FR2973450A1 - Vertical axis renewable energy producing unit for producing renewable energy to e.g. heat high-rise building in urban environment, has hollow tube rotatably mounted in cylindrical device, where gimlet is mounted in inner side of hollow tube - Google Patents

Vertical axis renewable energy producing unit for producing renewable energy to e.g. heat high-rise building in urban environment, has hollow tube rotatably mounted in cylindrical device, where gimlet is mounted in inner side of hollow tube Download PDF

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Abstract

The unit has a hollow cylindrical device equipped with two deflectors (13) combined to form a bottleneck (8), where the unit combines a hot air source e.g. solar chimney or dwelling-house chimney, and a wind rotor. A hollow tube (3) has an external surface provided with blades (4). The hollow tube is rotatably mounted in the hollow cylindrical device. A gimlet is rotatably mounted in an inner side of the hollow tube, and a set of propellers is mounted on a mast. The solar chimney is coated with and/or made of metallic material.

Description

UNITÉ DE PRODUCTION D'ÉNERGIE RENOUVELABLE La présente invention porte sur une nouvelle unité de production d'énergie renouvelable et en particulier sur une telle unité susceptible de fonctionner sur un axe vertical. Une unité de production d'énergie renouvelable selon l'invention est particulièrement adaptée à un usage urbain où les vents linéaires et les vents tourbillonnants, également appelés turbulences, présentent des caractéristiques particulières dues à la présence de nombreux obstacles dont les tailles et l'encombrement sont variables. Les différentes applications possibles d'une telle unité de production d'énergie renouvelable sont également décrites. Le vent est créé par le chauffage hétérogène de la surface de la planète par le soleil. Le vent est une énergie renouvelable, libre d'exploitation, dont le débit est fluctuant et dépendant du relief parcouru. Les éoliennes ou rotors éoliens sont conçus pour convertir l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique qui peut être soit utilisée directement, soit, le plus souvent, utilisée pour entraîner un générateur afin de produire de l'électricité dite « verte ». En d'autres termes, le vent fait tourner un rotor éolien équipé de pales, ceci provoque l'entraînement d'un arbre connecté à un générateur produisant de l'électricité. La quantité d'énergie produite dépend de la conception de l'éolienne et notamment de son positionnement par rapport au vent, de sa hauteur, de la taille des pales, de la forme des pales, etc. La meilleure implantation pour une éolienne n'est pas forcément celle où le vent sera capté à sa vitesse maximale. En effet, ni un positionnement à l'endroit où la vitesse du vent est la plus élevée, ni un positionnement à l'endroit où le rendement est le plus élevé en fonction de la vitesse du vent, ni enfin le positionnement le plus élevé des pales, ne garantissent un rendement économique maximal. En effet, pour calculer le meilleur rendement économique, il convient de prendre en considération les moyens mis en oeuvre pour convertir cette ressource naturelle et gratuite. Ainsi, une éolienne capable de fonctionner même à de faibles vitesses de vent peut constituer un choix judicieux par rapport à une éolienne capable de fonctionner à pleine puissance à des vitesses de vent élevées uniquement. Ceci revêt une importance toute particulière en milieu urbain ou l'espace est restreint et où le vent présente certaines particularités. En milieu urbain en particulier, la possibilité de sélectionner et de positionner judicieusement une éolienne peut être complexe à étudier. Le vent y est souvent tourbillonnant à cause des nombreux obstacles de tailles et de formes différentes qu'il rencontre dans sa course. On parlera de turbulences à proximité des bâtiments. Le vent va tourbillonner le long des parois des bâtiments qu'il contourne mais également à l'arrière de ces obstacles. En milieu urbain, on privilégiera donc souvent de petites éoliennes de faible puissance qui sont susceptibles de démarrer à faible vitesse de vent. De nombreux constructeurs proposent à l'heure actuelle des éoliennes, ou rotors éoliens, à axe vertical pour une installation en milieu urbain. À ce jour, il existe une offre d'éoliennes urbaines assez importante tant pour les modèles à axe horizontal que pour les modèles à axe vertical. Leurs contraintes d'installation sont variées et leurs rendements de production le sont également. Lesdits rendements sont généralement faibles par rapport aux grandes éoliennes placées hors des milieux urbains. On citera à titre d'exemple le modèle décrit dans la demande de brevet français FR2939172 (Aeolta®) qui est une éolienne de toiture à axe horizontal à placer sur le faîte dudit toit. Le rotor éolien équipé de pales en forme de « S » exploite l'effet Venturi dû à la forme du toit et à l'architecture particulière du module qui contient le rotor équipé de pales. Selon les régions, cette éolienne peut produire de 500 à 2500 kWh. Ce modèle démarre avec des vents de faible vitesse et répond donc aux contraintes d'un usage en zone urbaine. Cependant, ce modèle permet d'exploiter les vents linéaires mais ne permet pas d'exploiter les turbulences à proximité de la maison. Le modèle décrit dans la demande européenne EP09708252.3 (Windside America®) est une éolienne à axe vertical qui met en oeuvre un rotor comportant au moins deux déflecteurs et une pluralité de nervures de support allongées qui lient de façon rigide le bord extérieur du premier déflecteur au bord intérieur du second déflecteur. Ce modèle est conçu pour être installé au sol, sur un bateau ou sur le faîte d'un bâtiment afin d'exploiter tous types de vents, c'est-à-dire également les vents turbulents. Le principe de fonctionnement nécessite la rotation des deux déflecteurs donc il faut un certain débattement pour que le dispositif puisse fonctionner. The present invention relates to a new unit for producing renewable energy and in particular to such a unit capable of operating on a vertical axis. A renewable energy production unit according to the invention is particularly suited to urban use where linear winds and swirling winds, also called turbulence, have particular characteristics due to the presence of numerous obstacles, the size and bulk of which are variable. The various possible applications of such a renewable energy production unit are also described. The wind is created by the heterogeneous heating of the surface of the planet by the sun. Wind is a renewable energy, free of exploitation, whose flow is fluctuating and dependent on the terrain traveled. Wind turbines or wind turbines are designed to convert the kinetic energy of the wind into mechanical energy that can either be used directly or, most often, used to drive a generator to produce so-called "green" electricity. In other words, the wind rotates a wind rotor equipped with blades, this causes the drive of a shaft connected to a generator producing electricity. The amount of energy produced depends on the design of the wind turbine and particularly its positioning relative to the wind, its height, the size of the blades, the shape of the blades, etc. The best location for a wind turbine is not necessarily the one where the wind will be captured at its maximum speed. Indeed, neither positioning at the location where the wind speed is the highest, nor positioning at the place where the yield is the highest according to the wind speed, nor finally the highest positioning of blades, do not guarantee a maximum economic return. In fact, in order to calculate the best economic return, the means used to convert this natural and free resource must be taken into consideration. Thus, a wind turbine capable of operating even at low wind speeds may be a wise choice compared to a wind turbine capable of operating at full power at high wind speeds only. This is particularly important in urban areas where space is limited and the wind has certain peculiarities. Especially in urban areas, the ability to properly select and position a wind turbine can be complex to study. The wind is often swirling because of the many obstacles of different sizes and shapes that he encounters in his race. We will talk about turbulence near buildings. The wind will swirl along the walls of buildings that it bypasses but also behind these obstacles. In urban areas, therefore, small, low-power wind turbines that are likely to start at low wind speeds will often be favored. Many manufacturers currently offer wind turbines, or wind turbines, vertical axis for an installation in urban areas. To date, there is a significant supply of urban wind turbines for both horizontal and vertical axis models. Their installation constraints are varied and their production yields are also varied. These yields are generally low compared to large wind turbines placed outside urban areas. By way of example, mention may be made of the model described in French patent application FR2939172 (Aeolta®), which is a horizontal axis wind turbine to be placed on the ridge of said roof. The wind rotor equipped with "S" shaped blades exploits the Venturi effect due to the shape of the roof and the particular architecture of the module which contains the rotor equipped with blades. Depending on the region, this wind turbine can produce from 500 to 2500 kWh. This model starts with low speed winds and therefore meets the constraints of use in urban areas. However, this model exploits the linear winds but does not exploit the turbulence near the house. The model described in the European application EP09708252.3 (Windside America®) is a vertical axis wind turbine which uses a rotor comprising at least two baffles and a plurality of elongate support ribs which rigidly connect the outer edge of the first deflector at the inner edge of the second deflector. This model is designed to be installed on the ground, on a boat or on the top of a building to exploit all types of winds, that is to say, also turbulent winds. The operating principle requires the rotation of the two deflectors so it takes some travel for the device to operate.

Le modèle décrit dans la demande internationale W02007021992 (Mariah Power®) est une éolienne à axe vertical composée d'un mât et d'un rotor allongé construit à partir de feuilles de pales minces qui forment deux pales incurvées soutenues sur leur longueur verticale par des supports de pales rigides faisant saillie verticalement, disposés dans des lieux radiaux différents sur ledit rotor, et renforcés par des nervures radiales. Elle est en général d'une hauteur de 9,1 m et peut générer 2000 kWh par an avec des vents moyens de 5,4 m/s. Le principe de fonctionnement nécessite la rotation des deux pales donc il faut un certain débattement pour que le dispositif puisse fonctionner. Il est idéalement placé au sol ou sur le faîte d'un toit. Le modèle décrit dans la demande internationale W02009092928 (Expansion et Développement) est un système d'éclairage urbain qui met en oeuvre l'énergie solaire et un rotor éolien. En effet, ce modèle consiste en un capteur solaire associé à deux pales de type « Savonius » combinées à trois pales de type « Darrieus » sur un axe vertical, qui génère de l'électricité pour charger une batterie située en pied de mât. Les rotors de type « Savonius » (US1697574) sont des rotors à axe vertical équipés de pales en forme de deux ou plusieurs godets demi- cylindriques légèrement désaxés. Les rotors de type « Darrieus » (US1835018) sont des rotors à axe vertical dont le fonctionnement repose sur l'effet de portance subi par un profil soumis à l'action du vent. Dans les deux cas, ces rotors son susceptibles de démarrer à faible vitesse de vent et fonctionnent en faisant peu ou pas de bruit. Ils sont donc particulièrement adaptés à un usage urbain. Leur combinaison permet d'exploiter les vents linéaires ainsi que les turbulences. L'énergie solaire permet de compenser les périodes où il n'y a pas ou trop peu de vent. Le modèle décrit dans la demande internationale W02009125031 (Hernandez Rico) est une centrale de production électrique à axe vertical exploitant à la fois l'énergie éolienne et l'énergie solaire. Elle consiste en un dispositif fermé qui présente : une partie supérieure à l'extérieur de laquelle elle présente de multiples aubes qui peuvent tourner lorsqu'elles sont mises en mouvement par le vent, une partie inférieure dont la base est équipée de prises d'air qui sont chacune reliées à une cheminée de conduction de l'air et qui font saillie à l'extérieur et se terminent au niveau de la zone des aubes, une partie intermédiaire, dite de col, dont l'extérieur est recouvert de panneaux solaires et à l'intérieur de laquelle se trouve un moulinet qui fonctionne lorsque la force du vent est insuffisante pour actionner les aubes. À l'intérieur de ce dispositif fermé il y a un générateur d'énergie qui fonctionne grâce à l'énergie solaire et l'énergie éolienne. Les dimensions rendent ce modèle exploitable en zone urbaine. Il peut être placé au sol ou sur un toit. Ces éoliennes sont généralement de petite taille par rapport aux matériels utilisés hors milieu urbain, et à axe vertical pour un gain de place. Cet axe vertical permet également d'envisager l'exploitation des vents linéaires et des turbulences propres au milieu urbain. Cependant, pour fonctionner de façon optimale, ces éoliennes urbaines doivent être placées le plus haut possible par rapport au faîte du bâtiment, au sommet d'un mât, ou encore au sol. De plus, un tel mât doit être si possible inférieur à douze mètres de hauteur pour ne pas être soumis à une demande de permis de construire sur le territoire français. Il y a donc une nécessité d'élaborer un dispositif susceptible d'exploiter les vents linéaires et les turbulences, de s'insérer harmonieusement en milieu urbain, de démarrer à faible vitesse de vent, et d'avoir un bon rendement de production d'énergie renouvelable. The model described in international application W02007021992 (Mariah Power®) is a vertical axis wind turbine composed of a mast and an elongated rotor constructed from thin blades of blades which form two curved blades supported on their vertical length by rigid blade supports projecting vertically, arranged in different radial places on said rotor, and reinforced by radial ribs. It is generally 9.1 m high and can generate 2000 kWh per year with average winds of 5.4 m / s. The operating principle requires the rotation of the two blades so it takes some travel for the device to operate. It is ideally placed on the ground or on the top of a roof. The model described in international application WO2009092928 (Expansion and Development) is an urban lighting system that uses solar energy and a wind rotor. Indeed, this model consists of a solar collector associated with two blades of type "Savonius" combined with three blades of type "Darrieus" on a vertical axis, which generates electricity to charge a battery located at the foot of the mast. "Savonius" type rotors (US1697574) are vertical axis rotors equipped with blades in the form of two or more semi-cylindrical buckets slightly offset. "Darrieus" type rotors (US1835018) are vertical axis rotors whose operation is based on the lift effect experienced by a profile subjected to the action of wind. In both cases, these rotors are likely to start at low wind speeds and operate with little or no noise. They are therefore particularly suitable for urban use. Their combination exploits linear winds and turbulence. Solar energy compensates for periods when there is no or too little wind. The model described in the international application WO2009125031 (Hernandez Rico) is a vertical axis power generation plant exploiting both wind power and solar energy. It consists of a closed device which has: an upper part outside of which it has multiple blades which can rotate when they are set in motion by the wind, a lower part whose base is equipped with air intakes each of which is connected to an air conduction chimney and protrudes outside and terminates at the level of the blade area, an intermediate portion, called a collar, the outside of which is covered with solar panels and inside which is a reel that works when the wind force is insufficient to operate the blades. Inside this closed device there is an energy generator that operates through solar energy and wind energy. The dimensions make this model usable in urban areas. It can be placed on the ground or on a roof. These turbines are generally small compared to materials used outside urban, and vertical axis to save space. This vertical axis also makes it possible to consider the operation of linear winds and turbulence specific to the urban environment. However, to function optimally, these urban wind turbines must be placed as high as possible in relation to the ridge of the building, at the top of a mast, or on the ground. In addition, such a mast must if possible be less than twelve meters in height to avoid being subject to a building permit application on French territory. There is therefore a need to develop a device capable of exploiting linear winds and turbulence, to fit harmoniously in an urban environment, to start at low wind speed, and to have a good output of production. renewable energy.

La présente invention porte sur une unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical qui exploite à la fois l'énergie du vent ou énergie éolienne, et une source de chaleur telle l'énergie solaire. Elle consiste en un dispositif cylindrique creux (2) à axe vertical qui capte aussi bien les vents linéaires que les turbulences, ledit dispositif cylindrique creux (2) contient un tube creux (3) équipé de pales (4) et monté en rotation, ledit tube creux (3) contient un élément également monté en rotation, tel une vrille (6) ou une hélice (5). Le vent capté par l'unité de production d'énergie renouvelable (1) circule dans le dispositif cylindrique creux (2) dont l'une des parties fait par exemple office de cheminée solaire ; en effet le soleil va chauffer cet air circulant et par conséquent favoriser son mouvement vers le haut de l'unité de production (1). Ce mouvement d'air de bas en haut est susceptible de provoquer le mouvement de l'élément monté en rotation qui est soit une vrille (6) soit une hélice (5). Par ailleurs, les turbulences vont être captées par les prises d'air (12) qui sont constituées par des déflecteurs (13), montés mobiles ou non. Cet air en mouvement va entraîner la rotation du tube creux (3) à l'intérieur du dispositif cylindrique creux (2) grâce au phénomène d'accélération du vent au droit du goulot d'étranglement (8), également appelé effet Venturi. Dans un mode de réalisation donné, l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est composée de trois parties : une partie inférieure qui capte les turbulences par l'intermédiaire de prises d'air (12) ou directement à l'extrémité du dispositif cylindrique creux (2), une partie intermédiaire qui fait office de cheminée solaire, et une partie supérieure qui porte les déflecteurs (13) montés mobiles ou non. L'invention décrit et revendique une unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical qui combine une source d'air chaud ascensionnel et un rotor éolien, qui comprend un dispositif cylindrique creux (2) équipé de deux déflecteurs (13) formant goulot d'étranglement (8), un tube creux (3) équipé de pales (4) sur sa surface extérieure et monté en rotation dans le dispositif cylindrique creux (2), et un élément monté en rotation à l'intérieur du tube creux (3). La source d'air chaud ascensionnel est sélectionnée parmi une cheminée solaire (7) située sous la partie de l'unité de production d'énergie renouvelable portant les déflecteurs (13), et la cheminée d'un lieu d'habitation (10) qui évacue de l'air chaud et/ou des fumées. The present invention relates to a vertical axis renewable energy production unit (1) that exploits both wind energy and wind energy, and a heat source such as solar energy. It consists of a hollow cylindrical device (2) with a vertical axis that captures linear winds as well as turbulences, said hollow cylindrical device (2) contains a hollow tube (3) equipped with blades (4) and mounted in rotation, said hollow tube (3) contains an element also mounted in rotation, such as a swirler (6) or a propeller (5). Wind collected by the renewable energy production unit (1) circulates in the hollow cylindrical device (2), one of the parts of which for example serves as a solar chimney; indeed the sun will heat this circulating air and therefore promote its movement up the production unit (1). This upward movement of air is capable of causing the movement of the rotatably mounted member which is either a spin (6) or a propeller (5). Moreover, the turbulence will be sensed by the air intakes (12) which are constituted by deflectors (13), mounted mobile or not. This air moving will cause the rotation of the hollow tube (3) inside the hollow cylindrical device (2) due to the phenomenon of wind acceleration right of the bottleneck (8), also called Venturi effect. In a given embodiment, the renewable energy production unit (1) according to the invention is composed of three parts: a lower part which captures the turbulences by means of air intakes (12) or directly at the end of the hollow cylindrical device (2), an intermediate portion which acts as a solar chimney, and an upper part which carries the baffles (13) mounted movable or not. The invention discloses and claims a vertical axis renewable energy generating unit (1) which combines a rising hot air source and a wind rotor, which comprises a hollow cylindrical device (2) equipped with two baffles (13). forming a bottleneck (8), a hollow tube (3) equipped with blades (4) on its outer surface and rotatably mounted in the hollow cylindrical device (2), and a member rotatably mounted within the tube hollow (3). The ascending hot air source is selected from a solar chimney (7) located under the portion of the renewable energy generating unit carrying the baffles (13), and the chimney of a dwelling place (10) which evacuates hot air and / or fumes.

La cheminée solaire (7) est constituée d'un matériau susceptible de capter et de transmettre l'énergie solaire à l'intérieur du dispositif cylindrique creux (2). Ce matériau est soit un revêtement externe de couleur noire, soit un revêtement externe métallique, soit un élément de structure métallique, soit un revêtement de surface plastique, soit un élément de structure réalisé dans un matériau plastique sélectionné parmi les polymères synthétiques et les fibres tissées enduites de résine ou non, et plus particulièrement le polycarbonate, le propylène et le polyéthylène de haute densité (PEHD). Suivant la nature du matériau constituant la cheminée solaire, deux phénomènes physiques distincts peuvent se produire. Dans le premier cas, si le matériau choisi est opaque, notamment de couleur noire, la transmission de la chaleur solaire à l'air en circulation va se faire par conduction. Dans le second cas, si le matériau choisi est transparent, en plus du phénomène de conduction on aura un effet de serre ; cet effet va d'autant plus chauffer l'air circulant et ainsi en accélérer le mouvement. The solar chimney (7) is made of a material capable of capturing and transmitting the solar energy inside the hollow cylindrical device (2). This material is either a black-colored outer coating, an outer metal coating, or a metal structural member, or a plastic surface coating, or a structural member made of a plastic material selected from synthetic polymers and woven fibers resin coated or not, and more particularly polycarbonate, propylene and high density polyethylene (HDPE). Depending on the nature of the material constituting the solar chimney, two distinct physical phenomena can occur. In the first case, if the selected material is opaque, especially black, the transmission of solar heat to the circulating air will be conduction. In the second case, if the selected material is transparent, in addition to the conduction phenomenon, there will be a greenhouse effect; this effect is all the more heat the circulating air and thus accelerate the movement.

Par « hélice » on entend dans la présente invention un ensemble de plusieurs pales reliées à un même axe. Cette définition englobe également une superposition d'hélices sur un même axe. Par « vrille » on entend dans la présente invention une tige hélicoïdale. L'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention présente plusieurs avantages par rapport aux modèles existants qui sont soit uniquement éoliens, soit uniquement solaires. Parmi ces avantages on citera notamment un temps de production augmenté, un encombrement moindre, une possibilité de rétractation lorsque l'unité de production d'énergie (1) ne fonctionne pas à haut régime ce qui la rend discrète en milieu urbain, et enfin l'énergie électrique non utilisée dans le réseau public peut y être recyclée. Par ailleurs, une unité de production (1) selon l'invention peut participer à l'extraction des airs viciés de l'intérieur de locaux d'habitation vers l'extérieur par un phénomène d'aspiration ; ceci représente une économie d'énergie par rapport au fonctionnement classique d'un système de ventilation mécanique contrôlée (VMC). Une unité de production (1) selon l'invention peut également participer au chauffage de locaux d'habitation par économie partielle du système de chauffage classique car le flux d'air est chauffé par la cheminée solaire. Enfin une unité de production (1) selon l'invention peut participer à la mise en température d'un capteur externe tel un capteur aérien d'une pompe à chaleur ; ceci représente une économie partielle du chauffage par une pompe à chaleur de type air/air. By "helix" is meant in the present invention a set of several blades connected to the same axis. This definition also includes a superposition of propellers on the same axis. "Spin" in the present invention means a helical rod. The renewable energy production unit (1) according to the invention has several advantages over existing models that are either only wind turbines, or only solar. Among these advantages include increased production time, less space, a possibility of retraction when the power generation unit (1) does not operate at high speed which makes it unobtrusive in urban areas, and finally l electrical energy not used in the public grid can be recycled. Furthermore, a production unit (1) according to the invention can participate in the extraction of stale air from the interior of residential premises to the outside by a suction phenomenon; this represents an energy saving compared to the conventional operation of a controlled mechanical ventilation system (VMC). A production unit (1) according to the invention can also participate in the heating of living quarters by partial saving of the conventional heating system because the air flow is heated by the solar chimney. Finally, a production unit (1) according to the invention can participate in the heating of an external sensor such as an air sensor of a heat pump; this represents a partial saving of heating by an air / air type heat pump.

Si le tirage d'air est insuffisant pour subvenir à une ventilation réglementaire (de type « Ventilation Mécanique Contrôlée » ou « VMC ») pour une habitation urbaine, il peut être envisagé d'utiliser un système d'assistance mécanique pour que le rotor éolien transmette mécaniquement son énergie à l'élément monté en rotation (15), notamment dans le cas d'une hélice interne (3). Ce système d'assistance mécanique peut être un dispositif de type courroie/poulie, de chaines coopérant entre elles ou encore un système de roues dentées. Comme détaillé ci-dessus, l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention met à profit l'effet Venturi. L'effet Venturi est un phénomène propre à la dynamique des fluides où les particules gazeuses ou liquides sont accélérées à cause d'un rétrécissement de leur zone de circulation. En effet, si le débit d'un vent linéaire est constant et que sa course se voit contrainte dans un volume plus étroit, alors la vitesse du vent augmente nécessairement. Ce phénomène est notamment observable en zone montagneuse où lorsque les particules d'air rencontrent un obstacle tel une montagne, elles sont obligées pour la franchir de la contourner ou de la surmonter ; les zones de circulation sont donc plus restreintes. Les particules sont en conséquence accélérées de manière à conserver le même débit qu'avant l'obstacle. Suivant le même phénomène, une restriction horizontale du relief dans la course linéaire du vent, un col de montagne par exemple, va provoquer l'accélération du vent en aval de cette restriction horizontale. Dans un mode de réalisation particulier l'unité de production d'énergie renouvelable selon la présente invention est intégrée au bâti pour la rendre invisible et donc parfaitement adaptée à un environnement urbain. L'unité de production d'énergie renouvelable (1) est alors prise en considération dès la conception du bâtiment et est ensuite associée à la réalisation du bâtiment. Dans cette hypothèse, l'unité de production d'énergie (1) selon l'invention peut participer à la ventilation ou au chauffage dudit bâtiment par un simple raccordement aux gaines de distribution. Là encore des économies d'énergie seront réalisées. La présente invention porte sur une unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical qui combine une cheminée solaire et un rotor éolien, caractérisée en ce que ladite unité de production (1) comprend un dispositif cylindrique creux (2) équipé de deux déflecteurs (13) formant goulot d'étranglement (8), un tube creux (3) équipé de pales (4) sur sa surface extérieure et monté en rotation dans le dispositif cylindrique creux (2), et un élément monté en rotation à l'intérieur du tube creux (3). Comme détaillé ci-dessus, une unité de production d'énergie renouvelable selon l'invention est constituée de trois parties dont une partie intermédiaire comporte une cheminée solaire (7) dont l'objectif est d'accélérer le mouvement d'air à l'intérieur du dispositif cylindrique creux (2). Ladite cheminée solaire (7) est une partie du dispositif cylindrique creux (2), et en particulier sa partie intermédiaire. Pour répondre aux contraintes techniques de l'unité de production (1), la cheminée solaire (7) est réalisée dans un matériau solide mais léger, susceptible de capter et de transmettre l'énergie solaire. Ces matériaux sont soit des matériaux plastiques, soit des revêtements de surface métalliques, ou encore des revêtements de couleur noire. Suivant les modèles réalisés selon l'invention, l'élément monté en rotation à l'intérieur du tube creux (3) est soit une vrille (6), soit une hélice (5), soit une série d'hélices (5). If the air draft is insufficient to provide a regulated ventilation (such as "Mechanical Controlled Ventilation" or "VMC") for an urban dwelling, it may be considered to use a mechanical assistance system for the wind rotor mechanically transmits its energy to the rotatably mounted element (15), in particular in the case of an internal propeller (3). This mechanical assistance system may be a belt-type device / pulley, chains cooperating with each other or a gear system. As detailed above, the renewable energy production unit (1) according to the invention takes advantage of the Venturi effect. The Venturi effect is a phenomenon specific to fluid dynamics where gaseous or liquid particles are accelerated due to a narrowing of their circulation zone. Indeed, if the flow of a linear wind is constant and its course is constrained in a narrower volume, then the wind speed necessarily increases. This phenomenon is particularly observable in mountainous areas where when the air particles meet an obstacle such as a mountain, they are obliged to overcome it to circumvent or overcome it; traffic areas are therefore more restricted. The particles are consequently accelerated so as to maintain the same flow rate as before the obstacle. According to the same phenomenon, a horizontal restriction of the relief in the linear course of the wind, a mountain pass, for example, will cause the acceleration of the wind downstream of this horizontal restriction. In a particular embodiment, the renewable energy production unit according to the present invention is integrated into the frame to make it invisible and therefore perfectly adapted to an urban environment. The renewable energy production unit (1) is then taken into consideration from the design of the building and is then associated with the construction of the building. In this case, the power generation unit (1) according to the invention can participate in the ventilation or heating of said building by a simple connection to the distribution ducts. Here again energy savings will be realized. The present invention relates to a vertical axis renewable energy production unit (1) which combines a solar stack and a wind rotor, characterized in that said production unit (1) comprises a hollow cylindrical device (2) equipped with two deflectors (13) forming a bottleneck (8), a hollow tube (3) equipped with blades (4) on its outer surface and rotatably mounted in the hollow cylindrical device (2), and a member rotatably mounted to inside the hollow tube (3). As detailed above, a renewable energy production unit according to the invention consists of three parts, an intermediate portion comprises a solar chimney (7) whose objective is to accelerate the movement of air to the interior of the hollow cylindrical device (2). Said solar chimney (7) is a part of the hollow cylindrical device (2), and in particular its intermediate part. To meet the technical constraints of the production unit (1), the solar chimney (7) is made of a solid but light material capable of capturing and transmitting solar energy. These materials are either plastic materials, metal surface coatings, or black coatings. According to the models made according to the invention, the element mounted in rotation inside the hollow tube (3) is either a swirler (6), or a propeller (5), or a series of propellers (5).

Dans un mode particulier de réalisation cet élément en rotation est une vrille (6). Dans un mode de réalisation préféré cet élément en rotation est une hélice (5). Cet élément monté en rotation à l'intérieur du tube creux peut être rendu solidaire dudit tube creux (3). Le mouvement d'air de bas en haut du dispositif cylindrique creux (2) est alors amplifié par la formation d'un tourbillon ascensionnel ou vortex. Ainsi, en plus du mouvement créé par les mouvements d'air et l'énergie solaire, la structure particulière de l'unité de production d'énergie (1) va permettre une amplification du flux d'air de bas en haut par un phénomène d'aspiration ou tourbillon ascensionnel. Ce phénomène peut également être assimilé à ce qui se produit dans une centrifugeuse. En effet, la combinaison d'un tube creux vertical (3) équipé de pales (4) et d'un élément vertical notamment en forme de vrille, qui est solidaire de ce tube creux (3) et placé à l'intérieur dudit tube creux (3), provoque un effet centrifuge sur l'air en mouvement de bas en haut. Enfin, l'élément en rotation dans le tube creux (3) peut lui aussi avoir un axe creux. Cet axe creux permet soit la circulation d'air en mouvement de bas en haut, soit la circulation d'un autre fluide. Il est notamment envisagé un modèle d'unité de production d'énergie renouvelable (1) dans lequel deux fluides distincts sont susceptibles de circuler simultanément : l'un ascendant (air par ascension) et l'autre descendant (eau de pluie par gravitation). Dans ce mode de réalisation où le tube creux (3) et l'élément en rotation à l'intérieur dudit tube creux (3) sont solidaires, ledit tube creux (3) peut avoir une surface interne équipée d'une surface plane hélicoïdale. Cette surface plane hélicoïdale présente une nouvelle zone d'action de l'air en mouvement de bas en haut à l'intérieur du dispositif cylindrique creux (2) en plus des déflecteurs (13), des pales (4) et de l'élément en rotation solidaire du tube creux (3). Dans un mode de réalisation avantageux, l'unité de production (1) selon l'invention est munie d'un filet ou de tout autre moyen permettant d'empêcher que des objets ne soient aspirés dans ledit dispositif cylindrique creux (2). Ce dispositif de protection permettra notamment d'éviter que des volatiles en mouvement ne soient aspirés ou ne pénètrent volontairement dans l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention. Les Figures détaillées ci-dessous et jointes à la présente demande ne sont en rien limitatives. Elles illustrent la présente invention sans en limiter les applications et/ou les modes de réalisation. La Fig. 1 décrit une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, placée à l'angle d'un bâtiment (10), notamment d'un immeuble de grande hauteur. On distingue les trois parties détaillées ci-dessus : partie inférieure reliée au sol, partie intermédiaire formant cheminée solaire (7) et partie supérieure équipée de déflecteurs (13) formant goulot d'étranglement (8). Des prises d'air (12) sont situées dans la partie basse des déflecteurs (13) ainsi que sur les côtés desdits déflecteurs (13) de façon à capter les mouvements d'air de bas en haut du bâtiment ainsi que ceux circulant le long des parois. Le mouvement du vent autour du bâtiment (10) est illustré par une flèche (14) animée d'un mouvement circulaire de bas en haut. La Fig. 2 décrit un plan de coupe d'une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, placée à l'angle d'un bâtiment (10). On peut voir sur ce plan de coupe réalisé dans la partie supérieure de l'unité de production (1) le phénomène d'accélération du vent au droit du goulot d'étranglement (8) par effet Venturi. Les déflecteurs (13) sont fixes dans ce mode de réalisation. Les pales (4) du tube creux (3) ainsi que l'élément en rotation dans le tube creux (3) sont mis en mouvements par le vent qui circule dans l'unité de production d'énergie renouvelable (1). Le mouvement d'air circulant de façon horizontale dans le dispositif cylindrique creux (2) est illustré par une flèche (14). Le mouvement d'air vertical n'est pas illustré ici par soucis de clarté. La Fig. 3 décrit une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée à la façon d'une girouette sur un mât (9). Les déflecteurs (13) sont mobiles pour s'adapter au sens et à la force du vent. Les prises d'air (12) sont situées dans la partie basse du dispositif cylindrique creux (12) et sur les côtés des déflecteurs (13). La première partie de ce dispositif cylindrique creux (2) constitue la cheminée solaire (7). La seconde partie de ce dispositif cylindrique creux (2) supporte deux déflecteurs (13) et est équipée d'un tube creux (3) monté en rotation et portant des pales (4), qui contient un élément en rotation (15). La Fig. 4 décrit un plan de coupe d'une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée à la façon d'une girouette sur un mât (9). On peut voir sur ce plan de coupe réalisé dans la partie supérieure de l'unité de production (1) le phénomène d'accélération du vent au droit du goulot d'étranglement (8) par effet Venturi. Les déflecteurs (13) sont responsables de cet effet Venturi. Le mouvement d'air à travers le dispositif cylindrique creux (2) est illustré par une flèche (14). Ce mouvement d'air entraîne le mouvement le tube creux (3) équipé de pales (4) ainsi que l'élément en rotation (15) contenu dans le tube creux (3). Le tube creux (3) et l'élément en rotation (15) peuvent être solidaires l'un de l'autre ou non. La Fig. 5 décrit une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée à l'extrémité du conduit de cheminée d'une maison d'habitation (10). Ce dispositif est destiné à capter l'énergie éolienne des vents linéaires et des turbulences, mais également l'air chaud qui est évacué par le conduit de cheminée. La Fig. 6 décrit le principe de fonctionnement d'une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée à l'extrémité du conduit de cheminée d'une maison d'habitation. On peut voir sur ce plan de coupe réalisé dans la partie supérieure de l'unité de production (1) le phénomène d'accélération du vent au droit du goulot d'étranglement (effet Venturi) représenté par la flèche (14). Les déflecteurs (13) sont montés mobiles sur le dispositif cylindrique creux (2). On y voit également un tube creux (3) équipé de pales (4) ainsi que l'élément en rotation (15) contenu dans le tube creux (3). In a particular embodiment, this rotating element is a twist (6). In a preferred embodiment this rotating element is a helix (5). This element rotatably mounted inside the hollow tube may be secured to said hollow tube (3). The air movement from bottom to top of the hollow cylindrical device (2) is then amplified by the formation of an ascending vortex or vortex. Thus, in addition to the movement created by the movements of air and solar energy, the particular structure of the power generation unit (1) will allow an amplification of the air flow from below upwards by a phenomenon suction or swirl. This phenomenon can also be likened to what happens in a centrifuge. Indeed, the combination of a vertical hollow tube (3) equipped with blades (4) and a vertical element in particular shaped tendril, which is integral with the hollow tube (3) and placed inside said tube hollow (3), causes a centrifugal effect on the moving air from bottom to top. Finally, the rotating element in the hollow tube (3) can also have a hollow axis. This hollow shaft allows either the movement of air in motion from bottom to top, or the circulation of another fluid. In particular, a renewable energy production unit model (1) in which two distinct fluids are likely to circulate simultaneously: one ascending (air by ascension) and the other descending (rainwater by gravitation). . In this embodiment where the hollow tube (3) and the element rotating inside said hollow tube (3) are integral, said hollow tube (3) may have an inner surface equipped with a helical flat surface. This helical planar surface has a new action zone of the air moving up and down inside the hollow cylindrical device (2) in addition to the deflectors (13), blades (4) and the element rotationally integral with the hollow tube (3). In an advantageous embodiment, the production unit (1) according to the invention is provided with a net or any other means for preventing objects from being sucked into said hollow cylindrical device (2). This protection device will notably prevent volatile birds in motion from being sucked up or entering voluntarily into the renewable energy production unit (1) according to the invention. The Figures detailed below and attached to this application are in no way limiting. They illustrate the present invention without limiting the applications and / or embodiments. Fig. 1 describes a renewable energy production unit (1) according to the invention placed at the corner of a building (10), in particular a high-rise building. The three parts detailed above are distinguished: the lower part connected to the ground, the intermediate part forming a solar chimney (7) and the upper part equipped with deflectors (13) forming a bottleneck (8). Air intakes (12) are located in the lower part of the baffles (13) and on the sides of said baffles (13) so as to capture the movements of air from bottom to top of the building as well as those flowing along. walls. The movement of the wind around the building (10) is illustrated by an arrow (14) animated by a circular motion from bottom to top. Fig. 2 describes a sectional plan of a renewable energy production unit (1) according to the invention, placed at the corner of a building (10). On this cutting plane made in the upper part of the production unit (1) can be seen the phenomenon of acceleration of the wind at the right of the bottleneck (8) by the Venturi effect. The baffles (13) are fixed in this embodiment. The blades (4) of the hollow tube (3) and the element rotating in the hollow tube (3) are set in motion by the wind flowing in the renewable energy production unit (1). The movement of air flowing horizontally in the hollow cylindrical device (2) is illustrated by an arrow (14). The vertical air movement is not shown here for the sake of clarity. Fig. 3 describes a renewable energy production unit (1) according to the invention installed in the manner of a wind vane on a mast (9). The baffles (13) are movable to adapt to the direction and strength of the wind. The air intakes (12) are located in the lower part of the hollow cylindrical device (12) and on the sides of the deflectors (13). The first part of this hollow cylindrical device (2) constitutes the solar chimney (7). The second part of this hollow cylindrical device (2) supports two deflectors (13) and is equipped with a hollow tube (3) mounted in rotation and carrying blades (4), which contains a rotating element (15). Fig. 4 describes a cutting plane of a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed in the manner of a wind vane on a mast (9). On this cutting plane made in the upper part of the production unit (1) can be seen the phenomenon of acceleration of the wind at the right of the bottleneck (8) by the Venturi effect. The deflectors (13) are responsible for this Venturi effect. The movement of air through the hollow cylindrical device (2) is illustrated by an arrow (14). This movement of air causes the movement of the hollow tube (3) equipped with blades (4) and the rotating element (15) contained in the hollow tube (3). The hollow tube (3) and the rotating element (15) may be integral with each other or not. Fig. 5 describes a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed at the end of the flue of a dwelling house (10). This device is designed to capture the wind energy of linear winds and turbulence, but also the hot air that is discharged through the flue. Fig. 6 describes the operating principle of a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed at the end of the flue of a dwelling house. On this cutting plane made in the upper part of the production unit (1) can be seen the phenomenon of acceleration of the wind at the bottleneck (Venturi effect) represented by the arrow (14). The baffles (13) are movably mounted on the hollow cylindrical device (2). It also shows a hollow tube (3) equipped with blades (4) and the rotating element (15) contained in the hollow tube (3).

La Fig. 7 décrit le détail en perspective d'une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée à l'extrémité du conduit de cheminée d'une maison d'habitation. La Fig. 8 décrit une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée sur site naturel. Cette figure décrit les différents éléments de ce modèle de façon détaillée. L'élément en rotation à l'intérieur du tube creux (3) est une vrille (6) susceptible de coulisser verticalement le long du mât (9). Toute la partie supérieure de l'unité de production d'énergie renouvelable (1) est susceptible de coulisser le long du mat (9) comme ceci est visible sur les deux derniers schémas. La Fig. 9 décrit une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée sur site naturel. On peut voir sur ce plan de coupe réalisé dans la partie supérieure de l'unité de production (1) le phénomène d'accélération du vent au droit du goulot d'étranglement (8). La Fig. 10 décrit une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée sur site naturel. Cette figure détaille le fonctionnement d'une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention en cas de flux internes importants. On peut voir sur cette figure les différentes positions adoptées par les éléments mobiles de ce modèle en fonction de la force du vent. Les éléments mobiles sont le tube creux (3) équipé de pales (4), portant deux déflecteurs (13) et contenant un élément en rotation. Le dispositif sera en position haute lorsque le mouvement d'air sera suffisamment important pour soulever le poids dudit dispositif. Le dispositif sera en position basse en l'absence de mouvement d'air ou lorsque ce mouvement d'air ne sera pas assez important pour soulever le poids dudit dispositif. La Fig. 11 décrit une unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention, installée entre deux bâtiments de grande hauteur. Les bâtiments sont construits de façon à créer un goulot d'étranglement pour les vents dominants. L'unité de production d'énergie renouvelable (1) bénéficiera alors de l'effet Venturi ainsi provoqué. Fig. 7 describes the detail in perspective of a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed at the end of the chimney of a dwelling house. Fig. 8 describes a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed on a natural site. This figure describes the different elements of this model in detail. The rotating element inside the hollow tube (3) is a swirl (6) slidable vertically along the mast (9). The entire upper part of the renewable energy production unit (1) is slidable along the mat (9) as can be seen in the last two diagrams. Fig. 9 describes a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed on natural site. In this cutting plane made in the upper part of the production unit (1), it is possible to see the phenomenon of acceleration of the wind at the bottleneck (8). Fig. 10 describes a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed on a natural site. This figure details the operation of a renewable energy production unit (1) according to the invention in case of significant internal flows. We can see in this figure the different positions adopted by the moving elements of this model depending on the wind force. The movable elements are the hollow tube (3) equipped with blades (4), carrying two baffles (13) and containing a rotating element. The device will be in the up position when the air movement is large enough to lift the weight of said device. The device will be in the low position in the absence of air movement or when this movement of air will not be large enough to lift the weight of said device. Fig. 11 describes a renewable energy production unit (1) according to the invention, installed between two high-rise buildings. Buildings are constructed to create a bottleneck for prevailing winds. The renewable energy production unit (1) will then benefit from the Venturi effect thus caused.

Dans un premier mode de réalisation, l'unité de production d'énergie renouvelable selon l'invention est fixée sur l'angle d'un bâtiment d'habitation. Typiquement une telle unité de production peut être décrite en trois parties distinctes : - la partie supérieure est une partie fixe qui peut émerger au-dessus du point haut de la structure car cette position est susceptible d'améliorer le tirage naturel ; - la partie intermédiaire est la partie éolienne mobile comportant la cheminée solaire et le rotor éolien ; - la partie inférieure est une partie opaque qui permet le raccordement à un réseau urbain collectif ou un réseau particulier au bâtiment d'habitation. La partie inférieure de l'unité de production d'énergie renouvelable permet notamment le raccordement au réseau d'assainissement qui permet une évacuation des produits de condensation liés au fonctionnement de la cheminée solaire. Elle peut également servir de base à la cheminée solaire (12). Suivant le modèle réalisé, la partie intermédiaire contient la cheminée solaire. La partie supérieure de l'unité de production d'énergie renouvelable comprend les déflecteurs (13), montés mobiles ou non, qui sont responsables de l'effet Venturi. Il peut être envisagé une telle implantation sur tous les angles d'un même bâtiment. Un tel modèle est décrit dans l'exemple 1 ci-après. Dans ce mode de réalisation, il peut également être envisagé une mise en oeuvre du dispositif à l'horizontale, par exemple sur un acrotère d'immeuble. Dans cette hypothèse le flux d'air interne au tube ne pourrait simplement pas profiter du tirage naturel vertical. In a first embodiment, the renewable energy production unit according to the invention is fixed on the corner of a residential building. Typically such a production unit can be described in three distinct parts: the upper part is a fixed part which can emerge above the high point of the structure because this position is likely to improve the natural draft; the intermediate part is the mobile wind part comprising the solar chimney and the wind rotor; - The lower part is an opaque part that allows the connection to a collective urban network or a particular network to the residential building. The lower part of the renewable energy production unit allows, in particular, the connection to the sewerage network which allows the evacuation of the condensation products related to the operation of the solar chimney. It can also be used as a base for the solar chimney (12). According to the realized model, the intermediate part contains the solar chimney. The upper part of the renewable energy production unit comprises the baffles (13), mounted movable or not, which are responsible for the Venturi effect. It can be envisaged such implantation on all angles of the same building. Such a model is described in Example 1 below. In this embodiment, it may also be envisaged implementation of the device horizontally, for example on a building acroterium. In this case the air flow inside the tube simply can not take advantage of vertical natural draft.

Dans un second mode de réalisation, l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est montée mobile sur un mât (9) à la manière d'une girouette. Ce modèle est particulièrement adapté pour une implantation sur un site naturel ou dans une zone urbaine sur un mât existant. L'unité de production d'énergie renouvelable (1) est composée de déflecteurs (13) montés mobiles dont le rôle est l'application de l'effet Venturi au vent linéaire et aux turbulences. Ces mouvements d'air sont également susceptibles d'être captés par l'extrémité inférieure du dispositif cylindrique creux (2). In a second embodiment, the renewable energy production unit (1) according to the invention is movably mounted on a mast (9) in the manner of a wind vane. This model is particularly suitable for implantation on a natural site or in an urban area on an existing mast. The renewable energy production unit (1) is composed of movable mounted deflectors (13) whose role is the application of the Venturi effect to linear wind and turbulence. These air movements are also likely to be picked up by the lower end of the hollow cylindrical device (2).

Ces mouvements d'air vont mettre en mouvement de rotation le tube creux (3) équipé de pales (4) et une hélice (5) placée à l'intérieur du tube creux (3). Dans un troisième mode de réalisation, l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est placée sur la cheminée d'une maison d'habitation (voir Fig. 5). Les déflecteurs (13) sont montés mobiles pour s'adapter au vent linéaire et aux turbulences. Le tube creux (3) équipé de pales (4) contient une hélice (5) et est placé dans le prolongement de la cheminée. Le tube creux (3) et l'hélice (5) vont être mis en mouvement par effet Venturi et par l'air chaud évacué par la cheminée. Dans un quatrième mode de réalisation, l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est destinée à une implantation sur un site naturel. Elle consiste dans sa partie inférieure en un socle (11) équipé d'un mât (9) vertical et en une zone de prise d'air (12) ; dans sa partie intermédiaire en une cheminée solaire (7) ; et dans sa partie supérieure en une vrille (6) montée mobile sur le mât (9), en un tube creux (3) équipé de pales (4) et en deux déflecteurs (13) montés mobile (voir Fig. 8). L'air va être capté par les prises d'air (12) au niveau du socle (11) et par les déflecteurs (13) au niveau supérieur. Cet air va mettre en mouvement de rotation le tube ceux (3) et la vrille (6). These air movements will rotate the hollow tube (3) equipped with blades (4) and a propeller (5) placed inside the hollow tube (3). In a third embodiment, the renewable energy production unit (1) according to the invention is placed on the chimney of a dwelling house (see Fig. 5). The baffles (13) are movably mounted to accommodate linear wind and turbulence. The hollow tube (3) equipped with blades (4) contains a propeller (5) and is placed in the extension of the chimney. The hollow tube (3) and the propeller (5) will be set in motion by the Venturi effect and by the hot air evacuated by the chimney. In a fourth embodiment, the renewable energy production unit (1) according to the invention is intended for implantation on a natural site. It consists in its lower part in a base (11) equipped with a mast (9) vertical and an air intake zone (12); in its intermediate part in a solar chimney (7); and in its upper part in a twist (6) mounted on the mast (9), in a hollow tube (3) equipped with blades (4) and two movable baffles (13) (see Fig. 8). The air will be captured by the air intakes (12) at the base (11) and by the baffles (13) at the upper level. This air will rotate the tube those (3) and the spin (6).

Enfin dans un dernier mode de réalisation l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention peut être intégrée entre deux bâtiments qui soient suffisamment proches pour créer un effet Venturi entre leurs murs respectifs. Finally, in a last embodiment the renewable energy production unit (1) according to the invention can be integrated between two buildings that are close enough to create a Venturi effect between their respective walls.

Les exemples décrits ci-après ne sont aucunement limitatifs. Ils ont pour objectif d'illustrer la présente description sans en limiter les modes de réalisation. The examples described below are in no way limiting. They aim to illustrate the present description without limiting the embodiments thereof.

Exemples Examples

1. Modèle 1 Ce modèle d'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est idéalement placé entre la base et le sommet d'un bâtiment d'habitation au niveau de l'angle ou des angles dudit bâtiment. Le vent ainsi que les turbulences vont circuler dans le dispositif cylindrique creux (2). La cheminée solaire (7) va permettre le chauffage de cet air et va ainsi favoriser son mouvement vers le haut du dispositif cylindrique creux (2). Ce mouvement actionne l'hélice (5) centrale qui est elle-même combinée à un alternateur produisant de l'électricité. Le diamètre extérieur du dispositif cylindrique creux (2) est inférieur à 1m. Ce diamètre est mesuré au niveau de la cheminée solaire (7). Ce modèle est illustré par les figures 1 et 2. Typiquement pour un bâtiment d'habitation d'une hauteur de 50 mètres dans un environnement urbain de la zone Strasbourg-Entzheim (Alsace, France) où l'emprise des vents linéaires est de 16 m2 et l'emprise des turbulences est de 0,44 m2. Dans ce contexte, l'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention présente une partie transparente dont le diamètre est de 40 cm réalisée en un matériau plastique dont le diamètre est de 40 cm et la hauteur de 20 m et une partie opaque dont le diamètre est également de 40 cm (hors déflecteurs) et de 32 m de hauteur. Le volume total dans lequel l'air chauffé peut circuler est de 6,5 m3. Dans les conditions climatiques de la ville de Strasbourg (France), la vitesse du vent en moyenne annuelle est de l'ordre de 4,5 m/s. Le modèle 1 décrit ci-dessus, avec une éolienne de 20 m de haut, présente une surface de captage de 16 m2. La production annuelle est alors de 2354 kWh, selon la relation de Betz. Cette puissance est équivalente à la consommation annuelle, soit d'une ventilation mécanique simple flux d'un immeuble d'une dizaine de logements de type F5/6 (débit environ 1000 m3/h), soit d'une ventilation hygroréglable d'un immeuble d'une trentaine de logements F5/6. Les déflecteurs (13) sont susceptibles d'augmenter cette production grâce à l'effet Venturi. Dans les conditions climatiques de la ville de Strasbourg (France), la chaleur solaire en moyenne annuelle est de l'ordre de 400 W/m2. Le modèle 1 décrit ci-dessus, avec une cheminée solaire de 50 m de haut, présente une surface de captage de 20 m2. La puissance thermique est alors de 8015 W. Cette puissance est par exemple parfaitement adaptée au préchauffage de l'air frais entrant nécessaire au fonctionnement d'une VMC et un système de VMC et le dispositif selon l'invention pourraient parfaitement être combinés. 1. Model 1 This model of renewable energy production unit (1) according to the invention is ideally placed between the base and the top of a residential building at the angle or angles of said building. Wind and turbulence will flow in the hollow cylindrical device (2). The solar chimney (7) will allow the heating of this air and will thus promote its upward movement of the hollow cylindrical device (2). This movement actuates the central propeller (5) which is itself combined with an alternator producing electricity. The outer diameter of the hollow cylindrical device (2) is less than 1m. This diameter is measured at the level of the solar chimney (7). This model is illustrated by Figures 1 and 2. Typically for a residential building with a height of 50 meters in an urban environment of the Strasbourg-Entzheim area (Alsace, France) where the influence of linear winds is 16 m2 and the grip of turbulence is 0.44 m2. In this context, the renewable energy production unit (1) according to the invention has a transparent portion whose diameter is 40 cm made of a plastic material whose diameter is 40 cm and the height of 20 m and an opaque part whose diameter is also 40 cm (excluding deflectors) and 32 m in height. The total volume in which the heated air can circulate is 6.5 m3. In the climatic conditions of the city of Strasbourg (France), the annual average wind speed is of the order of 4.5 m / s. Model 1 described above, with a wind turbine of 20 m high, has a catchment area of 16 m2. The annual production is then 2354 kWh, according to Betz's relationship. This power is equivalent to the annual consumption of a simple mechanical ventilation flow of a building of about ten units of type F5 / 6 (flow approximately 1000 m3 / h), or a humidity-controlled ventilation of one building of about thirty homes F5 / 6. The deflectors (13) are likely to increase this production thanks to the Venturi effect. In the climatic conditions of the city of Strasbourg (France), the average annual solar heat is of the order of 400 W / m2. The model 1 described above, with a solar chimney 50 m high, has a catchment area of 20 m2. The thermal power is then 8015 W. This power is for example perfectly adapted to the preheating of the incoming fresh air necessary for the operation of a VMC and a VMC system and the device according to the invention could perfectly be combined.

A moindre échelle, le tirage naturel (du à la différence de température entre l'air chaud dans la cheminée et l'air plus froid en altitude à l'extérieur) génère aussi une puissance énergétique additionnelle de l'ordre de 30 à 90 kWh/an, exploitable par une hélice interne au tube creux (3). On a smaller scale, the natural draft (due to the difference in temperature between the hot air in the chimney and the colder air in altitude outside) also generates an additional energy power of the order of 30 to 90 kWh. / year, exploitable by an inner helix to the hollow tube (3).

Dans des zones géographiques plus ventées et plus ensoleillées, le dispositif selon l'invention produira une puissance énergétique et thermique bien supérieure. Ce modèle 1 peut également être mis en oeuvre à l'horizontale, par exemple sur un acrotère d'immeuble. Dans cette hypothèse le flux d'air interne au tube ne pourrait simplement pas profiter du tirage naturel vertical. In more windy and more sunny geographical areas, the device according to the invention will produce a much higher energy and thermal power. This model 1 can also be implemented horizontally, for example on a building parapet. In this case the air flow inside the tube simply can not take advantage of vertical natural draft.

2. Modèle 2 Ce modèle d'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est idéalement placé sur site naturel ou sur site urbain sur un mât existant sur un bâtiment d'habitation. Le diamètre extérieur du dispositif est inférieur à 1m. Ce diamètre est mesuré au niveau de la cheminée solaire (7). 2. Model 2 This model of renewable energy production unit (1) according to the invention is ideally placed on natural site or urban site on an existing mast on a residential building. The outer diameter of the device is less than 1m. This diameter is measured at the level of the solar chimney (7).

L'unité de production d'énergie renouvelable (1) est montée mobile sur un mât (9) à la manière d'une girouette. Cette mobilité va lui permettre de capter les vents linéaires et les turbulences, soit par effet Venturi entre les déflecteurs (13), soir par l'extrémité inférieure du dispositif cylindrique creux (2). Le vent va mettre en mouvement l'élément monté à rotation à l'intérieur du tube creux (3), ainsi que le tube creux (3) équipé de pales (4). Ce modèle est illustré par les figures 3 et 4. 3. Modèle 3 Ce modèle d'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est idéalement placé sur l'extrémité du conduit de cheminée d'une maison habitation ou d'un bâtiment. The renewable energy production unit (1) is movably mounted on a mast (9) in the manner of a wind vane. This mobility will allow it to capture linear winds and turbulence, or by Venturi effect between the baffles (13), evening by the lower end of the hollow cylindrical device (2). The wind will set in motion the rotatably mounted element inside the hollow tube (3), as well as the hollow tube (3) equipped with blades (4). This model is illustrated by FIGS. 3 and 4. 3. Model 3 This model of renewable energy production unit (1) according to the invention is ideally placed on the end of the flue of a dwelling house or of a building.

Le diamètre extérieur du dispositif est inférieur à 1m. Ce diamètre est mesuré au niveau de la cheminée solaire (7). Ce modèle est illustré par les figures 5, 6 et 7. Ce sont à la fois les vents linéaires, les turbulences et l'air chaud sortant du conduit de cheminée qui vont mettre en mouvement le tube creux (3) équipé de pales 34) et l'élément en rotation à l'intérieur du tube creux (3). La source d'air chaud est le conduit de cheminée lorsque cette dernière est en fonctionnement. 4. Modèle 4 Ce modèle d'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est idéalement placé entre le sol et le toit d'un bâtiment d'habitation au niveau de l'angle dudit bâtiment. Ce modèle est illustré par les figures 8, 9 et 10. The outer diameter of the device is less than 1m. This diameter is measured at the level of the solar chimney (7). This model is illustrated by Figures 5, 6 and 7. These are both linear winds, turbulence and hot air coming out of the flue that will set in motion the hollow tube (3) equipped with blades 34) and the rotating element inside the hollow tube (3). The hot air source is the flue when it is in operation. 4. Model 4 This model of renewable energy production unit (1) according to the invention is ideally placed between the floor and the roof of a residential building at the corner of said building. This model is illustrated by Figures 8, 9 and 10.

Le diamètre extérieur du dispositif est inférieur à 1m. Ce diamètre est mesuré au niveau de la cheminée solaire. Ce modèle d'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention consiste en un dispositif dont la base est un mat (9) monté sur un socle (11) équipé de prises d'air (12). Ce socle sert de support à une cheminée solaire (7). À l'intérieur de ce dispositif se trouve un élément monté mobile qui est susceptible de bouger le long du mat (9) en fonction de la force du vent et/ou des turbulences captés par le dispositif. Ce dispositif consiste en une vrille (6) ou tout autre élément hélicoïdal (5). Le dispositif est ensuite complété par un tube creux (3) équipé de pales (4) et monté mobile, qui vient recouvrir l'ensemble ainsi formé. Enfin, deux déflecteurs (13) montés mobiles forment un goulot d'étranglement (8) qui va exploiter l'effet Venturi. Sous l'effet du soleil, l'air capté au niveau des prises d'air du socle se réchauffe ce qui engendre un mouvement vers le haut du dispositif. Ce mouvement entraîne l'ascension de l'élément monté mobile sur l'axe. Cet élément monté mobile est une vrille qui est fixée sur un tube creux susceptible de coulisser dans un guide. Au niveau supérieur du dispositif, l'effet Venturi entraîne également la mise en mouvement des pales du tube creux. L'effet Venturi est provoqué par le goulot d'étranglement formé pas les deux déflecteurs (13). Une partie de l'électricité produite est recyclée en stockant de l'air sous pression dans une citerne placée sous le niveau du sol, sous le socle (11). Cet air sous pression servira à l'élévation des éléments mobiles sur un axe vertical de l'unité de production d'énergie renouvelable (1) en hauteur pour profiter d'éventuels vents favorables. La rétractation de ces éléments rendra l'unité de production d'énergie discrète lorsqu'elle ne sera pas en fonctionnement. 5. Modèle 5 Ce modèle d'unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'invention est conçu en même temps que plusieurs bâtiments, au moins deux, de grande hauteur. L'unité de production d'énergie renouvelable (1) est intégrée lors de la conception et de la construction des bâtiments. Le diamètre de l'unité de production d'énergie renouvelable (1) dans sa partie intermédiaire est supérieur à 1m. Ce modèle est illustré par la figure 11. The outer diameter of the device is less than 1m. This diameter is measured at the level of the solar chimney. This model of renewable energy production unit (1) according to the invention consists of a device whose base is a mat (9) mounted on a base (11) equipped with air intakes (12). This base serves as support for a solar chimney (7). Inside this device is a movably mounted member that is movable along the mat (9) depending on the wind force and / or turbulence captured by the device. This device consists of a twist (6) or other helical element (5). The device is then completed by a hollow tube (3) equipped with blades (4) and movably mounted, which covers the assembly thus formed. Finally, two movable movable deflectors (13) form a bottleneck (8) which will exploit the Venturi effect. Under the effect of the sun, the air captured at the level of the air intakes of the base heats up which causes an upward movement of the device. This movement causes the ascension of the movably mounted element on the axis. This movably mounted member is a twist which is fixed on a hollow tube slidable in a guide. At the upper level of the device, the Venturi effect also causes the blades of the hollow tube to move. The Venturi effect is caused by the bottleneck formed by the two deflectors (13). Part of the electricity produced is recycled by storing air under pressure in a cistern below ground level under the base (11). This pressurized air will be used to elevate the moving elements on a vertical axis of the renewable energy production unit (1) in height to take advantage of possible favorable winds. Retracting these elements will make the power generation unit discrete when it is not in operation. 5. Model 5 This model of renewable energy production unit (1) according to the invention is designed at the same time as several buildings, at least two, high. The renewable energy production unit (1) is integrated during the design and construction of buildings. The diameter of the renewable energy production unit (1) in its intermediate portion is greater than 1m. This model is illustrated in Figure 11.

L'unité de production selon d'énergie renouvelable (1) à axe vertical selon l'invention est placée entre deux bâtiments de grande hauteur afin de profiter de l'effet Venturi ainsi créé. Sa partie inférieure est constituée d'un socle (11) équipé de prises d'air (12) afin de capter les vents linéaires et les turbulences. Le dispositif cylindrique creux (2) contient un tube creux (3) équipé de pales (4). The renewable energy production unit (1) with a vertical axis according to the invention is placed between two buildings of great height to take advantage of the Venturi effect thus created. Its lower part consists of a base (11) equipped with air intakes (12) to capture linear winds and turbulence. The hollow cylindrical device (2) contains a hollow tube (3) equipped with blades (4).

Claims (16)

REVENDICATIONS1. Unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical qui combine une source d'air chaud ascensionnel et un rotor éolien, caractérisée en ce que ladite unité de production (1) comprend un dispositif cylindrique creux (2) équipé de deux déflecteurs (13) formant goulot d'étranglement (8), un tube creux (3) équipé de pales (4) sur sa surface extérieure et monté en rotation dans le dispositif cylindrique creux (2), et un élément monté en rotation (15) à l'intérieur du tube creux (3). REVENDICATIONS1. Renewable power generation unit (1) with a vertical axis which combines a rising hot air source and a wind rotor, characterized in that said production unit (1) comprises a hollow cylindrical device (2) equipped with two deflectors (13) forming a bottleneck (8), a hollow tube (3) equipped with blades (4) on its outer surface and rotatably mounted in the hollow cylindrical device (2), and a rotatably mounted member (15) inside the hollow tube (3). 2. Unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source d'air chaud est sélectionnée parmi une cheminée solaire et une cheminée de maison d'habitation. Vertical-axis renewable energy generating unit (1) according to claim 1, characterized in that the source of hot air is selected from a solar chimney and a dwelling house chimney. 3. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la source d'air chaud est une cheminée solaire. 3. renewable energy production unit (1) according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the source of hot air is a solar chimney. 4. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cheminée solaire (7) est recouverte et/ou constituée d'un matériau plastique sélectionné parmi les polymères synthétiques et les fibres tissées enduites de résine ou non, et plus particulièrement le polycarbonate, le propylène et le polyéthylène de haute densité (PEHD). 4. renewable energy production unit (1) according to claim 3, characterized in that the solar chimney (7) is covered and / or made of a plastic material selected from synthetic polymers and woven fibers coated with resin or not, and more particularly polycarbonate, propylene and high density polyethylene (HDPE). 5. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cheminée solaire (7) est recouverte et/ou constituée d'un matériau métallique. 5. renewable energy production unit (1) according to claim 3, characterized in that the solar chimney (7) is covered and / or made of a metallic material. 6. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'élément monté en rotation (15) à l'intérieur du tube creux (3) est solidaire dudit tube creux (3). 6. renewable energy production unit (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the rotatably mounted element (15) inside the hollow tube (3) is integral with said tube hollow (3). 7. Unité de production d'énergie renouvelable selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'élément monté en rotation (15) dans le tube creux (3) est une vrille (6). 7. renewable energy production unit according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the rotatably mounted element (15) in the hollow tube (3) is a auger (6). 8. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'élément monté en rotation dans le tube creux (3) est une hélice (5) montée sur un mât (9). 8. renewable energy production unit (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the element mounted in rotation in the hollow tube (3) is a propeller (5) mounted on a mast (9). 9. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'élément monté en rotation dans le tube creux (3) est une série d'hélices (5) montées sur un mât (9). 9. renewable energy production unit (1) according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the element mounted in rotation in the hollow tube (3) is a series of propellers (5) mounted on a mast (9). 10. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que sa partie supérieure est rétractable en fonction de la force du vent qui circule dans le dispositif cylindrique creux (2). 10. renewable energy production unit (1) according to any one of claims 1 to 9, characterized in that its upper part is retractable depending on the force of the wind flowing in the hollow cylindrical device (2). 11. Unité de production d'énergie renouvelable (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que sa partie inférieure est reliée au réseau urbain d'assainissement. 11. renewable energy production unit (1) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that its lower part is connected to the urban sanitation network. 12. Unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical selon la revendication 1, caractérisée en ce que les déflecteurs (13) sont montés immobiles et couplés de telle façon qu'ils forment un goulot d'étranglement (8) pour les turbulences et le vent. Renewable power generating unit (1) with vertical axis according to claim 1, characterized in that the baffles (13) are fixedly mounted and coupled in such a way that they form a bottleneck (8) for turbulence and wind. 13. Unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est fixée à l'angle d'un bâtiment (10) et qu'elle comprend un dispositif cylindrique creux (2) équipé de deux déflecteurs (13) immobiles formant goulot d'étranglement (8), un tube creux (3) équipé de pales (4) sur sa surface extérieure et monté en rotation, et un élément monté en rotation (15) à l'intérieur du tube creux (3). 13. The vertical axis renewable energy production unit (1) according to claim 1, characterized in that it is fixed to the angle of a building (10) and comprises a hollow cylindrical device (2). ) equipped with two stationary bottleneck baffles (13), a hollow tube (3) with blades (4) on its outer surface and rotatably mounted, and a rotatably mounted member (15) at inside the hollow tube (3). 14. Unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite unité de production (1) est montée sur un mât (9) à la manière d'une girouette et comprend un dispositif cylindrique creux (2), un tube creux (3) équipé de pales (4) sur sa surface extérieure et monté en rotation, deux déflecteurs (13) montés mobiles et formant goulot d'étranglement (8), et une hélice (5) montée en rotation à l'intérieur du tube creux (3). A vertical axis renewable energy production unit (1) according to claim 1, characterized in that said production unit (1) is mounted on a mast (9) in the manner of a wind vane and comprises a device hollow cylinder (2), a hollow tube (3) equipped with blades (4) on its outer surface and rotatably mounted, two movable and thrust-forming deflectors (13) forming a bottleneck (8), and a propeller (5) rotatably mounted within the hollow tube (3). 15. Unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite unité de production (1) est montée sur une cheminée et comprend un dispositif cylindrique creux (2), un tube creux (3) équipé de pales (4) sur sa surface extérieure et monté en rotation, deux déflecteurs (13) montés mobiles et formant goulot d'étranglement (8), et une hélice (5) montée en rotation à l'intérieur du tube creux (3). Renewable power generating unit (1) with a vertical axis according to claim 1, characterized in that said production unit (1) is mounted on a stack and comprises a hollow cylindrical device (2), a hollow tube ( 3) equipped with blades (4) on its outer surface and mounted in rotation, two deflectors (13) mounted movable and forming bottleneck (8), and a propeller (5) rotatably mounted inside the hollow tube (3). 16. Unité de production d'énergie renouvelable (1) à axe vertical selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite unité de production (1) est placée sur site naturel et comprend un socle (11), un mât (9) un dispositif cylindrique creux (2), un tube creux (3) équipé de pales (4) sur sa surface extérieure et monté en rotation, deux déflecteurs (13) montés mobiles et formant goulot d'étranglement (8), et une vrille (6) montée en rotation à l'intérieur du tube creux (3). 16. renewable energy production unit (1) with a vertical axis according to claim 1, characterized in that said production unit (1) is placed on a natural site and comprises a base (11), a mast (9) a hollow cylindrical device (2), a hollow tube (3) equipped with blades (4) on its outer surface and rotatably mounted, two movable and thrust-forming deflectors (13) forming a bottleneck (8), and a twist (6 ) rotatably mounted within the hollow tube (3).
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