7 . 77 7.. 21516 ··...· 7. ·, '·.·. - 7 ^; 2 7 77 · ' .Also known from patent WO/2010/098656 of September 2, 2010 is a solar, wind and rainwater collector. The hybrid wind collector comprises . a power-enhancing guide vane and a wind turbine sharing a duplicate axis ' . 27 7 . 77 7.. 21516 ··...· 7. ·, '·.·. - 7 ^; 2 7 77 · ' .

7. 7 · . ’ central avec l'aube directrice. La nouvelle aube directrice à augmentation de puissance possède une traversée dé paroi supérieure et une traversée de .paroi inférieure • . ' inclinées selon un angle compris entre 2 et 75 degrés par rapport au plan horizontal’.. ..7. 7 · . ’ central with the guide vane. The new guide vane with increased power has an upper wall crossing and a lower wall crossing • . ' inclined at an angle of between 2 and 75 degrees relative to the horizontal plane’.. ..

· L'aube directrice à augmentation, de puissance crée un. effet Venturi qui permet ; · 5 7d'accroître la vitesse.du vent pénétrant dans l'éolienne et de collecter· plus d'énergie ' éolienne. Un panneau solaire ou un Concentrateur solaire se trouve sur la partie . supérieure de la traversée de paroi supérieure. Sont également présents un passage ‘ et un compartiment de stockage pour les eaux pluviales, s'écoulant depuis la traversée . de paroi supérieure en direction.desdits passage et compartiment de stockage pour les eaux pluviales. ’ . ’ ’· The power-increasing guide vane creates a Venturi effect that increases the wind speed entering the wind turbine and collects more wind energy. A solar panel or solar concentrator is located on the upper part of the upper wall feedthrough. Also present is a passage and a storage compartment for rainwater, flowing from the upper wall feedthrough towards said passage and storage compartment for rainwater.

Cependant, dans le domaine de la technologie des systèmes à concentration solaire, le défi majeur est d’abaisser le coût global actualisé de revient de l’énergie électrique produite par une installation, à l’exemple d’une centrale conventionnelle à concentration solaire. Pour se faire, une première contrainte est d’augmenter la 15 capacité de production d’électricité d’une même installation tout en limitant l’investissement en matériel, en espace d’installation et en entretien. Dans ce sens, une limitation des collecteurs solaires classiques est qu’ils n’ont aucune capacité de production ou d’utilité en dehors des périodes d’ensoleillement. De ce fait, aucune production d’énergie n’est obtenue de cette technologie, qui occupe généralement de ^:20 vastes superficies, durant les périodes de non ensoleillement qui représentent plus de 60% du temps d’exposition de l’installation dans l’année en considérant les périodes nocturnes et de pluie. Il y a également’ que les collecteurs classiques subissent des ’ oscillations mécaniques en présence de forts coups de vent. Ces oscillations, suivant -leurs degrés, écartent le collecteur d’un alignement parfait avec le soleil, conduisant à 25 une chute rapide et récurrente de la productivité du système de concentration de plus de 90% au-delà d’un angle caractéristique du système de concentration appelé angle . d’acceptation. Cet angle d’acceptation est un facteur crucial de performance typique des systèmes à concentration solaire réalisé à partir du collecteur primaire et qui varieHowever, in the field of solar concentration technology, the major challenge is to lower the overall actualized cost of the electrical energy produced by an installation, such as a conventional solar concentration power plant. To do this, a first constraint is to increase the 15 electricity production capacity of the same installation while limiting the investment in equipment, installation space and maintenance. In this sense, a limitation of conventional solar collectors is that they have no production or utility capacity outside of periods of sunshine. As a result, no energy production is obtained from this technology, which generally occupies ^: 20 large areas, during periods of non-sunshine which represent more than 60% of the installation's exposure time in the year considering the night and rain periods. There is also that conventional collectors undergo mechanical oscillations in the presence of strong winds. These oscillations, depending on their degrees, move the collector away from perfect alignment with the sun, leading to a rapid and recurring drop in the productivity of the concentration system of more than 90% beyond a characteristic angle of the concentration system called the acceptance angle. This acceptance angle is a crucial performance factor typical of solar concentration systems made from the primary collector and which varies

- . d’un système dé concentration à l’autre. Habituellement, plus le système de . . concentration possède un facteur de concentration élevé, plus son domaine- . from one concentration system to another. Usually, the higher the concentration factor of the . . concentration system, the larger its domain

.. -d’acceptation angulaire est étroit. Le bon alignement du collecteur est généralement ' . 7 ______ adressé, soit en renforçant la structure porteuse, avec pour incidence, négative d’élever.. - angular acceptance is narrow. Proper alignment of the collector is generally ' . 7 ______ addressed, either by reinforcing the supporting structure, with the negative incidence of raising

- . . les coûts d’implantation ; soit en fractionnant le collecteur en plusieurs: réflecteurs- . . the installation costs; either by dividing the collector into several: reflectors

DUPLICATA ' .DUPLICATE' .

^; A- ^:21516^j espaces pour favoriser la circulation· de l’air, avec pour effet non désirable de conduire : ' à une distribution interrompue de l’irradiation aumiveau du récepteur L’interruption de la distribution de l’irradiation est un problème d’optique qui pourrait affecter la performance d’un récepteur photosensible, principalement pour les systèmes CPVqui ' emploient des récepteurs photoélectriques en lieu et place de récepteurs thermiques adoptés pour lès systèmes CSP. Lé manque de ressources en eau pour assurer le . nettoyage des réflecteurs, à l’exemple des tours solaires de NourI et Nour II installées · dans le désert Marocain. Ce cas particulier est adressé en installant des champs de concentrateurs solaires directement à la surface d’une- retenue d’eau naturelle ou 10 artificielle, où en réalisant des forages. ' ' ’ ^; A- ^: 21516 ^j spaces to promote air circulation, with the undesirable effect of leading to: ' an interrupted distribution of irradiation at the receiver level Interruption of irradiation distribution is an optical problem that could affect the performance of a photosensitive receiver, mainly for CPV systems that use photoelectric receivers instead of thermal receivers adopted for CSP systems. The lack of water resources to ensure the cleaning of reflectors, such as the NourI and Nour II solar towers installed in the Moroccan desert. This particular case is addressed by installing solar concentrator fields directly on the surface of a natural or artificial water reservoir, or by drilling. '''

Les collecteurs.sont assujettis aux dépôts de poussière durant les périodes d’inactivité où la concavité d’un collecteur primaire à réflexion, de type classique, habituellement tournée vers le haut, le prédispose à la salissure. Ce dépôt de poussière est préjudiciable pour la durée de vie et les performances à long terme des réflecteurs.Collectors are subject to dust deposits during periods of inactivity where the concavity of a conventional type of primary reflection collector, usually facing upwards, predisposes it to soiling. This dust deposit is detrimental to the life and long-term performance of the reflectors.

L’inspection, l’entretien ou le nettoyage d’un collectèur classique est une opération difficile à mener manuellement car des positions élevées de travail se font nécessaires pour accéder aux réflecteurs. Ces opérations peuvent être à risque durant la journée où la visibilité sur les réflecteurs est naturellement bonne mais, la présence du soleil fait encourir des risques d’éblouissement ou de brûlure. Le nettoyage par le dessus entraîne de plus grandes abrasions de la surface réfléchissante affectant leurs durées de vie. De même, un arrêt de la poursuite du soleil, pendant que le soleil est toujours en mouvement, entraîne une perte de contrôle, durant une longue durée, sur la direction des rayons réfléchis. Cette perte de contrôle est d’autant plus prononcée que l’angle d’ouverture du collecteur est faible. Dans la pratique, la poursuite du soleil est appliquée du lever au coucher du soleil, afin d’éviter les phénomènes d'éblouissement que causerait le non alignement du concentrateur avec le soleil. Par contre, l'opération d'arrêt de la poursuite quelques heures avant ou après le coucher du soleil èst une manoeuvre qui pourrait s'avérer bénéfiques. Cela se justifie du fait de la forte baisse de l'irradiation à ces heures, associée à cela une faible composition en rayonnements directs.· L'autre alternative, qui consisterait à considérer de grands angles d'ouverture afin de contenir les éblouissements, conduit, quant à elle, à des collecteurs de grandesInspecting, maintaining or cleaning a conventional collector is a difficult operation to carry out manually because high working positions are necessary to access the reflectors. These operations can be risky during the day when visibility on the reflectors is naturally good, but the presence of the sun poses risks of glare or burns. Cleaning from above causes greater abrasion of the reflective surface, affecting their service life. Similarly, stopping sun tracking while the sun is still moving causes a loss of control over the direction of the reflected rays for a long time. This loss of control is all the more pronounced when the collector's opening angle is small. In practice, sun tracking is applied from sunrise to sunset, in order to avoid glare phenomena that would be caused by the non-alignment of the concentrator with the sun. On the other hand, the operation of stopping the tracking a few hours before or after sunset is a maneuver that could prove beneficial. This is justified by the sharp drop in irradiation at these times, associated with a low composition of direct radiation. The other alternative, which would consist of considering large opening angles in order to contain glare, leads, for its part, to collectors of large

L.L.. profondeurs qui posent d'autres difficultés. Notamment, comme difficultés on peut „ -énumérer pour la réalisation d'un champ de concentrateurs,.l'espacement plusL.L.. depths which pose other difficulties. In particular, as difficulties one can „ - list for the realization of a field of concentrators,. the greater spacing

DUPLICATA ' ' .·.· ' ' ': . ' ... · 4 ' . ... . ..· · . important à considérer entre les collecteurs dont les ombres portées .au voisinage · s’étendent, davantage avec leurs hauteurs respectives. On peut évoquer aussi . l’adaptation plus complexe des géométries profondément incurvées en direction du soleil dans la réalisation de toitures ou de parasol qui ont plus couramment dés 5 . géométries incurvées en direction opposée au soleil'. · · ? . .DUPLICATE ' ' .·.· ' ' ': . ' ... · 4 ' . ... . ..· · . important to consider between collectors whose shadows cast .in the vicinity · extend, more with their respective heights. We can also mention . the more complex adaptation of deeply curved geometries in the direction of the sun in the realization of roofs or parasols which more commonly have 5 . curved geometries in the opposite direction to the sun'. · · ? . .

C’est dans le but de remédier à bon nombre de ces difficultés que le présent dispositif . ' ' propose dés moyens et/ou méthodes d’élargir les fonctions des concentrateurs primaires cylindro-paraboliques à réflexion, sans pour autant perturber leur principale fonction optique de concentration focalisant des rayons du soleil. Il s’agit de proposer 10 un dispositif à concentration de soleil, de vent et d’eau de.pluie composé de modules capables de produire une énergie électrique additionnelle pendant, et en dehors des. périodes d’ensoleillement et de collecter des gouttes d’eau, exploitable notamment pour le nettoyage ou le reverdissement. Ces modules ont pour but également d’améliorer la capacité à évacuer les courants d’air qui génèrent des forces de pression 15. entraînant habituellement l’oscillation des concentrateurs cylindro pàraboliques classiques.It is with the aim of remedying many of these difficulties that the present device . ' ' proposes means and/or methods of expanding the functions of primary reflecting parabolic trough concentrators, without disturbing their main optical function of concentrating and focusing the sun's rays. This involves proposing 10 a sun, wind and rainwater concentration device composed of modules capable of producing additional electrical energy during and outside periods of sunshine and of collecting water droplets, usable in particular for cleaning or re-greening. These modules also aim to improve the capacity to evacuate air currents which generate pressure forces 15. usually causing the oscillation of conventional parabolic trough concentrators.

L’invention repose sur une nouvelle solution opto-mécanique qui permet d’incorporer la fonction de concentrateur de courants d’air et/ou de courants d’eau de pluie. A la différence, de la large gamme de collecteurs primaires existants, notre invention 20 permet de mimer la fonction optique principale d’un collecteur primaire linéaire pris comme référence, pour fournir un substitut qui incorpore les options de cogénération additionnelle d’énergie (mécanique ou électrique) par concentration des flux d’air descendant ou ascendant et par concentration des gouttes de pluie. Le collecteur de référence peut être cylindro-parabolique ou un dérivé correctif.The invention is based on a new opto-mechanical solution that allows to incorporate the function of concentrator of air currents and/or rainwater currents. Unlike the wide range of existing primary collectors, our invention 20 allows to mimic the main optical function of a linear primary collector taken as a reference, to provide a substitute that incorporates the options of additional cogeneration of energy (mechanical or electrical) by concentration of descending or ascending air flows and by concentration of raindrops. The reference collector can be cylindro-parabolic or a corrective derivative.

Nous entendons par opto-mécanique, la combinaison de propriétés optiques d’une part et mécaniques d’autre part. .By optomechanics we mean the combination of optical properties on the one hand and mechanical properties on the other.

Pour une telle opération, il est nécessaire de trouver une approche pour conserver la ' fonction optique du collecteur optique de référence et combiner les fonctions mécaniques destinées à la concentration éolienne et hydraulique!. Pour ce besoin, une „ ‘ 30 approche a été adoptée pour réaliser des imitations optiques dè collectèurs ou de systèmes de concentration, que nous nommerons dans' la suite : méthode de ......For such an operation, it is necessary to find an approach to preserve the optical function of the reference optical collector and combine the mechanical functions intended for wind and hydraulic concentration!. For this need, an approach has been adopted to realize optical imitations of collectors or concentration systems, which we will call in the following: method of ......

DUPLICATA ; ;<··' y?’-·yçf <21516 ' ' . . '. ' ·. ' . ‘ . . . 5 · ·..·. '. ; . ./.reproduction optique par reconstruction décalée. La méthode de reconstruction optique par reproduction décalée Considère suivant le cas ; .' J . . - la conservation des directions des rayons réfléchis ;...DUPLICATE ; ;<··' y?’-·yçf <21516 ' ' . . '. ' ·. ' . ‘ . . . 5 · ·..·. '. ; . ./.optical reproduction by offset reconstruction. The method of optical reconstruction by offset reproduction Considers according to the case; .' J . . - the conservation of the directions of the reflected rays;...

- la conservation de la densité angulaire du flux d’après un point de vue donné, à la s '' sortie du collecteur.’ ' ’ ¹ '.. '- the conservation of the angular density of the flux from a given point of view, at the collector outlet.''' ¹ '.. '

Cette approche de reconstruction permet d’obtenir une association de blocs de réflecteurs, disposés en cascadé, qui produisent les mêmes fonctions de convergence optique d’un point de vue angulaire. Chaque bloc est le substitut d’une portion donnée . du collecteur classique imité, de sorte que l’agencement en cascades laisse apparaître 10 des évents. · - ·This reconstruction approach allows to obtain an association of reflector blocks, arranged in cascade, which produce the same optical convergence functions from an angular point of view. Each block is the substitute for a given portion of the imitated classical collector, so that the cascade arrangement reveals 10 of the vents.

Un module à déviation de trois ressources naturelles est constitué en exploitant’ au moins un réflecteur dont la géométrie épouse une des surfaces optiques reconstruites.A three-resource deflection module is formed by exploiting at least one reflector whose geometry matches one of the reconstructed optical surfaces.

Le nouveau collecteur est obtenu par l’association d’au moins deux modules de sorte què le rendu du fonctionnement optique de l’ensemble des modules considérés tend à reproduire le collecteur imité. Un mécanisme de pivot permet de faire pivoter les modules indépendamment les uns des autres. Le mécanisme de pivot peut optionnellement orienter un groupe de modules à la fois. Cette réorientation des modules permet selon le besoin de :The new collector is obtained by associating at least two modules so that the rendering of the optical operation of all the modules considered tends to reproduce the imitated collector. A pivot mechanism allows the modules to be rotated independently of each other. The pivot mechanism can optionally orient a group of modules at a time. This reorientation of the modules allows, depending on the need:

- cibler une ou plusieurs zones de concentration des rayons du soleil ;- target one or more areas of concentration of the sun's rays;

- diriger l’ouverture de chaque collecteur de façon optimale pour la collecte de l’un ou l’autre des 03 trois flux : rayons solaires, courants d’air, gouttes d’eau de pluie- direct the opening of each collector optimally for the collection of one or other of the 03 three flows: solar rays, air currents, rainwater drops

- retourner les réflecteurs en période de non fonctionnement afin d’éviter les dépôts dépoussiéré; ..- turn the reflectors over when not in use to avoid dust deposits; ..

- détourner plus ou moins rapidement les réflecteurs de la direction des rayons du 25 soleil afin d’éviter d’éventuels éblouissements de fin de course ;- divert the reflectors more or less quickly from the direction of the sun's rays in order to avoid possible end-of-stroke glare;

- réduire la puissance d’un flux collecté en pivotant individuellement les modules ;- reduce the power of a collected flow by individually rotating the modules;

- faciliter l’accès aux réflecteurs pour un entretien depuis une position basse en’ renversant les modules. . ,...·· ' ....... .- facilitate access to the reflectors for maintenance from a low position by reversing the modules. . ,...·· ' ....... .

La présente invention sera mieux comprise à l’étude d’un mode de réalisation 30 particulier pris à titre, d’exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annéxés, sur lesquels : . ........The present invention will be better understood by studying a particular embodiment 30 taken as a non-limiting example and illustrated by the attached drawings, in which: . ........

DUPLICATA > 21'516 . Λ ’ . . .:- - ' \ 6 \ . ' \' < -La figure 1a présente un concentrateur primaire linéaire considéré dans l’état de . ' . l’art antérieur où la technologie des. concentrateurs solaires est employée ^: uniquement pour la collecté des rayons solaires, et utilisé comme référence à .. ' . · imiter. ' · . ' · . .. ;.DUPLICATE >21'516 . Λ ' . . .:- - ' \ 6 \ . '\'< -Figure 1a shows a linear primary concentrator considered in the state of . ' . prior art where the technology of solar concentrators is used ^: only for the collection of solar rays, and used as a reference to .. ' . · imitate. ' · . ' · . .. ;.

;5 -· La-figure 1b présente lé rendu de l’application d’une reconstruction optique par · reproduction décalée appliquée sur la référence considérée..;5 - Figure 1b shows the rendering of the application of an optical reconstruction by offset reproduction applied to the reference considered.

- .La figure. 2a est une coupe transversale d’un module à concentration de trois sources d’énergies renouvelables.- Figure 2a is a cross-section of a module concentrating three renewable energy sources.

· - La figure 2b est une vue de dessus d’un module à concentration dont l’usage est ιό à déviation de trois sources d'énergies renouvelables.· - Figure 2b is a top view of a concentration module used to divert three renewable energy sources.

- . La figure 3a est une coupe transversale qui présente un concentrateur modulaire composé de cinq (5) modules et leur fonctionnement d’ensemble imitant le collecteur cylindro-parabolique classique de référence dans sa fonction de ... concentrateur solaire ;- . Figure 3a is a cross-section showing a modular concentrator composed of five (5) modules and their overall operation imitating the classic cylindro-parabolic collector of reference in its function as a ... solar concentrator;

- La figure 3b. est une coupe transversale qui présente le fonctionnement du · collecteur en mode concentration éolien avec les modules orientés différemment ;- Figure 3b. is a cross-section showing the operation of the collector in wind concentration mode with the modules oriented differently;

- La figure 4a présente un concept d’application où l’invention est employée pour constituer un vaste champ de concentrateurs solaires doté d'un récepteur thermique ; .- Figure 4a shows an application concept where the invention is used to constitute a large field of solar concentrators equipped with a thermal receiver; .

- La figure 4b présente un concept d’application où l’invention est employée comme parasol fixe ou parking fixe avec un récepteur mobile.- Figure 4b shows an application concept where the invention is used as a fixed parasol or fixed parking with a mobile receiver.

. - La figure 5 présente un concept d’application où l’invention est employée comme une toiture fixe avec un récepteur mobile ;. - Figure 5 shows an application concept where the invention is used as a fixed roof with a movable receiver;

On entend par triple déviateur une surface matérielle dotée de la capacité d’entraîner 25 à la fois un effet optique de déviation des rayons du soleil par réflexion et un effet mécanique de déviation de fluides gazeux et liquides par glissement. Etant entendu que la surface à triple déviation agit de sorte à élever la concentration ou la densité des flux des trois ressources naturelles que sont les rayons du soleil, les courants d’air, et les gouttelettes d’eau. . .. . ...... .A triple deflector is understood to mean a material surface having the capacity to cause both an optical effect of deflecting the sun's rays by reflection and a mechanical effect of deflecting gaseous and liquid fluids by sliding. It being understood that the triple deflecting surface acts in such a way as to increase the concentration or density of the flows of the three natural resources that are the sun's rays, air currents, and water droplets. . .. . ...... .

Dans un mode de réalisation conforme à l'invention, la solution de reconstruction est . appliquée dans le but de réaliser la réplique d’un demi réflecteur cylindro-parabolique ' classique en traits.plein, 2, etaussi en pointillés, 7: La réplique optique présentée dansla figure 2, est composée de trois (03) blocs de triple déviateur 2, 3, 4, décalés les unsIn an embodiment in accordance with the invention, the reconstruction solution is applied in order to produce a replica of a conventional half-cylindro-parabolic reflector in solid lines, 2, and also in dotted lines, 7: The optical replica presented in Figure 2 is composed of three (03) triple deflector blocks 2, 3, 4, offset from each other.

DUPLICATA . ,·>ν ?>'/ -TVl·-2161621516 · . . . ' . ΐ ' . .. \ .. · ·. . ; ·..· ' , par rapport aux autres de sorte à laisser paraître des évents 5, 6. Dans l’opération de.:DUPLICATE . ,·>ν ?>'/ -TVl·-2161621516 · . . . ' . ΐ ' . .. \ .. · ·. . ; ·..· ' , in relation to the others so as to reveal vents 5, 6. In the operation of:

reconstruction, le dénivellement est appliqué de sorte que tes rayons par axiaux, 11 &.reconstruction, the unevenness is applied so that your axial rays, 11 &.

(respectivement 13 & 14) convergent suivant la même direction 17 (respectivement(respectively 13 & 14) converge in the same direction 17 (respectively

18). Chaque rayon convergent (16, 17, 18, Ί 9 en exemple) vers le foyer 8' possède au moins un rayon incident conjugué (10, 11, 12, 13, 14, 15, 40,-42 ên exemple) que ce' soit à travers le système optique classique {2, 7} que la réplique du système optique {2,3,4}. .. . .. . . . .. ..18). Each converging ray (16, 17, 18, Ί 9 for example) towards the focus 8' has at least one conjugate incident ray (10, 11, 12, 13, 14, 15, 40,-42 for example) whether through the classical optical system {2, 7} or the replica of the optical system {2,3,4}. .. . . . . . . .. ..

... . Les réflecteurs 2, 3, 4 sont caractérisés par-des distances focales différentes tout en partageant la même ligne focale 8 et le même axe optique -9 de sorte que la.... . The reflectors 2, 3, 4 are characterized by different focal lengths while sharing the same focal line 8 and the same optical axis -9 so that the.

concentration des rayons se poursuive,· sous des angles de vue successifs α1, α2, a3, depuis la ligne focale 8, Le nouveau concentrateur solaire possède un diamètre d’ouverture qui diffère de AD = (D1 + D2 + D3 + e1 + e2) - D. Son facteur de concentration géométrique est donc sensiblement plus élevé. La réplique présente une hauteur réduite de Ah comparativement au modèle classique qu’il imite apportant la réduction de sa profondeur malgré l’adoption d’un grand angle d’ouverture. 'concentration of the rays continues, at successive viewing angles α1, α2, a3, from the focal line 8, The new solar concentrator has an aperture diameter that differs from AD = (D1 + D2 + D3 + e1 + e2) - D. Its geometric concentration factor is therefore significantly higher. The replica has a reduced height of Ah compared to the classic model that it imitates, bringing the reduction of its depth despite the adoption of a large aperture angle.

Tel que représenté en coupe transversale sur la figure 2a et en vue de dessus sur la figure 2b , un module comprend un box 24 qui loge une surface à concentration de trois flux, 4, une turbine à air et à eau, 23, logée dans la chambre aux turbines, 42, qui elle-même possède une bouche d’évacuation d’air, 22, et une bouche d’entrée d’air et d’eau, 6. La surface matérielle, 4, est caractérisée par une géométrie dans le plan qui adopte l’une des géométries, 2, 3 ou 4 décrite précédemment et par un matériau à la fois lisse et réfléchissant, de sorte que les rayons par axiaux, à l’exemple des rayons, 14, 15, qui passent par 31, et trouvent incidence sur, 4, deviennent des rayons convergents, 18, 19 en direction du foyer, 8, après réflexion sur, 4. A travers le même module, 1, des flux d’air, 33, qui traversent l’ouverture, 31, convergent vers l’évent, 6, . .As shown in cross-section in Figure 2a and in top view in Figure 2b, a module comprises a box 24 which houses a three-flow concentration surface, 4, an air and water turbine, 23, housed in the turbine chamber, 42, which itself has an air outlet, 22, and an air and water inlet, 6. The material surface, 4, is characterized by a geometry in the plane which adopts one of the geometries, 2, 3 or 4 described above and by a material which is both smooth and reflective, so that the axial rays, for example the rays, 14, 15, which pass through 31, and find incidence on, 4, become converging rays, 18, 19 in the direction of the focus, 8, after reflection on, 4. Through the same module, 1, air flows, 33, which pass through the opening, 31, converges towards the vent, 6, . .

pour s’engouffrer dans la chambre aux turbines, 42, où ils actionnent les turbines, 23, .to enter the turbine room, 42, where they operate the turbines, 23, .

et sont ensuite évacués au niveau de, 22, dont l’ouverture est plus large que celle deand are then evacuated at level 22, the opening of which is wider than that of

6. Un canal d’évacuation d’eau, 40, placé en dessous du box, 24, est relié à la chambre aux turbines, 42, au moyen de persiennes, 41, de sorte à recueillir l’eau de pluie, après .,que celle-ci ait actionnée sa turbine. Dans un mode de réalisation, la turbine à eau qui possède plus d’hélices que la turbine à air est logée dans un compartiment séparé. . Les deux turbines sont solidaires de sorte à être'couplé au(x) même(s) moteur(s). :6. A water evacuation channel, 40, placed below the box, 24, is connected to the turbine chamber, 42, by means of shutters, 41, so as to collect rainwater, after the latter has operated its turbine. In one embodiment, the water turbine which has more propellers than the air turbine is housed in a separate compartment. The two turbines are integral so as to be coupled to the same motor(s). :

. Dans un autre mode de réalisation, la turbine à eau et la turbine à air.peuvent être. In another embodiment, the water turbine and the air turbine may be

DUPLICATADUPLICATE

21 215 21 215·. 21516 ' .> / V - . ' . '·.:· ' - '' '· ⁸ ' ’.·.····'. ’;··. ' . · arrimées, et désarrimées par une .approche électromagnétique: L’eau recueillie par. le :21 215 21 215·. 21516 '.> / V - . ' . '·.:· ' - '''· ⁸ ''.·.····'.';··.' . · moored, and unmoored by an electromagnetic approach: The water collected by. the :

; modulé est collectée à travers des. conduits d’eau, 43. L’élément, 1, .possède un mécanisme dé pivot composé d’un arbre, 38, aligné le long de Taxe, 26, et d’une. ' ' poulie, 25. L’arbre, 38, est emboîté dans des roulements solidaires au support, 39, de t 5 l’ensemble des modules. Sur le box, 4/ une liaison-fixe d’amarra'ge entre deux modules ' est rendue possible en disposant des electroaimants ou tout mécanisme de . verrouillage électromécanique comprenant des aimants ferromagnétiques, 21, et des bobines à spire jointive, 30.; modulated is collected through water pipes, 43. The element, 1, has a pivot mechanism composed of a shaft, 38, aligned along the axis, 26, and a pulley, 25. The shaft, 38, is fitted into bearings secured to the support, 39, of the assembly of modules. On the box, 4/ a fixed mooring connection between two modules is made possible by arranging electromagnets or any electromechanical locking mechanism comprising ferromagnetic magnets, 21, and coils with contiguous turns, 30.

. La figure 3à présente le fonctionnement d’ensemble de plusieurs modules pour le .10 mode de fonctionnement comme concentrateur solaire et dans un. mode de réalisation ’. particulier avec une convergence le long de la même ligne focale de rayons provenant de plusieurs modules différents. Ces modules de même composition, mais de formes géométriques totalement différentes, principalement au niveau des surfaces à triple action de concentration 2, 3, 4, sont assemblés de sorte que des rayons incidents par 15 axiaux qui trouvent incidence sur l’ensemble des différents modules convergent ensuite au même foyer 8. Les modules sont articulés sur un même support 39 et arrimés les uns aux autres grâce aux ensembles, 21 et 30.. Figure 3a shows the overall operation of several modules for the .10 operating mode as a solar concentrator and in a particular embodiment with a convergence along the same focal line of rays coming from several different modules. These modules of the same composition, but of totally different geometric shapes, mainly at the level of the triple concentration action surfaces 2, 3, 4, are assembled so that incident rays by 15 axial which find incidence on all of the different modules then converge at the same focus 8. The modules are articulated on the same support 39 and secured to each other by means of the assemblies, 21 and 30.

La figure 3b présente le fonctionnement d’ensemble de plusieurs modules pour le mode de fonctionnement comme concentrateur éolien. Les modules sont désarrimés 20 les uns des autres au niveau des ensembles 21 et 30 et orientés de sorte à présenter de façon optimale leurs ouvertures respectives aux courants d’air. Ces courants d’air s’engouffrent dans la chambre aux turbines ou ils actionnent les différentes turbines et sont diffusés à travers les bouches d’évacuation d’air 22.Figure 3b shows the overall operation of several modules for the operating mode as a wind concentrator. The modules are undocked 20 from each other at the level of the assemblies 21 and 30 and oriented so as to optimally present their respective openings to the air currents. These air currents flow into the turbine chamber where they operate the various turbines and are diffused through the air outlet vents 22.

La figure 4a présente un mode préférentiel d’utilisation de l’invention comme substitut 25 des collecteurs primaires cylindro-paraboliques d’un vaste champ de systèmes à' concentration solaire. Pour l’exploitation de ses fonctions additionnelles, il est employé des moteurs électriques couplés aux turbines ef des conduits et récipients pour le -·- stockage de l’eau ; . .....Figure 4a shows a preferred mode of use of the invention as a substitute for the primary parabolic trough collectors of a large field of concentrated solar systems. For the exploitation of its additional functions, electric motors coupled to the turbines and conduits and containers for the storage of water are used; . .....

La figure 4b présente une application de l’invention comme parasol solaire. Dans cette ' 30 application l’invention dispose d’une bâche 54 et d’un récepteur thermique mobile 47.Figure 4b shows an application of the invention as a solar parasol. In this application the invention has a tarpaulin 54 and a mobile thermal receiver 47.

’ La figure 5 présente une application de l’invention comme toiture d’un bâtiment 44.’ Figure 5 shows an application of the invention as a roof for a building 44.

· Dans cette application un récepteur mobile 4-7 reçoit le rayonnement solaire cbncentré.- • ' . . DUPLICATA .· In this application a mobile receiver 4-7 receives concentrated solar radiation.- • ' . . DUPLICATE .

' v , ' · : 2 2 < , ; '< .·. 2 2 2' , ;/·>Τ ' ' \ 21516 ' · . · ’ .· . . ^? · ‘. · . .' v , ' · : 2 2 < , ; '< .·. 2 2 2' , ;/·>Τ ' ' \ 21516 ' · . · ’ .· . . ^? · ‘. · . .

Un réseau, de conduit d’eau 45 relie la bouche de collecte -d’eau 40 à un récipient de stockage 46. ' . ' : ' . ' : ' .A network of water conduits 45 connects the water collection mouth 40 to a storage container 46. ' . ' : ' . ' : ' .

Dans un mode de réalisation préférentiel où aucune réserve n’est portée sur la reproduction de la distribution angulaire du flux à la sortie du collecteur classique.àIn a preferred embodiment where no reservation is made on the reproduction of the angular distribution of the flow at the outlet of the conventional collector.

5, imiter, l’optique de la réplique se présente en différents blocs de réflecteurs décalés . les uns par rapport aux autres. Les propriétés optiques du matériau des réflecteurs sont choisies sans considérations particulières sur le coefficient de réflexion. Le .... rapport entre la superficie d’ouverture d’un module par rapport à son évent est choisi.......5, imitate, the optics of the replica is presented in different blocks of offset reflectors. relative to each other. The optical properties of the reflector material are chosen without particular considerations on the reflection coefficient. The .... ratio between the opening area of a module relative to its vent is chosen.......

élevé afin d’obtenir un effet de concentration des forces dû vent en amont de la turbine.raised in order to obtain an effect of concentrating the wind forces upstream of the turbine.

ίο Tandis· que, le rapport entre -l’ouverture de l’évent et l’ouverture de la bouche d’évacuation d’air.est voulu plus petit que. 1, afin d’obtenir un effet de diffusion des courant d’air en aval de la turbine à air. Chaque évent débouche sur deux turbines distinctes eau et air, avec la turbine à air est plus large que la turbine à eau. Un conduit d’eau est placé à la suite de l’évent afin de diriger l’écoulement d’eau au niveau de la turbine à eau. Les deux turbines sont montées sur un même arbre moteur de sorte que la turbine à eau puisse être découplée de la turbine à air par un moyen électromagnétique. Les arbres moteurs de plusieurs modules sont couplés à un même moteur électrique au moyen d’un engrenage de transmission. Au moins un moteur électrique est employé pour convertir l’énergie mécanique de rotation des turbines en 20 énergie électrique.ίο While, the ratio between the opening of the vent and the opening of the air discharge mouth is desired to be smaller than 1, in order to obtain an effect of diffusion of the air currents downstream of the air turbine. Each vent opens onto two separate water and air turbines, with the air turbine being wider than the water turbine. A water conduit is placed after the vent in order to direct the flow of water at the water turbine. The two turbines are mounted on the same drive shaft so that the water turbine can be decoupled from the air turbine by electromagnetic means. The drive shafts of several modules are coupled to the same electric motor by means of a transmission gear. At least one electric motor is used to convert the mechanical energy of rotation of the turbines into electrical energy.

Une même turbine peut être employée pour exploiter à la fois les flux d’eau et les flux d’air. La turbine peut avoir différentes formes pour la conversion optimale de l’énergie éolienne ou hydraulique en énergie électrique. Chaque turbine peut avoir son propre moteur électrique. Les moteurs électriques sont alors raccordés électriquement pour 25 associer leurs productions électriques. Une turbine à eau peut être envisagée à un niveau plus bas de la structure de portance de sorte à profiter de l’effet de hauteur et - ..de la somme des débits d’eau apportés par l’ensemble des modules. .A single turbine can be used to exploit both water and air flows. The turbine can have different shapes for the optimal conversion of wind or hydraulic energy into electrical energy. Each turbine can have its own electric motor. The electric motors are then electrically connected to combine their electrical production. A water turbine can be considered at a lower level of the support structure so as to benefit from the height effect and - ..of the sum of the water flow rates provided by all the modules.

Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à être utilisé comme un composant fédérateur d’un système hybride de génération ou dë cogénération 3ô - d’énergie électrique, mécanique et/ ou. thermique où trois ressources naturelles . - renouvelables sont exploitées de façon simultanée, de façon alternée ou de façonThe device according to the invention is particularly intended to be used as a unifying component of a hybrid system for the generation or cogeneration of electrical, mechanical and/or thermal energy where three natural resources are exploited simultaneously, alternately or in a

DUPLICATADUPLICATE

2215 ? -2 551' <<.' . 21516 ' v ,.· · ' . ίο: \ . .-. :. \ .... ..2215? -2,551' <<.' . 21516 ' v ,.· · ' . ίο: \. .-. :. \.... ..

associée deux à deux. Notamment, un système à concentration solaire, un système à _: ' concentration éolien, un mini système hydroélectrique,, et un collecteur d’èau de pluie.associated two by two. In particular, a solar concentration system, a wind _{concentration} system, a mini hydroelectric system, and a rainwater collector.

L’invention exploite un même matériau pour rediriger et concentrer les flux de chacune des ressources naturelles, un même support vertical, pour porter le concentrateur . . . . . ; . · · -, i · · . . . i primaire des trois flux et un même mécanisme de poursuite pour le mettre dans la bonne direction de l’un ou de l’autre des trois flux. Les processus de conversion de l’énergie éolienne et de l’énergie de' pesanteur des gouttes' d’eau exploitent les. réflecteurs du concentrateur solaire pour augmenter le débit d’air ou le débit d’eau sur les turbines. Le processus de.conversion de l’énergie solaire exploite la gestion des ίο flux d’air pour réduire les vibrations de la structure. Les gouttes d’eau de pluiesont de.The invention uses the same material to redirect and concentrate the flows of each of the natural resources, the same vertical support, to carry the concentrator . . . . . ; . · · -, i · · . . . i primary of the three flows and the same tracking mechanism to put it in the right direction of one or the other of the three flows. The processes of converting wind energy and the energy of gravity of water drops exploit the reflectors of the solar concentrator to increase the air flow or the water flow on the turbines. The process of converting solar energy exploits the management of the air flows to reduce the vibrations of the structure. The rainwater drops are of.

plus collectées pour constituer une réserve d’eau exploitable après traitement dans . l’entretien des surfaces réflectives. .more collected to constitute a reserve of water usable after treatment in the maintenance of reflective surfaces.

L’invention peut être adoptée pour la construction d’un CSP ou d’un CPV, offrant un avantage concurrentiel par rapport à l’état de la technique antérieure, en induisant la 15 réduction du coût moyen actualisé de l’énergie produite annuellement. Les avantages des fonctions et améliorations apportées peuvent être regroupés autour de deux principaux axes : l’optimisation de la capacité de cogénération d’énergie et l’optimisation de l’employabilité. Le principal avantage est la génération supplémentaire d’énergie, car le nouveau collecteur trouve une autre fonctionnalité particulièrement de nuit ou sous la pluie où les systèmes à concentration solaire sont totalement improductifs. Un autre avantage est de rendre la technologie concernée des concentrateurs solaires d’une bonne application, dans de nouveaux environnements tels que les milieux urbains, et pour des applications comme parasol, comme seconde toiture d’une habitation ou toiture principale d’un entrepôt semi ouvert. Ces nouvelles employabilités sont favorisées grâce à l’obtention de l’attrait innovant d’un collecteur de faible hauteur ou profondeur malgré la considération d’un . . grand diamètre d’ouverture et d’un grand angle d’ouverture. ’ ..The invention can be adopted for the construction of a CSP or a CPV, offering a competitive advantage over the prior art, by inducing the reduction of the average cost of energy produced annually. The advantages of the functions and improvements provided can be grouped around two main axes: the optimization of the cogeneration capacity of energy and the optimization of employability. The main advantage is the additional generation of energy, because the new collector finds another functionality particularly at night or in the rain where the solar concentration systems are totally unproductive. Another advantage is to make the concerned technology of solar concentrators of a good application, in new environments such as urban environments, and for applications such as a parasol, as a second roof of a house or the main roof of a semi-open warehouse. These new employabilities are favored thanks to obtaining the innovative appeal of a collector of low height or depth despite the consideration of a . . large opening diameter and wide opening angle. ’ ..

Pour certaines applications en concentration solaire telles que la cuisson des aliments, l’invention permet de moduler la puissance collectée en jouant sur le nombre de' modules présentés en direction du soleil..For certain applications in solar concentration such as cooking food, the invention makes it possible to modulate the power collected by playing on the number of modules presented in the direction of the sun.

--·- Les mouvements-du collecteur et de chacun de ses moduleé sont appliqués parun--·- The movements of the collector and each of its modules are applied by a

- système de contrôle qui collecte et traite des données associées à la disponibilité, à la:.- control system that collects and processes data associated with availability, the:.

DUPLICATADUPLICATE

Υ'ύ:///· ' '215 215 _?>215. 21516 direction et à l’intensité des,trois ressources naturelles pour donner des instructions ' auxmoteurs d’prientàtion. Ce système comprend un contrôleur de typé PLC, qui reçoit .Υ'ύ:///· ''215 215 _? >215. 21516 direction and intensity of the three natural resources to give instructions to the motors of attention. This system includes a PLC type controller, which receives .

les données de différents capteurs de direction et d’intensité (soleil, vent et gouttes d’eau dë pluie), traite ces données et envoi les instructions de commande aux driversdata from various direction and intensity sensors (sun, wind and raindrops), processes this data and sends control instructions to the drivers

.. des moteurs d’orientation qui font appliquer les instructions aux. moteurs. / ·.. orientation motors that apply instructions to the motors. / ·

La présente invention n’est nullement limitée aux modes de réalisation décrits .et ' représentés mais l’homme du métiêr saura y apporter toute' variante conforme à son esprit. . .The present invention is in no way limited to the embodiments described and shown, but those skilled in the art will be able to provide any variation that suits their spirit.

Claims

1. Modular solar concentration device incorporating a wind and rainwater droplet concentrator comprising: .

' ^B a substitution geometry 2, 3 or 4, adopted by a triple-deflection component, to form a substitute for a portion of a solar concentrator taken as reference {2; 7};

^B a vent 5, 6 for the entry of air currents or water currents; ........

a common wind, water and sun ray opening of greater surface area than vent 5 or 6; . . a turbine chamber 42;

^B an air turbine 23 housed in the turbine chamber with at least one degree of freedom so as to convert the air current flows into mechanical energy;

an air exhaust vent 22, characterized in that it has a larger opening than the vent 5 or 6, which serves to evacuate the air;

a water outlet 41 which is used to evacuate water through a pipe 40;

a water turbine placed before or after the water outlet 41 which serves to convert the flow of water currents into mechanical energy;

a box 24 which serves as a support for said material surface and as a compartment for the triple-deflection component, such that the material surface opens at least at one of its ends onto the inlet 5, 6 of the turbine chamber 42. ; ...

^B a fixing device, 25, 26 and 38 = at least one electric motor coupled directly or indirectly to said turbines;

2. Functional solar concentration device incorporating a concentrator of

- wind and rainwater droplets comprising: . ’ = a set of 2, 3, 4 and more substitution geometries, adopted by uhè formation of triple deflectors, of different modular solar concentration devices incorporating a wind and rainwater droplet concentrator, to form a substitute for the entirety of a concentrator. ' primary solar taken as reference {2; 7}; ‘ ’

DUPLICATE .··. ' τςΤΤτ 21516 · · . · ^: . · . · I ο · . ·. ;.· . ^Β a connecting support 39 of the .modules which connects the modules with a .· ; pivoting connection with at least one degree of freedom so as to allow the .

. triple deflectors to find the said formation of components;

^E a mechanism for docking two modules to each other which maintains the /5 . modules in the formation; . i · . ί . .·. j . ^B at least one motor for rotating the modules;

. ^B a transmission mechanism which connects said motors to the module fixing devices; '' . ^B said formation being characterized by a particular arrangement of the modules so that their triple deflectors are presented with bidirectional gaps (d1; e1) or (d2; e2) forming the water and air openings 5, or 6, said triple deflectors having distinct and complementary geometries {2, 3, 4} whose association according to said arrangement reproduces the optical functions of a concentrator taken as reference {2, 7}.

15

3. Functional solar concentration device incorporating a concentrator.

wind and rainwater droplets, according to claims 1 and 2 characterized in that its operation combines ^E A solar concentration system comprising a primary collector which uses at least one of the material surfaces 2, 3, 4 to concentrate the 20 rays of the sun and which can operate with possible preliminary, secondary or tertiary optical components, a thermal receiver, . photovoltaic, or Thermal/photovoltaic, or sterling engine respectively, so as to constitute one or the other of the systems CSP, CPV, hybrid PV/Thermal concentrator, concentrator with sterling engine 25 respectively, for the conversion of solar energy into heat or electricity; ..

a wind concentrator system comprising an air concentrator which . employs at least one of the material surfaces -2, 3, 4 to concentrate the . air currents towards 5 or 6, air turbines 23, an air diffuser22, one or .

30 several electric motors coupled to the air turbines to convert the mechanical energy of the turbines into electrical energy; ...... ' .

^h a concentrated hydroelectric system comprising a rainwater droplet collector which employs at least one of the material surfaces

DUPLICATE '?;·ΐΎ'·;^;^1516\', . ',·; . ·, '14\.

2,3,4 to group the rainwater drops into a flow, a turbine.

: water, one or more electric motors; ::

^E a rainwater harvesting system comprising a rainwater collector, which employs at least one of the material surfaces 2, 3, 4 for collecting rainwater drops, water conduits, at least one water storage tank; a mechanism for fixing the connecting support 39 to the ground or to the wall of a building;

^E a tracking mechanism along at least one axis for alignment vis-à-vis the sun, wind, or rain;' . an electrical control mechanism for acquiring and processing data relating to the potentials of the 03 energy resources, formulating a choice to be made and transmitting control directives to each of the orientation motors of the modules and/or their associations

15 ; . . ’ . .

a sensor for acquiring solar radiation direction and intensity data which provides this data in real time to the controller;

a wind direction and force data acquisition sensor which provides this data to the controller;

20 ⁿ a raindrop direction and force data acquisition sensor which provides this data to the controller;

.

4. Functional solar concentration device incorporating a wind and rainwater droplet concentrator, according to claim 1, characterized by the complementary association of triple deflectors {2, 3, 4, ...}, of 25 distinct geometries, so as to reproduce the optical functions of a solar concentrator taken as reference {2, 7}, according to a particular arrangement offering the vents 5 or 6.

5. - Functional solar concentration device incorporating a wind and rainwater droplet concentrator, according to claims 1 and 2, characterized in that its operation combines a solar concentration component, a wind concentration component, a hydroelectric concentration component, a rainwater collection component, a support 39, at least one motor for rotating the modules, a mechanism for fixing the connection support 39 to the ground or to the wall of a building, a mechanism for

DUPLICATE

2151^- ri·-! 515- 222 γΐ· '' 21516 ^L ' . Day ^5: \

·. . tracking along at least one axis for alignment with the sun, wind, :

. : or rain, an electrical control mechanism for acquisition and .

' . processing of data relating to the potential of 03 energy resources, .

' the formulation of a choice to be made and the transmission of control directives

1 5 · to each of the orientation motors of the modules and or their associations, · and ï ' of the sensors. ^; ' .

6. A functional solar concentration device incorporating a wind and rainwater droplet concentrator, according to claims 1, 2 and 3, ' ' characterized in that the solar concentration component further comprises ' ' 10 possible preliminary, secondary or tertiary optical components and a thermal, photovoltaic or thermal/photovoltaic receiver, or sterling engine respectively, so as to operate in a CSP solar concentration system, or CPV, or hybrid PV/Thermal concentrator, or concentrator with sterling engine; in that the wind concentration component further comprises at least one electric motor coupled to the air turbines to convert the mechanical energy of the wind into electrical energy; in that the hydroelectric concentration component further comprises at least one electric motor coupled to the water turbines to convert the mechanical energy of the rainwater flow into electrical energy; in that the rainwater harvesting component further comprises triple diverters {2, 3, 4, ...}, water conduits, and at least one . water storage tank. . .

7. Functional solar concentration device incorporating a wind and rainwater droplet concentrator, according to claims 1, 2, 3 and 4 25 characterized in that the triple deflection surfaces are portions of cylindro-parabolic reflectors, having at least one common optical axis, 9, and the same focal line, 8, arranged in cascade so as to reproduce the ......principle of linear convergence of a classic cylindro-parabolic collector — {2,7} taken as a reference which would intercept incident rays by axial

30 10, 11, 12, 13, 14, 15 to deflect them along the focal line 8. ‘