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WO2021260549A1 - Installation photovoltaïque et procédé - Google Patents

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WO2021260549A1
WO2021260549A1 PCT/IB2021/055502 IB2021055502W WO2021260549A1 WO 2021260549 A1 WO2021260549 A1 WO 2021260549A1 IB 2021055502 W IB2021055502 W IB 2021055502W WO 2021260549 A1 WO2021260549 A1 WO 2021260549A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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photovoltaic
wind turbine
vertical structure
beams
horizontal axis
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/IB2021/055502
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English (en)
Inventor
Lionel Perret
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Planair SA
Original Assignee
Planair SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US18/013,176 priority patent/US12445084B2/en
Priority to EP21736377.9A priority patent/EP4173135A1/fr
Priority to CH70453/21A priority patent/CH718791A2/fr
Publication of WO2021260549A1 publication Critical patent/WO2021260549A1/fr
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a modular system allowing the design, production, modification, installation and easy maintenance of photovoltaic systems in particular, but not exclusively, near wind turbines.
  • Photovoltaic installations are already of significant importance and their number is still growing thanks, among other things, to the ever lower price of silicon photovoltaic panels.
  • solar installations remain visually imposing and occupy imposing areas. Apart from the roofs, it is difficult to find rentals that can accommodate new installations.
  • WO 20038537 A1 hybrid renewable energy production sites combining one or more wind turbines configured to transform the kinetic energy of the wind into electrical energy, and photovoltaic panels to capture the energy of solar radiation.
  • Wind turbine installation sites often have good conditions of sunlight, have a connection to the electricity network and have foundations resistant to extreme conditions and access roads.
  • solar panels can compensate, at least in part, to the random nature of wind energy, linked to the intermittence of the wind.
  • One aim, among others, of the present invention is to provide a photovoltaic system free from the aforementioned limitations.
  • Another object of the invention is to provide a reuse of wind turbine blades at the end of their life to prevent them from becoming waste. This goal can be combined with others, or independent.
  • a photovoltaic installation comprising a vertical structure, a plurality of photovoltaic elements, each photovoltaic element comprising at least one supported beam cantilevered by the vertical structure and a plurality of photovoltaic panels, characterized in that the beams comprise wind turbine blades with horizontal axis or in sections of wind turbine blades with horizontal axis.
  • the structure is open towards the bottom and the photovoltaic panels are preferably bifacial, to capture the diffused light.
  • the invention can include several additional characteristics which, without being essential, are advantageous. For example,
  • the vertical structure may be a mast of a wind turbine with a horizontal axis in operation, or a stump of a disused wind turbine mast, or a liner encircling a wind turbine mast.
  • the photovoltaic modules can be mounted on a plurality of superimposed collars which encircle the vertical structure.
  • the collars, rotating around a vertical axis, can orient the modules and achieve, depending on weather conditions, a deployed configuration with the modules evenly spaced to maximize light collection, or a collapsed configuration in which the modules are stacked and aligned with the wind direction, to withstand adverse weather conditions.
  • the invention may include a secondary support pillar supporting the photovoltaic installation in the folded configuration.
  • this secondary pillar is a vertical mast placed downstream of the main mast of the wind turbine, downstream with respect to the direction of the prevailing winds, and supports a fixed photovoltaic module, one end of the beam being supported on the pillar secondary and the other fixed on a fixed collar, not swiveling, encircling the vertical structure.
  • this arrangement makes it possible to absorb the bending of the beam.
  • the sleepers can be connected to the beam by clamping means, for example.
  • the invention is also achieved by a method of constructing a photovoltaic installation comprising the steps of: providing a plurality of wind turbine blades or wind turbine blade sections forming beams: assembling a plurality of photovoltaic elements each comprising a set of photovoltaic panels connected to a beam or to several beams; connect one end of the beams to a vertical structure to support the cantilevered photovoltaic modules.
  • the dependent claims illustrate advantageous but not essential characteristics of the invention, among which: the fact that the photovoltaic panels of each photovoltaic element are arranged in a plane, for example horizontal; the ability to pivot beams around the axis of the vertical structure and / or inclining them relative to the horizontal by pivoting about a horizontal axis; a plurality of collars pivotable around the axis of the vertical structure on which the photovoltaic elements are mounted; the use of bifacial photovoltaic panels.
  • the photovoltaic modules are "flat" or lie in a plane, it should not be understood by this that the modules are contained in an ideal geometric plane, but that their arrangement is essentially planar, while admitting the inevitable deformations due to the flexibility of the materials.
  • Horizontal axis wind turbine blades have the ability to withstand very large static and dynamic loads, and can support a large area of solar panels very well. Under load they can develop an arrow of a meter or more. Given their large dimensions, these deformations remain modest.
  • the invention allows several advantages: It is possible to deploy large photovoltaic surfaces by equipped wind turbine, with a reduced material cost, and by reusing recovery wind turbine blades which normally represent a cost.
  • the photovoltaic production of the invention is estimated at 1-3 GWh per equipped wind turbine.
  • the invention is compatible with existing installations and does not require significant modifications to the wind turbines and uses the electrical infrastructure already in place, as well as the foundation plinth of the wind turbine as support.
  • the invention makes it possible to concentrate the impact of resources (EROI) and the use of the land while offering significant collateral advantages for fauna, agriculture, noise, and reduces the dangers associated with blade projections.
  • the invention makes use, in embodiments, of reused wind turbine blades. Unlike recycling which makes it possible to reintroduce end-of-life product materials in the manufacture of new products, reuse maintains the structure of the product while putting it to a different use. In the context of the invention, this includes aerodynamic structures designed for use in a wind turbine rotor which are put to another use after the initial use. New products are also included in reused blades which have never been used in the application initially intended, either because they do not comply with the specifications, or for other reasons. Reuse, (also called retargeting) does not require grinding or crushing the original product, but can include some preparation and processing steps, eg cutting, painting, drilling, assembly, and so on. In the context of the invention, it is for example possible to use either whole blades or sections of blades cut to the desired length.
  • Figures 1a and 1b illustrate a photovoltaic installation according to the invention, installed on a mast of a wind turbine, in the deployed configuration.
  • Figure 2 illustrates the photovoltaic installation of the invention in compact configuration.
  • Figure 3 shows a photovoltaic module mounted on a wind turbine blade
  • Figure 4 illustrates certain advantages of the photovoltaic installation of the invention in operation on a wind turbine mast.
  • Figure 5 shows the photovoltaic installation of the invention after the end of life of the associated wind turbine.
  • Figure 7 illustrates a variant of the invention with a secondary support pillar in the folded configuration.
  • Figure 8 illustrates an alternative arrangement of the photovoltaic module of the invention on a re-used horizontal axis wind turbine blade.
  • FIG. 9 illustrates a possible embodiment of the connection between a wind turbine blade with a horizontal axis and the photovoltaic module of the invention.
  • Figure 10 illustrates an example of the invention with a jacket encircling the wind turbine mast to support the photovoltaic modules.
  • FIG. 1a illustrates an example of a hybrid energy production site comprising a wind turbine and a photovoltaic installation according to the invention.
  • the wind turbine illustrated is of the horizontal axis type, with a mast 41 carrying a nacelle 43 which houses the electrical machines necessary for the conversion of the kinetic energy of the rotor 45 into electricity.
  • the wind turbine of FIG. 1a is a non-limiting example.
  • the invention could be applied to wind turbine masts with a different structure, for example with a double rotor.
  • the photovoltaic installation comprises a plurality of modules 16, preferably identical, an example of which is illustrated in FIG. 3.
  • Each module is supported by a structure ideally constituted by a reused wind turbine blade 25, or by a section wind turbine blade, which is connected in cantilever by the vertical structure 41.
  • the wind turbine blades even after several years of service, have the capacity to withstand very high static and dynamic loads, and can very well support a large area of solar panels 18.
  • the solar panels 18 of the modules 16 are flat structures, also called "sheets", as illustrated in Figure 3.
  • the solar panels 18 are preferably bifacial to collect, in addition to solar radiation direct, also the light diffused by the ground, by the vegetation and by the snow.
  • FIG. 3 illustrates modules 16 each comprising a single beam 25.
  • the invention however also includes variants, not shown, with several beams in each module 16.
  • the beams can be arranged parallel, "V", or in any suitable arrangement and may include one or more wind turbine blades or wind turbine blade sections.
  • the wind turbine blades can also participate in the construction of the ribs 26 or of the frame 28.
  • the sunshine conditions of the wind turbines are often excellent.
  • the sites of wind turbines are connected to the electricity transmission network, are generally provided with an access road, and the installation of photovoltaic installations is very favorable.
  • the energy generated by the photovoltaic panels can be used by the wind turbine in a calm wind situation, to operate service equipment or start the rotor when it is not possible or possible to take the energy. required from the electrical network.
  • an energy storage system for example an electrolyser to generate hydrogen, pumps for delivering water to a suitable basin, batteries, or any other storage system
  • the energy can also be used on site, for example to desalinate seawater.
  • the structure of the photovoltaic "sheet” 16 advantageously allows to fold the modules and / or reduce the active photovoltaic surface, as illustrated in Figures 1a, 1b and 2.
  • the modules 16 are mounted at different levels on support collars 23, so as to be able to overlap.
  • the active surface of the installation can then be changed by rotating the collars around the vertical axis 71 (see FIG. 1 b) of the mast 41 or of the vertical support structure.
  • Figures 1a and 1b show a fully extended configuration which maximizes the active area, while Figure 2 shows a possible folded configuration, to minimize wind resistance or to knock down snow, for example.
  • This folded structure can potentially rest on a support pillar, not shown in the figure, to support higher loads in this configuration.
  • each collar 23 shows two solar modules on each collar 23. This configuration is balanced and makes it possible to limit the height of the structure, but we can consider variants allowing a tighter folding, in which each collar carries a single "sheet” photovoltaic 16. One can also imagine variants with two, three or more "leaves” 16 per collar.
  • the movement of the collar 23 and the modules 16 is provided by electric motors, preferably controlled automatically or remotely, not shown.
  • FIG. 4 illustrates a hybrid installation according to the invention: the panels 18 cover a large area 50 at the foot of the mast 41 which is protected from solar radiation and from frost. It can be used as a shaded area for livestock, for crops, and to protect ski slopes or hiking trails from splashing ice.
  • the solar modules 15 also make it possible to considerably attenuate, in a determined zone, the noise produced by the rotor 45.
  • the photovoltaic structure of the invention can be used in studies on bird and bat collisions with the rotor of the wind turbine. These studies are normally difficult and expensive in due to the vegetation, and include regular cuts of the grass at the foot of the mast, Thanks to the invention, the victims of the shocks falling on the solar panels (arrow 60) can be easily counted and recognized visually.
  • the mast and the electrical machines are recycled.
  • the foundations are often left in place, or only the surface layers of the foundations are dismantled.
  • the movement of the photovoltaic modules is not necessarily limited to a rotation around the vertical axis. It is possible to envisage variants in which the photovoltaic modules can be inclined with respect to the horizontal, as illustrated by FIG. 6.
  • FIG. 6 shows only four blades 25 without the cover of photovoltaic panels 18.
  • the photovoltaic modules rotate around an axis 73 (see figure 3) orthogonal to the longitudinal axis of the blades 25, but it is also possible to conceive of variants in which the photovoltaic modules can be oriented by a pivoting around the longitudinal axis 72 of the blades 25.
  • a possible variant of the invention comprises the installation of photovoltaic modules on a wind turbine mast as described previously, on beams of any kind, if one does not have wind turbine blades having the required characteristics.
  • the beams will preferably be made of metal, wood, or a recyclable or reusable material.
  • Figure 7 illustrates a variant of the invention with an eccentric vertical pillar providing secondary support to the installation in the folded configuration.
  • the installation has eight superimposed 16 photovoltaic modules, each with a reused wind turbine blade 25 forming a horizontal beam. It should be understood that these numbers are not essential characteristics and that the installation could include more or less modules.
  • the upper collar 24 is fixed and the highest photovoltaic module is permanently supported at both ends by the collar 24 which is integral with the mast 41 at one end and by the secondary pillar 48 at another opposite end.
  • the secondary pillar 48 is preferably installed downstream of the mast 41 with respect to the direction of the prevailing winds, at a position which does not interfere with the operation and maintenance of the wind turbine.
  • the collars carry a single photovoltaic module, as shown, one can provide a counterweight 21 in a position diametrically opposed to the root of the beam 25 to balance each stage.
  • the clamps can carry two or more modules each and the counterweight could in some cases be omitted.
  • the collars 23 underlying the collar 24 are able to rotate around the vertical axis of the mast 41 and each carry a photovoltaic module 16.
  • the beams 25 are re-used horizontal axis wind turbine blades, and each beam 25 is fixed to a collar 24, for example by the already existing root, originally intended to mount the blades on the hub of the wind turbine.
  • the photovoltaic modules carried by the collars 23 can assume the folded configuration as illustrated in the figure, with all the modules superimposed and covered by the stationary upper module, as well as a deployed configuration in which the photovoltaic modules are spaced regularly for maximize light harvest.
  • the photovoltaic modules press on the secondary support 48, as well as by the mat 41. This can be obtained by supports regularly spaced in height on the auxiliary pillar, or by any other suitable means.
  • the actuation of the rotating collar 23 can be obtained in several ways.
  • a preferred solution consists in driving the lower collar with a motor-reduction unit 83 along an angle of 315 °, and that the lower collar successively drives the upper collars in progressively decreasing arcs of 270 °, 225 °, 180 °, 135 °, 90 °, 45 °, resulting in an even distribution with eight modules at equal angles. Stops (not visible) are provided to transmit the rotation of a collar to the immediately upper collar in the desired angular sectors.
  • other solutions are possible.
  • the space between the lower collar and the ground can be protected by a shelter 80 delimiting a technical and maintenance space for the electrical and mechanical installations necessary for the proper functioning of the solar installation.
  • This shelter can protect the inverters needed to transfer photovoltaic power to an AC grid, as well as the motor 83.
  • FIG. 8 shows an arrangement of the photovoltaic panels in a photovoltaic module alternative to that shown in Figure 3.
  • the blade 25 carries a plurality of horizontal cross members 26 which intersect at right angles and are regularly distributed over the length.
  • Each cross member 26 is fixed to the blade 25, for example by structures 27 which clamp the blade 25 resting on the upper surface and on the lower surface, as shown in FIG. 9.
  • the sleepers extend symmetrically from the sides. two sides of the blade 25.
  • the geometry of the clamping will be studied as a function of the internal structure of the wind turbine blade 25, in particular with respect to the position of the internal reinforcements (shown briefly in section).
  • Each cross member is equipped with a double row of photovoltaic modules 18.
  • the cross members are independent of each other, and can follow the inevitable bending of the blade 25 without transmitting dangerous forces to the panels 18.
  • FIG 10 schematically illustrates a variant of the invention in which a wind turbine mast with horizontal axis 41 is surrounded by a sleeve 91.
  • the sleeve 91 is installed around the mast 41 prior to the mounting of the collars 23 and modules photovoltaic 16, so that the collars 23 are carried by the sleeve 91 and not immediately by the mast 41.
  • the sleeve does not follow the bending and oscillating movements of the mast 41.
  • To mechanically isolate the sleeve 61 from the mast 41 it will preferably be integral with the mast only at its lower end, or else anchored directly to the foundation plinth 49 without direct contact with the mast 41.
  • the mast 41 can be completely dismantled and recycled, while the photovoltaic installation remains in place, supported by the sleeve 91.
  • All the variants of the invention disclosed above can be equipped with a jacket as illustrated here, with the advantage, among other things, of more precise guidance of the photovoltaic modules in conditions of strong wind.
  • the sleeve 91 or, in its absence, the mast 41, can carry notches 95 defining the positions of the photovoltaic modules in the deployed configuration.
  • photovoltaic system 16 photovoltaic module 18 photovoltaic panels 21 counterweight 23 rotating support collar 24 fixed support collar

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Abstract

Installation photovoltaïque comprenant une structure verticale, une pluralité d'éléments photovoltaïques, chaque élément photovoltaïque comprenant une poutre soutenue en porte-à-faux par la structure verticale portant des panneaux photovoltaïques, caractérisée en ce que les poutres comprennent des pales de éoliennes à axe horizontal réutilisée ou en des sections de pales de éoliennes à axe horizontal réutilisée. La structure verticale est préférablement un mât d'une éolienne à axe horizontal en service.

Description

Installation photovoltaïque et procédé
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un système modulaire permettant la conception, la réalisation, la modification, l'installation et l'entretien aisés de systèmes photovoltaïques en particulier, mais pas exclusivement, en proximité des éoliennes.
Etat de la technique
[0002] Les installations photovoltaïques revêtent déjà une importance significative et leur nombre est toujours en croissance grâce, entre autres, au prix toujours plus faible des panneaux photovoltaïques en silicium. Les installations solaires restent toutefois visuellement imposantes et occupent des surfaces imposantes. En dehors des toitures, il est difficile de trouver des locations pouvant accueillir des nouvelles installations.
[0003] On connaît aussi des installations pour transformer l'énergie cinétique du vent en énergie électrique. Les plus répandues actuellement sont les génératrices éoliennes à axe horizontal comportant, de façon générale, une nacelle positionnée au sommet d'un mât. La nacelle peut pivoter selon la direction instantanée du vent et supporte une turbine que le vent fait tourner autour d'un axe horizontal. Ces structures peuvent atteindre des tailles considérables, et les pales des turbines plus puissantes ont désormais des longueurs de 80 mètres et plus. [0004] On connaît, par exemple par WO 20083450 A1 et
WO 20038537 A1 des sites de production d'énergie renouvelable hybrides, combinant une ou plusieurs éoliennes configurées pour transformer l'énergie cinétique du vent en énergie électrique, et des panneaux photovoltaïques pour capter l'énergie du rayonnement solaire. Les sites d'implantation des éoliennes présentes souvent des bonnes conditions d'ensoleillement, sont dotés d'un branchement au réseau électrique et disposent de fondations résistantes à des conditions extrêmes et de voies d'accès. Par ailleurs, les panneaux solaires peuvent pallier, au moins en partie, au caractère aléatoire de l'énergie éolienne, lié à l'intermittence du vent.
[0005] L'utilisation d'espace supplémentaire et la condamnation d'espace au sol pour l'entretien à proximité des éoliennes est toutefois un facteur limitant la diffusion de ces sites hybrides.
[0006] Le traitement de fin de vie des pales d'éolienne est un thème d'attention mondiale. Il arrive régulièrement que les pales soient démontées pour faire place à des nouvelles pales plus performantes. La majorité des pales sont fabriquées en matériaux composites de résines thermodurcissables et fibres de verre, aramide ou carbone qui ne sont pas recyclables par les procédés usuels. Les pales sont généralement traitées comme déchets à la fin de leur vie technique. Elles sont incinérées, avec émission de polluants et microparticules, ou parfois, par manque de procédés économiques pour le broyer ou concasser, simplement ensevelies dans des terrains de décharge. Les anciennes pales non utilisées ont un coût important comme la seule composante non recyclable d'une éolienne. [0007] Les installations photovoltaïques en des milieux isolés ou de montagne présentent des défis spéciaux, par exemple elles doivent supporter les rigueurs du climat et les chutes de neiges.
[0008] Il y a dès lors un besoin d'un produit solaire permettant la réalisation d'installations solaires efficaces et économique.
Bref résumé de l'invention [0009] Un but, parmi d'autres, de la présente invention est de proposer un système photovoltaïque exempt des limitations susmentionnées. [0010] Un autre but de l'invention est de proposer une réutilisation des pales d'éoliennes en fin de vie pour éviter qu'elles ne deviennent des déchets. Ce but peut être combiné avec d'autres, ou indépendant.
[0011] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen de l'objet des revendications annexées, et notamment par une installation photovoltaïque comprenant une structure verticale, une pluralité d'éléments photovoltaïques, chaque élément photovoltaïque comprenant au moins une poutre soutenue en porte-à-faux par la structure verticale et une pluralité de panneaux photovoltaïques, caractérisée en ce que les poutres comprennent des pales d'éolienne à axe horizontal ou en des sections de pales d'éolienne à axe horizontal. La structure est ouverte vers le dessous et les panneaux photovoltaïques sont préférablement bifaciaux, pour capter la lumière diffusée.
[0012] L'invention peut comporter plusieurs caractéristiques additionnelles qui, sans être essentielles, sont avantageuses. Par exemple,
La structure verticale peut être un mât d'une éolienne à axe horizontal en fonction, ou un moignon de mât d'éolienne désaffectée, ou une chemise encerclant un mât d'éolienne. Les modules photovoltaïques peuvent être monté sur une pluralité de colliers superposés qui encerclent la structure verticale. Les colliers, pivotant autour un axe vertical, peuvent orienter les modules et réaliser, selon les conditions météorologiques, une configuration déployée avec les modules espacés régulièrement pour maximiser la collecte de lumière, ou une configuration repliée dans laquelle les modules sont superposés et alignés avec la direction du vent, pour résister à des conditions météorologiques adverses.
[0013] Lorsque l'installation photovoltaïque de l'invention est combinée avec une turbine éolienne en exercice. La production d'énergie solaire peut venir en complément de la génération d'énergie éolienne en conditions de vent modéré. En condition de vent violent, La ligne électrique desservant la turbine est chargé complètement par le courant d'origine éolienne et on peut replier les modules photovoltaïques sans inconvénients. [0014] Par ailleurs, l'invention peut comporter un pilier secondaire de soutien supportant l'installation photovoltaïque dans la configuration repliée. Dans une variante ce pilier secondaire est un mât vertical placé en aval du mât principal de l'éolienne, en aval par rapport à la direction des vents dominants, et supporte un module photovoltaïque fixe, une extrémité de la poutre étant appuyée avec sur le pilier secondaire et l'autre fixée sur un collier fixe, non pivotable, encerclant la structure verticale.
Dans la configuration repliée, tous les modules photovoltaïques sont superposés sous le module supérieur fixe.
[0015] On peut aussi prévoir des systèmes articulés pour incliner les poutres par rapport à l'horizontal par pivotement autour d'un axe horizontal.
[0016] Plusieurs modalités d'installation des panneaux sur la poutre sont possibles : on peut disposer sur la poutre une pluralité de traverses horizontales, par exemple, fixées sur la poutre à angle droit en leur milieu, et faire porter aux traverses une rangée double de panneaux photovoltaïques chacune. Avantageusement, cette disposition permet d'absorber les flexions de la poutre. Les traverses peuvent être connecté à la poutre par des moyens de serrage, par exemple.
[0017] L'invention est aussi réalisée par un procédé de construction d'une installation photovoltaïque comprenant les étapes de : procurer une pluralité de pales d'éolienne ou de sections de pale d'éolienne formant des poutres : assembler une pluralité de éléments photovoltaïques chacun comprenant un ensemble de panneaux photovoltaïques reliés à une poutre ou à plusieurs poutres ; relier une extrémité des poutres à une structure verticale pour soutenir les modules photovoltaïques en porte-à-faux.
[0018] Les revendications dépendantes illustrent des caractéristiques avantageuses mais pas essentielles de l'invention, parmi lesquelles : le fait que les panneaux photovoltaïques de chaque élément photovoltaïque sont disposés dans un plan, par exemple horizontal ; la capacité de pivoter les poutres autour de l'axe de la structure verticale et/ou de les incliner par rapport à l'horizontale par pivotement autour d'un axe horizontal ; une pluralité de colliers pivotables autour de l'axe de la structure verticale sur lesquels sont montés les éléments photovoltaïques ; l'utilisation de panneaux photovoltaïques bifaciaux.
[0019] Lorsqu'on indique que les modules photovoltaïques sont "plats" ou gisent dans un plan, il ne faut pas entendre par cela que les modules sont contenus dans un plan géométrique idéal, mais que leur disposition est essentiellement planaire, tout en admettant les déformations inévitables due à la flexibilité des matériaux. Les pales d'éolienne à axe horizontal ont la capacité de supporter des charges statiques et dynamiques très importantes, et peuvent très bien soutenir une importante surface de panneaux solaires. Sous charge elles peuvent développer une flèche d'un mètre ou plus. Compte tenu de leurs grandes dimensions, ces déformations restent modestes.
[0020] Par rapport à l'art antérieur, l'invention permet plusieurs avantages : On peut déployer des importantes surfaces photovoltaïques par éolienne équipés, avec un coût matériel réduit, et en réutilisant des pales de éoliennes de récupération qui normalement représentent un coût. On estime la production photovoltaïque de l'invention à 1-3 GWh par éolienne équipée. L'invention est compatible avec les installations existantes et ne demande pas de modifications importantes aux éoliennes et utilise les infrastructures électriques déjà en place, ainsi que le socle de fondation de l'éolienne comme appui.
[0021] De plus, l'invention permet de concentrer l'impact des ressources (EROI) et l'utilisation du sol tout en offrant des avantages collatéraux important pour la faune, l'agriculture, le bruit, et réduit les dangers liés aux projections des pales.
[0022] L'invention fait usage, dans des modes de réalisation, de pales d'éolienne réutilisées. A différence du recyclage qui permet de réintroduire les matériaux des produits en fin de vie dans la fabrication de nouveaux produits, la réutilisation conserve la structure du produit tout en l'affectant à un emploi différent. Dans le contexte de l'invention, cela comprend des structures aérodynamiques conçues pour l'utilisation dans un rotor d'éolienne qui sont affectée à un autre usage après l'utilisation initiale. On inclut aussi dans les pales réutilisées des produits neufs qui n'ont jamais été utilisés dans l'application initialement prévue, soit car non conformes aux spécifications, soit pour d'autres raisons. La réutilisation, (aussi appelée reciblage) ne nécessite pas de broyer ou concasser le produit original, mais peut inclure quelques étapes de préparation et transformation, par exemple de coupe, peinture, perçage, assemblage, et ainsi de suite. Dans le contexte de l'invention, on peut par exemple utiliser soit des pales entières, soit des sections de pales coupées à la longueur voulue.
Brève description des figures
[0023] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
• Les figures 1a et 1b illustrent une installation photovoltaïque selon l'invention, installée sur un mât d'une éolienne, en configuration déployée.
• La figure 2 illustre l'installation photovoltaïque de l'invention en configuration compacte.
• La figure 3 montre un module photovoltaïque monté sur une pale d'éolienne
• La figure 4 illustre certains avantages de l'installation photovoltaïque de l'invention en exercice en sur un mât d'éolienne
• La figure 5 montre l'installation photovoltaïque de l'invention après la fin de vie de l'éolienne associée.
• La figure 6 illustre une variante de l'invention.
• La figure 7 illustre une variante de l'invention avec un pilier de support secondaire dans la configuration repliée • La figure 8 illustre une disposition alternative du module photovoltaïque de l'invention sur une pale d'éolienne à axe horizontal réutilisée
• La figure 9 illustre une réalisation possible de la liaison entre une pale d'éolienne à axe horizontal et le module photovoltaïque de l'invention.
• La figure 10 illustre un exemple de l'invention avec une chemise encerclant le mât d'éolienne pour soutenir les modules photovoltaïques.
[0024] Dans les figures, les éléments remarquables sont signalés par des symboles de référence repris dans le texte. Le même symbole est utilisé pour désigner éléments distincts identiques ou équivalents par fonction. Lorsqu'un élément est présente en une pluralité d'exemplaires, une partie seulement est signalé par un symbole pour ne pas encombrer les figures.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
[0025] La figure 1a illustre un exemple de site hybride de production d'énergie comprenant une éolienne et une installation photovoltaïque selon l'invention. L'éolienne illustrée est de type à axe horizontal, avec un mât 41 portant une nacelle 43 qui abrite les machines électriques nécessaires à la conversion de l'énergie kinétique du rotor 45 en électricité. L'éolienne de la figure 1a est un exemple non limitant. L'invention eut être appliquée à des mâts d'éoliennes avec une structure différente, par exemple à double rotor.
[0026] L'installation photovoltaïque comporte une pluralité de modules 16, préférablement identiques, dont un exemple est illustré sur la figure 3. Chaque module est soutenu par une structure idéalement constituée d'une pale réutilisée d'éolienne 25, ou par une section de pale d'éolienne, qui est connectée en porte-à-faux par la structure verticale 41. Avantageusement, les pales d'éolienne, même après plusieurs ans de service, ont la capacité de supporter des charges statiques et dynamiques très importantes, et peuvent très bien soutenir une importante surface de panneaux solaires 18. [0027] Dans une variante de l'invention les panneaux solaires 18 des modules 16 sont des structures planes, nommés aussi "feuilles", comme illustré par la figure 3. Les panneaux solaires 18 sont préférablement bifaciaux pour récolter, en plus du rayonnement solaire direct, aussi la lumière diffusée par le sol, par la végétation et par la neige.
[0028] La figure 3 illustre des modules 16 comprenant chacun une seule poutre 25. L'invention comprend toutefois aussi des variantes, non illustrées, avec plusieurs poutres en chaque module 16. Les poutres peuvent être arrangés parallèles, en "V", ou dans n'importe quelle disposition appropriée et peuvent comporter une ou plusieurs pales d'éolienne ou sections de pales d'éolienne. Les pales d'éolienne peuvent aussi participer à la construction des nervures 26 ou du cadre 28.
[0029] Malgré l'ombre projetée par le mât 41 et le rotor 45, les conditions d'ensoleillement des éoliennes sont souvent excellentes. Les sites d'implantation des éoliennes sont reliés au réseau de transmission électrique, sont généralement pourvu d'une route d'accès, et l'installation d'installation photovoltaïques y est très favorable. Par ailleurs, l'énergie générée par les panneaux photovoltaïques peut être utilisée par l'éolienne en situation de calme de vent, pour faire fonctionner des équipements de service ou démarrer le rotor lorsqu'il n'est pas possible ou envisageable prélever l'énergie requise du réseau électrique.
[0030] On peut aussi concevoir de coupler l'installation photovoltaïque avec un système de stockage d'énergie, par exemple un électrolyseur pour générer de l'hydrogène, des pompes pour refouler de l'eau dans un bassin idoine, des batteries, ou tout autre système de stockage, On peut également utiliser l'énergie sur place, par exemple pour désaliniser de l'eau de mer.
[0031] La structure de la "feuille" photovoltaïque 16 permet avantageusement de replier les modules et/ou réduire la surface photovoltaïque active, comme illustrée sur les figures 1a, 1b et 2. A ce but, ls modules 16 sont montés à différent niveaux sur des colliers de support 23, de manière à pouvoir se chevaucher. La surface active de l'installation peut alors être changée en faisant pivoter les colliers autours de l'axe vertical 71 (voir figure 1 b) du mât 41 ou de la structure verticale de support. Les figures 1a et 1b montrent une configuration complètement déployée qui maximise la surface active, tandis que la figure 2 montre une possible configuration repliée, pour minimiser la prise au vent ou pour faire tomber la neige, par exemple. Cette structure repliée peut potentiellement reposer sur un pilier de soutien, non illustrée dans la figure, pour supporter des charges plus élevées dans cette configuration.
[0032] Les figures montrent deux modules solaires sur chaque collier 23. Cette configuration et équilibrée et permet de limiter la hauteur de la structure, mais on peut envisager des variantes permettant un repliement plus serré, dans lesquelles chaque collier porte une seule "feuille" photovoltaïque 16. On peut aussi imaginer des variantes avec deux, trois ou plus "feuilles" 16 par collier.
[0033] Le mouvement des collier 23 et des modules 16 est assuré par des moteurs électriques, préférablement contrôlés automatiquement ou à distance, non illustrés.
[0034] L'installation photovoltaïque de l'invention offre plusieurs avantages. La figure 4 illustre une installation hybride selon l'invention : les panneaux 18 couvrent une vaste zone 50 au pied du mât 41 qui est protégée du rayonnement solaire, et du givre. Elle peut être utilisée comme zone ombragée pour le bétail, pour des cultures, et pour protéger des pistes de ski ou des chemins de randonnée des projections de glace. Les modules solaires 15 permettent aussi d'atténuer considérablement, dans une zone déterminée, le bruit produit par le rotor 45.
[0035] Par ailleurs, on peut utiliser la structure photovoltaïque de l'invention dans des études sur les collisions d'oiseaux et chauve-souris avec le rotor de l'éolienne. Ces études sont normalement difficiles et cher en raison de la végétation, et comportent des coupes régulières des herbes au pied du mât, Grâce à l'invention, les victimes des chocs tombant sur les panneaux solaires (flèche 60) peuvent être facilement comptées et reconnues visuellement.
[0036] A la fin de vie de l'éolienne, le mât et les machines électriques sont recyclés. Les fondations, cependant, sont souvent abandonnés sur place, ou bien seulement les couches superficielles des fondations sont démantelées. On peut avantageusement conserver un moignon de mât 42 pour soutenir l'installation photovoltaïque et continuer la production d'énergie électrique, comme visible sur la figure 5.
[0037] Le mouvement des modules photovoltaïques ne se limite pas forcément à une rotation autour de l'axe vertical. On peut envisager des variantes dans lesquelles les modules photovoltaïques peuvent être inclinés par rapport à l'horizontale, comme illustrés par la figure 6. Pour simplifier le dessin, la figure 6 montre seulement quatre pales 25 sans la couverture de panneaux photovoltaïques 18. Dans cet exemple les modules photovoltaïques pivotent autour d'un axe 73 (voir figure 3) orthogonal à l'axe longitudinal des pales 25, mais on peut concevoir aussi des variantes dans lesquelles dans laquelle les modules photovoltaïques peuvent être orientés par un pivotement autour de l'axe longitudinal 72 des pales 25.
[0038] Une possible variante de l'invention comporte l'installation de modules photovoltaïques sur un mât d'éolienne comme décrit auparavant, sur des poutres de n'importe quelle nature, si l'on ne dispose pas de pales d'éolienne ayant les caractéristiques requises. Les poutres seront préférablement réalisées en métal, en bois, ou en un matériau recyclable ou réutilisable.
[0039] La figure 7 illustre une variante de l'invention avec un pilier vertical excentré offrant un soutien secondaire à l'installation dans la configuration repliée. L'installation comporte huit modules photovoltaïques 16 superposés, chacun avec une pale d'éolienne réutilisée 25 formant une poutre horizontale. Il faut comprendre que ces nombres ne sont pas des caractéristiques essentielles et que l'installation pourrait comporter plus ou moins de modules. Le collier supérieur 24 est fixe et le module photovoltaïque le plus haut est soutenu aux deux extrémités en permanence par le collier 24 qui est solidaire du mât 41 a une extrémité et par le pilier secondaire 48 à une autre extrémité opposée. Le pilier secondaire 48 est préférablement installé en aval du mât 41 par rapport à la direction des vents dominants, à une position qui n'interfère pas avec l'opération et l'entretien de l'éolienne.
[0040] Lorsque les colliers portent un seul module photovoltaïque, comme représenté, on peut prévoir un contrepoids 21 en position diamétralement opposé à l'emplanture de la poutre 25 pour équilibrer chaque étage. Cela n'est pas toutefois essentiel : les colliers peuvent porter deux ou plus modules chacun et le contrepoids pourrait en quelques cas être omis.
[0041] Les colliers 23 sous-jacents au collier 24 sont capables de tourner autour de l'axe vertical du mât 41 et portent chacun un module photovoltaïque 16. Les poutres 25 sont des pales d'éolienne à axe horizontale réutilisés, et chaque poutre 25 est fixé sur un collier 24, par exemple par l'emplanture déjà existante, prévue à l'origine pour monter les pales sur le moyeu de la turbine éolienne.
[0042] Les modules photovoltaïques portés par les colliers 23 peuvent assumer la configuration repliée comme illustré sur la figure, avec tous les modules superposés et couverts par le module supérieur immobile, ainsi qu'une configuration déployée dans laquelle les modules photovoltaïques sont espacés régulièrement pour maximiser la récolte de lumière. Préférablement, dans la position repliée illustrée, les modules photovoltaïques appuient sur le support secondaire 48, ainsi que par le mat 41. Cela peut être obtenu par des appuis régulièrement espacés en hauteur sur le pilier auxiliaire, ou par tout autre moyen idoine. [0043] L'actionnement des collier tournant 23 peut s'obtenir de plusieurs manières. Une solution préférée consiste à entraîner le collier le plus bas avec un groupe moteur-réducteur 83 le long d'un angle de 315°, et que le collier inférieur entraîne successivement les colliers supérieurs selon des arcs progressivement décroissant de 270°, 225°, 180°, 135°, 90°, 45°, donnant lieu à une distribution régulière avec huit modules à angles égaux. Des butées (non visibles) sont prévues pour transmettre la rotation d'un collier au collier immédiatement supérieur dans les secteurs angulaires voulus. D'autres solutions sont toutefois possibles. Avantageusement, on peut réutiliser les moteurs électriques normalement employés pour la rotation des nacelles des turbines éoliennes pour l'actionnement de l'installation solaire de l'invention, les performances requises pour les deux applications étant comparables.
[0044] L'espace entre le collier inférieur et le sol peut être protégé par un abri 80 délimitant un espace technique et de maintenance pour les installations électriques et mécaniques nécessaires au bon fonctionnement de l'installation solaire. Cet abri peut protéger les onduleurs nécessaires pour transférer la puissance photovoltaïque sur un réseau CA, ainsi que le moteur 83.
[0045] La figure 8 montre une disposition des panneaux photovoltaïques dans un module photovoltaïque alternative à celle représentée sur la figure 3. En cette variante, la pale 25 porte une pluralité de traverses horizontales 26 qui la coupent à angle droit et sont régulièrement distribuées sur la longueur. Chaque traverse 26 est fixée sur la pale 25, par exemple par des structures 27 qui serrent la pale 25 s'appuyant sur l'extrados et sur l'intrados, comme il est représenté sur la figure 9. Les traverses s'étendent symétriquement des deux côtés de la pale 25. La géométrie du serrage sera étudiée en fonction de la structure interne de la pale d'éolienne 25, notamment par rapport à la position des renforts internes (représentés sommairement en section). [0046] Chaque traverse est équipée d'une double rangée de modules photovoltaïques 18. Avantageusement, les traverses sont indépendantes les unes des autres, et peuvent suivre les flexions inévitables de la pale 25 sans transmettre des efforts dangereux aux panneaux 18.
[0047] La Figure 10 illustre schématiquement une variante de l'invention dans laquelle un mât d'éolienne à axe horizontal 41 est encerclé par une chemise 91. La chemise 91 est installé autour du mât 41 préalablement au montage des colliers 23 et des modules photovoltaïques 16, en sorte que les colliers 23 sont portés par la chemise 91 et non immédiatement par le mât 41. Avantageusement, la chemise ne suit pas les mouvements de flexion et oscillation du mât 41. Pour isoler mécaniquement la chemise 61 du mât 41 elle sera préférablement solidaire du mât seulement à son extrémité inférieure, ou bien ancrée directement sur le socle de fondation 49 sans contact direct avec le mât 41.
[0048] Avantageusement, lorsque la turbine éolienne a atteint la fin de sa vie technique, le mât 41 peut être entièrement démantelé et recyclé, tandis que l'installation photovoltaïque reste sur place, soutenue par la chemise 91.
[0049] Toutes les variantes de l'invention divulguées plus haut peuvent être équipés d'une chemise comme illustré ici, avec l'avantage, entre autres, d'un guidage plus précis des modules photovoltaïques en condition de vent violent. La chemise 91 ou, en son absence, le mât 41, peuvent porter des encoches 95 définissant les positions des modules photovoltaïques dans la configuration déployée.
Numéros de référence employés sur les figures
[0050]
15 installation photovoltaïque 16 module photovoltaïque 18 panneaux photovoltaïques 21 contrepoids 23 collier de support tournant 24 collier de support fixe
25 pale d'éolienne réutilisée, poutre
26 nervure
27 moyens de serrage
28 cadre 41 mât
42 structure verticale, moignon de mât
43 nacelle 45 pale d'éolienne en service, rotor 48 pilier de soutien 49 socle de fondation
50 zone protégée 60 chute
71 axe vertical
72 axe longitudinal de la poutre 73 axe transversal de la poutre
80 abri 83 moteur 91 chemise de soutien 95 encoches

Claims

Revendications
1. Installation photovoltaïque comprenant une structure verticale (41, 42), une pluralité de modules photovoltaïques (16), chaque module photovoltaïque (16) comprenant au moins une poutre (25) soutenue en porte-à-faux par la structure verticale (41, 42, 91) et une pluralité de panneaux photovoltaïques (18) soutenus par la poutre (25), caractérisée en ce que les poutres (25) comprennent des pales d'éolienne à axe horizontal réutilisés ou en des sections de pales d'éolienne à axe horizontal réutilisés.
2. Installation photovoltaïque selon la revendication précédente, comprenant une pluralité de colliers (23) sur la structure verticale (41, 42), les colliers (23) étant pivotables autour de l'axe (71) de la structure verticale, les modules photovoltaïques (16) étant montés par les poutres (25) sur les colliers (23).
3. Installation photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la structure verticale est un mât (41) d'une éolienne à axe horizontal, ou un moignon (42) d'un mât d'une éolienne à axe horizontal désaffectée, ou une structure verticale (91) qui encercle un mât d'une éolienne à axe horizontal, et dans lequel la structure verticale s'appuie sur un socle de fondation (49) de l'éolienne à axe horizontal.
4. Installation photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les poutres (25) sont pivotables autour de la structure verticales et sont fixées à plusieurs hauteurs de la structure verticale (41, 42, 91) de façon à permettre une configuration ouverte, dans laquelle les poutres sont réparties autour de la structure verticale et une configuration repliée dans laquelle les poutres sont verticalement alignées et superposées pour présenter une résistance accrue aux charges de la neige et du vent.
5. Installation photovoltaïque selon la revendication précédente, comprenant un pilier de soutien secondaire (48) supportant l'installation dans la configuration repliée.
6. Installation photovoltaïque selon la revendication précédente, comprenant un module photovoltaïque supérieur non pivotant avec une poutre dont une première extrémité est appuyée sur la structure verticale (41, 42, 91) et une deuxième extrémité est appuyée sur le pilier de soutien secondaire (48).
7. Installation photovoltaïque selon la revendication précédente, dans laquelle les modules photovoltaïques (16) s'appuient sur le pilier de soutien secondaire (48) dans la configuration repliée.
8. Installation photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les panneaux photovoltaïques (18) de chaque module photovoltaïque (16) sont disposés dans un plan.
9. Installation photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, les poutres (25) étant inclinables par rapport à l'horizontale par pivotement autour d'un axe horizontal (72, 73).
10. Installation photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les panneaux photovoltaïques (18) sont bifaciaux.
11. Installation photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, chaque module photovoltaïque comprenant une pluralité de traverses horizontales (26) fixées sur la poutre (25) à angle droit en leur milieu, chaque traverse horizontale (26) portant une double rangée de panneaux photovoltaïques horizontaux (18).
12. Installation photovoltaïque selon la revendication précédente, chaque traverse ayant une structure de serrage en son milieu, configurée pour serrer la pale d'éolienne comprise dans la poutre (25).
13. Procédé de construction d'une installation photovoltaïque (15) comprenant les étapes de : procurer une pluralité de pales d'éolienne à axe horizontal ou de sections de pale d'éolienne à axe horizontal (25) formant des poutres : assembler une pluralité de modules photovoltaïques (16) chacun comprenant un ensemble de panneaux photovoltaïques (18) reliés à une poutre ou à plusieurs poutres ; relier une extrémité des poutres (25) à une structure verticale (41, 42, 91) pour soutenir les modules photovoltaïques en porte-à-faux.
14. Procédé de construction selon la revendication précédente, comprenant en l'installation d'une pluralité de colliers (23) sur la structure verticale (41, 42, 91), les colliers étant pivotables autour d'un axe vertical (71), dans lequel les extrémités des poutres (25) sont reliés aux colliers (23).
15. Procédé de construction selon la revendication précédente, comprenant la d'un pilier de soutien secondaire (48) vertical en aval de la structure verticale selon la direction des vents dominants, pose d'un collier (24) non pivotable au-dessus des colliers (23) pivotables, installation d'un module photovoltaïque fixe dont la poutre (25) est soutenue par la structure verticale (41) et par le pilier de soutien secondaire (48).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115773204A (zh) * 2022-11-15 2023-03-10 北京国能风光能源科技有限公司 一种风光协同的郁金香风力发电机系统
CN117167200A (zh) * 2023-08-31 2023-12-05 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种利用风机塔筒安装光伏板发电的装置及方法
DE102022134928A1 (de) * 2022-12-28 2024-07-04 Werner Ilzhöfer Verwendung und Photovoltaik-Anordnung

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2023253688A1 (en) 2022-04-12 2024-10-31 Mark Daniel Farb Systems and methods for operating a cluster of fluid turbines
CA3267297A1 (fr) 2022-09-18 2024-03-21 Flower Turbines Inc. Manchons pour arbres de turbines
WO2024151908A2 (fr) 2023-01-15 2024-07-18 Mark Daniel Farb Systèmes et procédés pour opérations de turbine à fluide
CN121311675A (zh) * 2023-04-09 2026-01-09 花卉涡轮机股份有限公司 流体涡轮机操作系统和方法
IT202300017694A1 (it) * 2023-08-29 2023-11-29 Ettore Laviola Sistema di supporto per pannelli fotovoltaici e/o pale eoliche su piloni

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003008537A2 (fr) 2001-04-06 2003-01-30 Mannkind Corporation Sequences d'epitope
DE202009002259U1 (de) * 2009-02-17 2009-06-18 Hsieh, Meng-Han, Pingtung City Eine kombinierte Einrichtung zur Stromerzeugung und -speicherung mit Wind- und Solarenergie
US8564147B1 (en) * 2010-09-20 2013-10-22 Johnny L. Sharp System for solar and wind energy collection with advanced blade design
CN104113271A (zh) * 2014-06-26 2014-10-22 苏州市职业大学 风光互补发电装置及控制方法
WO2015051926A1 (fr) * 2013-10-11 2015-04-16 Tower Dynamics Llc Dispositif de support et procédés pour améliorer et construire un dispositif de support
US20170152837A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Design, Research and Analysis Corporation Portable power generating solar cell wind turbine
WO2018137290A1 (fr) * 2017-01-26 2018-08-02 珠海格力电器股份有限公司 Système de production d'énergie éolienne et photovoltaïque
US20180294769A1 (en) * 2015-10-02 2018-10-11 Smart Flower Energy Technology Gmbh Pivot and Fanning Drive for Solar Panels
CN110154274A (zh) * 2019-06-04 2019-08-23 中农绿波河北机械有限公司 退役风电叶片的回收再利用方法及分离装置
WO2019246148A1 (fr) * 2018-06-18 2019-12-26 Bluenergy Solarwind, Inc. Double éolienne à axe vertical (vawt) hybride du type darrieus et savonieus en forme triple hélicoïdale activées par énergie éolienne et solaire
WO2020083450A1 (fr) 2018-10-24 2020-04-30 Vestas Wind Systems A/S Système de commande pour une centrale électrique

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008088311A2 (fr) * 2006-12-28 2008-07-24 Bosley Brian W Appareil de montage d'un panneau solaire avec une pluralité de bras réglables indépendamment et un axe vertical rotatif
US8106593B2 (en) * 2008-10-09 2012-01-31 Nevins Michael Olen Hybrid lighting device
EP2253837A1 (fr) * 2009-05-18 2010-11-24 Lm Glasfiber A/S Pale d'éolienne fournie avec des dispositifs d'altération de flux
AT509886B1 (de) * 2010-06-29 2011-12-15 Alexander Swatek Solarmodul
KR101463529B1 (ko) 2013-03-21 2014-11-19 (주)위텍 가로수형 대용량 태양광 발전 시스템
WO2015149000A1 (fr) 2014-03-27 2015-10-01 The Board Of Regents For Oklahoma State University Véhicule aérien à atterrissage et décollage vertical sphérique
GB201509509D0 (en) 2015-06-01 2015-07-15 Imp Innovations Ltd Aerial devices capable of controlled flight
US10233903B2 (en) * 2015-10-16 2019-03-19 Primo Wind, Inc. Mobile renewable energy structures providing wireless networking and associated systems and methods
CN108809215A (zh) 2017-05-05 2018-11-13 陈则韶 在高速公路上方架设光伏电池板发电方案
CN107171619B (zh) * 2017-07-10 2023-08-18 广州开发区粤电新能源有限公司 一种多功能发电系统
DK201870542A1 (en) 2018-08-21 2020-03-24 Vestas Wind Systems A/S Method of operating a hybrid power plant to optimise pv power output
US11489484B2 (en) * 2019-04-25 2022-11-01 Vertical Solar Systems Llc Utility pole solar energy collector system

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003008537A2 (fr) 2001-04-06 2003-01-30 Mannkind Corporation Sequences d'epitope
DE202009002259U1 (de) * 2009-02-17 2009-06-18 Hsieh, Meng-Han, Pingtung City Eine kombinierte Einrichtung zur Stromerzeugung und -speicherung mit Wind- und Solarenergie
US8564147B1 (en) * 2010-09-20 2013-10-22 Johnny L. Sharp System for solar and wind energy collection with advanced blade design
WO2015051926A1 (fr) * 2013-10-11 2015-04-16 Tower Dynamics Llc Dispositif de support et procédés pour améliorer et construire un dispositif de support
CN104113271A (zh) * 2014-06-26 2014-10-22 苏州市职业大学 风光互补发电装置及控制方法
US20180294769A1 (en) * 2015-10-02 2018-10-11 Smart Flower Energy Technology Gmbh Pivot and Fanning Drive for Solar Panels
US20170152837A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Design, Research and Analysis Corporation Portable power generating solar cell wind turbine
WO2018137290A1 (fr) * 2017-01-26 2018-08-02 珠海格力电器股份有限公司 Système de production d'énergie éolienne et photovoltaïque
WO2019246148A1 (fr) * 2018-06-18 2019-12-26 Bluenergy Solarwind, Inc. Double éolienne à axe vertical (vawt) hybride du type darrieus et savonieus en forme triple hélicoïdale activées par énergie éolienne et solaire
WO2020083450A1 (fr) 2018-10-24 2020-04-30 Vestas Wind Systems A/S Système de commande pour une centrale électrique
CN110154274A (zh) * 2019-06-04 2019-08-23 中农绿波河北机械有限公司 退役风电叶片的回收再利用方法及分离装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LARSEN ET AL: "Recycling wind", REINFORCED PLASTICS, ELSEVIER ADVANCED TECHNOLOGY, NEW YORK, NY, US, vol. 53, no. 1, 1 January 2009 (2009-01-01), pages 20 - 23, 25, XP026266129, ISSN: 0034-3617, [retrieved on 20090101], DOI: 10.1016/S0034-3617(09)70043-8 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115773204A (zh) * 2022-11-15 2023-03-10 北京国能风光能源科技有限公司 一种风光协同的郁金香风力发电机系统
DE102022134928A1 (de) * 2022-12-28 2024-07-04 Werner Ilzhöfer Verwendung und Photovoltaik-Anordnung
CN117167200A (zh) * 2023-08-31 2023-12-05 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种利用风机塔筒安装光伏板发电的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116114171A (zh) 2023-05-12
CH717565A1 (fr) 2021-12-30
US12445084B2 (en) 2025-10-14
US20230246584A1 (en) 2023-08-03
CH718791A2 (fr) 2022-12-30
EP4173135A1 (fr) 2023-05-03

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