WO2009092867A1 - Aerogenerateur et systeme d'eclairage tel que l'eclairage urbain ou analogue comportant un tel aerogenerateur - Google Patents

Aerogenerateur et systeme d'eclairage tel que l'eclairage urbain ou analogue comportant un tel aerogenerateur Download PDF

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WO2009092867A1
WO2009092867A1 PCT/FR2008/000075 FR2008000075W WO2009092867A1 WO 2009092867 A1 WO2009092867 A1 WO 2009092867A1 FR 2008000075 W FR2008000075 W FR 2008000075W WO 2009092867 A1 WO2009092867 A1 WO 2009092867A1
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lighting system
leds
lighting
aerogenerator
support
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Nazih El Yazigi
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Expansion Et Developpement
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Definitions

  • Aerogenerator and lighting system such as urban lighting or the like comprising such an aerator.
  • the invention relates to a wind turbine and a lighting system such as urban lighting or the like comprising such an aerator.
  • the rotor of the Savonius wind turbine typically comprises two semi-cylindrical buckets whose axes are slightly offset relative to each other.
  • Such a wind turbine has the advantage of having a relatively small footprint and can be started even at relatively low wind speeds. On the other hand, it has the disadvantage of not developing great powers and having a low efficiency.
  • the rotor of the Darrieus wind turbine includes blades (or called fins or profiles). It can be the object of various realizations: cylindrical rotor, frustoconical rotor ... With a parabolic rotor, the blades - usually two or three in number - are bent in troposkin and fixed at the top and at the bottom of the vertical axis. Such a wind turbine has the advantage of a very good performance. On the other hand, it presents as a disadvantage difficult start.
  • US-A-6 601 984 discloses a lighting system of the same type, comprising either a solar panel or a horizontal axis wind turbine.
  • the illumination device comprises a plurality of parallel rod-shaped light guides each having one or both electroluminescent electrodes (LEDs) at one or both ends.
  • the document WO-03/044870 describes a lighting system of the same type, powered by solar or wind energy, the wind turbine being here with a vertical axis.
  • the lighting device comprises a plurality of LEDs arranged parallel to each other, carried by a support adjustable in position relative to an optical part in order to be able to the illumination angle, in the same manner and for all the LEDs. same time and in the same way.
  • the document WO-2006/060905 describes an urban lighting device comprising two panels, mounted so as to be inclined with respect to each other, each panel comprising a plurality of LEDs placed side by side with the same inclination.
  • US-A-6,676,279 and US-A-6,705,744 disclose an urban lighting device comprising a reduced number of LEDs which can each be directed toward the target surface to provide the target light intensity in this target area. desired.
  • US-A-4,691,341 and US-A-5,479,159 disclose street lighting control systems.
  • the invention aims first of all at proposing an aerogenerator whose wind turbine part, in particular, is optimized so as to be able, especially, to power a lighting device (such as typically urban lighting, roads, roads, etc.). .) by means of renewable and non-polluting energy (wind energy and, if necessary, solar energy), without the need for an electricity supply infrastructure, and without energy expenditure.
  • a lighting device such as typically urban lighting, roads, roads, etc.).
  • the optimization is such that the lighting device can operate autonomously, even with a poor quality wind, and in any direction whatsoever, and in an optimized way, even with a strong wind. It is such that the size and weight of the wind turbine part are limited, so that it can be worn on the head portion of a conventional lighting mast, without requiring special reinforcement and without hindrance (visual, auditory ...) excessive.
  • the optimization is such that safety is ensured, even in strong winds.
  • the wind turbine is robust enough not to require extensive maintenance and servicing, making it particularly suitable when there are few resources or expensive resources available for this purpose.
  • the wind turbine is also protected against attacks and intrusions of dust, dirt, insects, small animals ... that could disrupt the operation or affect its life.
  • the invention is further intended for this wind turbine to be adapted to a lighting device, itself intended to be part of a lighting system, having a plurality of LEDs which provides a mean illuminance of the illuminated surface (typical the soil) of the order of at least twenty lux on a surface that can reach and even exceed twenty meters in length over more than five meters in width.
  • the optimization of this lighting device is such that the plurality of LEDs allows the illumination of an illuminated surface with good brightness constancy avoiding the existence of highly illuminated areas and areas with low illumination.
  • the invention aims to ensure remote control of a lighting system comprising a plurality of lighting devices, such as typically the successive lighting poles along a street or a road.
  • the invention proposes an aerogenerator comprising
  • Rotor means comprising firstly, second support means carried by the first support means, pivotable relative thereto about the axis of the turbine disposed vertically in operating situation, other on the other hand, blade means, carried by and rigidly attached to the second support means, which under the effect of the wind are displaced and cause the rotor means to pivot about the axis of the wind turbine,
  • the blade means comprise the combination of at least one Savonius blade assembly and at least one Darrieus payout set, these sets having a fixed relative position.
  • At least one Savonius blade assembly and a Darrieus blade assembly radially outwardly of the at least one Savonius blade assembly.
  • at least one Savonius blade assembly and a Darrieus blade assembly extending axially on the same section of the second support means.
  • at least one group of three Savonius blade assemblies is provided, offset radially at 120 ° from each other.
  • two Savonius blade assemblies are arranged end to end on the second support means.
  • a three-blade Darrieus blade assembly offset radially at 120 ° from each other.
  • the rotor means comprise two flanges mounted rigidly on the second axially spaced apart support means, rigidly supporting the Savonius and Darrieus blades between them.
  • the flanges comprise radially inclined and inclined fastening lugs, able to cooperate with complementary fixing cavities of the Darrieus blades, the connection between the lugs and the blades being ensured by welding or similar.
  • an internally hollow Darrieus blade is provided, at least in part.
  • rotor means and an electric generator having, together, an overall axial space between about 1, 25 m and 1, 55 m, more particularly close to 1, 40 m and an overall diameter of between the order of 1.10 m and 1.40 m, especially close to 1.25 m.
  • an electric generator of brushless alternator type whose central stator, fixed on the first support means, includes induced windings with high number of inclined poles, and whose external rotor is fixed on the second means. support, includes permanent magnets with high induction, the stator and the rotor being embedded in a sealed casing provided with heat dissipation means.
  • an electric generator having thirty two poles.
  • the wind generator means for generating electricity from solar energy.
  • the wind turbine also comprises a functional electronic control and control module able to perform all or part of the following functions: safety blocking from a wind speed threshold, detection of possible malfunction, control of a device powered electrically by the wind turbine.
  • the functional electronic control and control module is also able to ensure the integration function of wind power generation with energy produced from solar energy.
  • the first support means are in the form of a mast, the rotor means and the electric generator being carried at the mast head, in its extension.
  • the first support means are in the form of a rigid structure almost completely open and forming a free space in which are housed the rotor means and the electric generator.
  • the wind generator further comprises, at the output of the electric generator, means for converting the energy produced by the electric generator into direct current, and at the output of the conversion means at least one battery accumulator.
  • the at least one accumulator battery is placed in a housing located at the foot of the mast or near the foot of the mast.
  • the functional electronic control and control module is also able to provide the function of regulating the charging and discharging of the at least one accumulator battery.
  • the aerogenerator is specifically intended for the electrical power supply of a lighting device comprising a plurality of light-emitting diodes (LEDs).
  • the lighting device comprises: a support and protection casing, one face of which allows the light to pass,
  • the LEDs being positioned with different relative inclinations on the carrier means so that their axes are in different angular positions relative to the reference frame,
  • the angular positions of the axes of the LEDs being defined so that for a surface to be illuminated situated at a given distance from the lighting device, the plurality of LEDs ensures a total illumination area constituted by the plurality of lighting zones of each LED, having a given average illumination and a variation of illumination in this area less than 10%.
  • At least part of the means for producing electricity from solar energy - such as a photo voltaic panel - is integrated in the lighting device.
  • At least part of the functional electronic control and control module is integrated in the lighting device.
  • the invention proposes an elementary lighting system such as urban lighting or the like comprising
  • a lighting device lighting device comprising a plurality of light-emitting diodes (LEDs),
  • an aerogenerator as just described, in that it comprises at the output of the electric generator, means for converting the energy produced by the electric generator into direct current, and at the output of the means of converting at least one accumulator battery.
  • the lighting device comprises:
  • a support and protection casing one side of which allows the light to pass;
  • carrier means fixed to and housed in the casing, defining a reference frame;
  • a plurality of LEDs with their printed circuits carried by and fixed to the carrier means, arranged side by side and housed in the housing, at least some of the LEDs being positioned with different relative inclinations on the carrier means so that their axes are in different angular positions relative to the reference frame,
  • the angular positions of the axes of the LEDs being defined so that for a surface to be illuminated situated at a given distance from the lighting device, the plurality of LEDs ensures a total illumination area constituted by the plurality of lighting zones of each LED, having a given average illumination and a variation of illumination in this area less than 10%.
  • carrier means in the general form of a plate, a pseudo plate, a sheet, a pseudo-sheet or the like, comprising or provided with means for positioning the LEDs, are provided.
  • means for positioning the LEDs having a free edge shaped with successive sections inclined relative to each other, these sections forming a location support for conjugate parts that comprise or are provided with the LEDs.
  • support plates each comprising, on the one hand, a median part placed astride transversely against a support section locating means for positioning the carrier means, on the other hand, one or two parts at least one side of which is fixed at least one printed circuit board and transversely at least one LED.
  • a locating support section comprising at least one hole or longitudinal positioning relief of the middle portion of the wafer cooperating with a relief or a complementary hole of the middle portion.
  • support plates each having one or two lateral portions and a middle portion coplanar or inclined to one another by a given angle.
  • support plates each having a medial portion and two side portions disposed relative to the medial portion symmetrically or otherwise.
  • support plates are provided whose or each of the two lateral parts receives one or two LEDs.
  • a total number of LEDs exceeding forty is provided.
  • the elementary lighting system provides a mean illuminance of the illuminated surface of the order of at least twenty lux over an area at least equal to twenty meters in length by five meters in width.
  • an elongate casing comprising an opaque upper plate and a lower face allowing the light to pass, the generally plate-shaped carrier means, pseudo plate, web, pseudo-sheet or the like extending in an orthogonal plane. to the opaque top plate.
  • a functional electronic control and control module of generally flat shape interposed between the inner face of the opaque upper plate of the housing and the carrier means in the general form of plate, pseudo plate, tablecloth, pseudo tablecloth or similar.
  • a protective portion allowing the associated light to pass removably but with sufficient sealing to the opaque upper plate of the housing further provided with longitudinal end cheeks.
  • the first support means are in the form of a mast, the lighting device being carried towards the masthead, the rotor means and the electric generator being carried at the masthead, in its extension, the at least one accumulator battery being placed in a housing located at the foot of the mast or near the foot of the mast.
  • the invention proposes a complex lighting system comprising at least one elementary lighting system as just described and which furthermore comprises a control station by radio link of the lighting or from the extinction of the elementary lighting system, the electronic functional module, responsive to the radio control, ensuring the control of the lighting device.
  • FIG. 1 is an elevational view of a lighting system showing first mast-shaped support means, a lighting device and rotor means comprising blade means, namely the combination of a set Fig. 2 is an enlarged view of Fig. 1, showing in particular the lighting device and the Savonius blade and Darrieus blade rotor means,
  • FIG. 3 is a perspective view, from below, on a larger scale of FIG. 1, showing more particularly the lighting device towards its lower face allowing light to pass through and the means forming a Savonius blade rotor and a Darrieus blade.
  • FIG. 4 is a perspective view, from above, on a larger scale of FIG. 1, showing more particularly the lighting device towards its opaque top plate and the Savonius blade and Darrieus blade rotor means,
  • FIG. 5 is a partial perspective view from above, showing in particular the Savonius blade and Darrieus blade rotor means, and the generator;
  • FIG. 6 is a partial view, in perspective and in section, of above, showing in particular the Savonius and Darrieus blade rotor means,
  • FIG. 7 is a partial view, in perspective, from below, showing in particular the Darrieus blade rotor means
  • FIG. 8 is a partial view, in axial section, on a larger scale, showing more particularly the first and second support means and the generator,
  • FIG. 9 is a cross-sectional view, on a larger scale, of a Darrieus blade
  • FIG. 10 is a partial exploded perspective view of a Darrieus blade and second support means
  • FIG. 11 is a perspective view, from above, of the electric generator
  • FIG. 12 is a perspective view, from above, of an aeratorator showing first support means in the form of a rigid structure that is almost completely open and rotor means comprising blade means, namely the combination of a Savonius blade assembly and a Darrieus blade assembly,
  • FIG. 13 is a perspective view, from below, of a lighting device
  • FIG. 14 is a partial view, in perspective from below, of the light-emitting diode (LED) carrier means and the LEDs themselves,
  • FIG. 15 is a perspective view from above, light-emitting diode (LED) carrying means and LEDs themselves, represented in FIG. 14;
  • LED light-emitting diode
  • FIG. 16 is a view from below, of the light-emitting diode (LED) carrying means and of the LEDs themselves, represented in FIGS. 14 and 15;
  • FIG. 17 is a partial view, on a larger scale, in perspective; from below, showing more specifically the arrangement of the LEDs on the carrier means,
  • FIG. 18 is a view on a smaller scale in elevation of FIG. 17,
  • FIG. 19 is a partial view, on a larger scale, of FIG. 18,
  • FIG. 20 is an elevational view of the generally plate-shaped LED carrying means comprising LED positioning means having a free edge shaped with successive sections inclined relative to one another.
  • An urban lighting system or the like, elementary 1 (FIGS. 1 to 4), comprises first support means 2, a lighting device 3 comprising in this case a plurality of light-emitting diodes (LEDs) and an aerogenerator 4 comprising means 5 forming a rotor capable of driving under the effect of the wind an electric generator 6, feeding at least one accumulator battery.
  • a lighting device 3 comprising in this case a plurality of light-emitting diodes (LEDs)
  • an aerogenerator 4 comprising means 5 forming a rotor capable of driving under the effect of the wind
  • an electric generator 6 feeding at least one accumulator battery.
  • urban lighting is understood to mean the illumination of streets, squares, roads, roads, motorways, stadiums, car parks, traffic lanes, playgrounds, or the like, that is to say, typically lighting from a certain height of a surface to be lit important, for public or private use, including industrial or commercial.
  • the lighting system comprises a main axis 7 which, when the system is in a position to function, is arranged vertically or substantially vertically, in the most common case.
  • the first support means 1 are in the form of a mast arranged vertically.
  • the lighting device 3 is carried by the mast to its head 8 via an arm 9 of horizontal general direction, as is known per se in the field of lighting masts.
  • the means 5 forming a rotor and the electric generator 6 are carried by the head 8 of the mast, in its extension.
  • the accumulator (s) are placed in a housing located at the foot of the mast or near the foot of the mast. This housing, located in the mast itself, is closed by a hatch 11 allowing access while providing the desired protection.
  • the mast 1 may, depending on the functional needs or aesthetic research, not be linear or be inclined to the vertical, being specified while the axis 7 as it relates to the wind turbine 4 is vertical .
  • the wind turbine 4 is now more specifically described.
  • the rotor means 5 comprise firstly second support means 12, carried by the first support means 1, pivotable relative thereto about the axis 7 ( Figure 8).
  • the first support means 2 comprise a bearing plate 13, receiving the second support means 12.
  • the second support means comprise a hub 14 having an axis 7 pivotally mounted about the axis 7, on the bearing plate 13.
  • the arrangement is such that, on the one hand, the hub 14 is guided by so as not to deviate from the axis 7, on the other hand, the friction is minimized.
  • the rotor means 5 comprise secondly blade means 15 carried by and rigidly fixed to the second support means 12.
  • the blade means 15 comprise the combination of a group of three Savonius blade assemblies 16a, 16b, and 16c radially offset 120 ° from each other and a Darrieus blade assembly 17.
  • the sets 16a, 16b, and 16c and 17 are in a fixed relative position.
  • the Darrieus blade assembly 17 is placed radially outside the Savonius blade assemblies 16a, 16b, and 16c.
  • the three Savonius blade assemblies 16a, 16b and 16c are arranged end to end on the hub 14 of the second support means 12.
  • the Darrieus blade assembly 17, of parabolic type, comprises three blades offset radially at 120 ° from each other, curved in troposkin.
  • the Darrieus blade has a NACA 015 type profile (National Advisory Committee for Aeonautics) described in the documents of the state of the art accessible to everyone ( Figure 9).
  • the rotor means 5 also comprise two flanges 18 rigidly mounted on or extending or integral with the second support means 12, namely the hub 14.
  • the upper and lower flats 18 are spaced apart axially. They rigidly support the Savonius and Darrieus blades.
  • a flange 18 further comprises three fastening tabs 19, inclined and arranged radially, adapted to cooperate with additional fixing cavities blades of the set 17 Darrieus blade.
  • the fastening between the tabs 19 and the blades is provided by welding or the like (FIG. 10).
  • the blades of the Darrieus blade assembly 17 are internally hollow, at least in part.
  • the rotor means 5 and the electric generator 6 together have an overall axial space between about 1, 25 m and 1, 55 m, more especially close to 1, 40 m and a diameter. all-inclusive between the order of 1, 10 m and 1, 40 m, especially close to 1, 25 m.
  • the electric generator 6 ( Figure 11) is brushless alternator type.
  • the central stator 20 is fixed on the first support means 2, namely the bearing plate 13. It comprises induced windings with high number of inclined poles.
  • the rotor 21, external, is fixed on the second support means 12. It comprises permanent magnets with high induction.
  • stator 20 and the rotor 21 are encased in a sealed housing 22 provided with means 23 for heat dissipation.
  • the rotor 21 is pivotally driven about the axis 7 by the second support means 12, themselves driven by the rotor means 5 by the action of the wind.
  • the electric generator 6 is thirty-two poles.
  • the LED lighting device 3 (FIGS. 13 to 19) is now more specifically described.
  • the lighting device 3 comprises firstly an elongate support and protection housing 24 of generally pseudo trapezoidal shape.
  • the housing 24 has a large upper plate
  • the casing 24 also has a lower face 26 allowing the closed passage to pass through a protective portion 26a such as a transparent cap associated removably but with sufficient sealing to the opaque top plate 25.
  • the casing finally has two cheeks 27 of longitudinal end, one of which is provided with interconnection means 28 with complementary means provided for this purpose towards the end of the arm 9.
  • the lighting device 3 then comprises carrying means 29 in the general form of plate, but may also be in the general form of pseudo plate, web, pseudo tablecloth or the like.
  • These carrier means 29 define a reference frame for the orientation of the LEDs.
  • the lighting device 3 then comprises a plurality of LEDs 30 with their printed circuits 31, carried by and fixed to the carrier means 29.
  • These LEDs 30 are wired in parallel / series and supplied with an average voltage of + 48V by the battery or batteries.
  • These LEDs 30 are arranged side by side, in this case in two rows, and they are housed in and protected by the housing 24.
  • At least some of the LEDs 30 are positioned with different relative inclinations on the carrier means 29, so that their axes 30a are in different angular positions relative to the previously defined reference.
  • the angular positions of the axes 30a of the LEDs 30 are defined so that for a surface to be illuminated at a given distance from the illumination device 3, the plurality of LEDs 30 provides a total illumination zone constituted by the plurality of the zones. lighting of each LED 30, having a given average illumination and a variation of illumination in this area less than 10%.
  • the average illuminance of the illuminated surface is of the order of at least twenty lux over an area at least equal to twenty meters long and five meters wide.
  • forty-two LEDs 30 providing a luminous efficiency of 57 lumens / W are provided, the lighting system benefiting from the constant progress of the LEDs.
  • the carrier means 29 comprise or are provided with means 32 for positioning the LEDs 30.
  • the means 32 for positioning the LEDs 30 are the carrier means 29 themselves, having a longitudinal free edge 33 shaped with successive sections 34a, 34b ... inclined with respect to each other.
  • the sections 34a, 34b... Of the free edge 33 form a locating support for conjugate portions 35 that comprise or are provided with the LEDs 30.
  • the means 32 for positioning the LEDs 30 are localized recessed or projecting reliefs with which complementary reliefs that comprise or which are provided with the LEDs 30 cooperate.
  • the positioning means 32 for the LEDs 30 are localized markings with which associated markings are associated with or are provided with the LEDs 30.
  • the means 32 for positioning the LEDs 30 are localized fastening means with which associated fixing means comprise or are provided with the LEDs 30.
  • the means 32 for positioning the LEDs 30 are the bearing means 29 on board 33 shaped in successive sections 34a, 34b ... inclined, there is provided a plurality of support plates 36 of the LEDs 30 themselves. fixed with the positioning and the desired inclination on the bearing means 29.
  • Each support plate 36 comprises first of all a middle part 37 placed astride transversely against a locating bearing section 34a, 34b ... means 32 for positioning the carrier means 29.
  • Each support plate 36 has secondly, in this case, two lateral parts 38.
  • each side portion 38 is flatly fixed at least one printed circuit 31 and, transversely, at least one LED 30.
  • the middle part 37 and the lateral part or parts 38 are either coplanar or inclined to one another by a given angle.
  • the two lateral portions 38 are arranged relative to the middle part 37 either symmetrically or non-symmetrically, then being inclined to one another by a given angle.
  • a locating bearing portion 34a, 34b comprises, in the embodiment shown a hole 39 for longitudinal positioning of the medial portion 37 of the plate 36 along the edge 33, cooperating with a relief 40 complementary to the middle portion. 37.
  • a hole 39 for longitudinal positioning of the medial portion 37 of the plate 36 along the edge 33, cooperating with a relief 40 complementary to the middle portion. 37.
  • different but functionally equivalent means may be provided.
  • the lateral parts 38 receive all or almost all of the LEDs 30.
  • integration with the lighting device 3, and more particularly on the outer face of the opaque upper plate 25 of the casing 24 of at least a portion of the means for generating electricity from the outside, is provided.
  • solar energy such as a photovoltaic panel.
  • it is combined with the wind turbine generation means of electricity from solar energy.
  • Such an embodiment allows an additional production of up to 200 Wh.
  • the lighting system also comprises a functional electronic control and control module 41 of the lighting device 3.
  • this functional electronic control and control module 41 is integrated at least partly in the housing 24 of the lighting device 3.
  • the electronic module 41 is interposed between the inner face of the upper opaque plate 25 of the housing 24 and the carrier means 29 in the general form of plate.
  • the functional electronic control and control module 41 is able to perform all or part of the following functions: safety blocking of the rotor means 5 from a wind speed threshold, detection of possible malfunction, control of the device lighting 3 powered electrically from the wind generator 4, regulation of the charge and discharge of the battery or batteries, where appropriate integration of wind power generation with energy produced from solar energy.
  • the rotor means is slowed down or prevented from pivoting if the wind speed reaches or exceeds 20 m / s or 200 km / h.
  • a complex lighting system comprising at least one, and most often several elementary lighting systems 1 as just described (for example along a path), further comprises a control station by radio link lighting or extinction of - or - elementary lighting systems 1.
  • the electronic module 41 is responsive to the radio control and provides control of - or - lighting devices 3.
  • Such a complex lighting system may, therefore, include several elementary lighting systems 1.
  • the first support means 2 are not in the form of a mast as described above, but in the form of a structure 42, rigid, almost completely open.
  • a structure 42 can be made from tubes or profiles assembled rigidly with each other.
  • Such a structure 42 forms a free space in which are housed the rotor means 5 and the electric generator 6.
  • Such a structure may include feet 43 allowing it to rest on the ground. The use of tubes or thin sections makes it possible not to affect the effect of the wind on the rotor means.
  • This embodiment allows the use of larger rotor means 5, the wind turbine can be more powerful.

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Abstract

L'aérogénérateur comprend des premiers moyens support, des moyens formant rotor ayant des seconds moyens support portés par les premiers moyens support, aptes à pivoter par rapport à ceux-ci autour de l'axe de l'aérogénérateur et des moyens formant pales, fixés aux seconds moyens support, une génératrice dont le rotor est entraîné par les seconds moyens support, les moyens formant pales comprenant au moins un ensemble à pale Savonius et au moins un ensemble à pale Darrieus, ces ensembles ayant une position relative fixe. L'aérogénérateur est spécialement destiné à l'alimentation électrique d'un dispositif d'éclairage comportant une pluralité de diodes électroluminescentes (LED), dont les positions angulaires des axes sont définis de manière que pour une surface à éclairer située à distance donnée du dispositif d'éclairage, les LED assurent une zone d'éclairage total, constituée par la pluralité des zones d'éclairage de chaque LED, présentant un éclairement moyen donné et une variation d'éclairement dans cette zone inférieure à 10%.

Description

Aérogénérateur et système d'éclairage tel que l'éclairage urbain ou analogue comportant un tel aérogénérateur.
L'invention concerne un aérogénérateur et un système d'éclairage tel que l'éclairage urbain ou analogue comportant un tel aérogénérateur.
On connaît les éoliennes à axe horizontal et les éoliennes à axe vertical, ces dernières selon deux types caractéristiques: le type dit « Savonius » et le type dit « Darrieus », des noms de leurs concepteurs, respectivement finnois et français dans les années 1920 à 1930 (par la suite, ces éoliennes seront appelées respectivement éolienne Savonnius et éolienne Darrieus).
Le rotor de l'éolienne Savonius comprend typiquement deux godets semi-cylindriques dont les axes sont légèrement décalés l'un par rapport à l'autre. Une telle éolienne présente l'avantage d'avoir un encombrement relativement limité et de pouvoir démarrer même à des vitesses de vent relativement faibles. En revanche, elle présente comme inconvénient de ne pas développer de grandes puissances et d'avoir un faible rendement.
Le rotor de l'éolienne Darrieus comprend des pales (ou encore appelées ailettes ou profils). Elle peut faire l'objet de diverses réalisations : rotor cylindrique, rotor tronconique... Avec un rotor parabolique, les pales - le plus souvent au nombre de deux ou de trois - sont recourbées en troposkine et fixées en partie haute et en partie basse de l'axe vertical. Une telle éolienne présente l'avantage d'un très bon rendement. En revanche, elle présente comme inconvénient démarrage difficile.
Le document US-A-4 200 904 décrit un système d'éclairage public (tel que typiquement l'éclairage urbain, de chemins, de routes...) comprenant un mât, un dispositif d'éclairage porté vers le haut du mât incluant une ampoule électrique conventionnelle, un panneau solaire placé en tête de mât alimentant des batteries. Il est prévu, de façon optionnelle, une éolienne à axe horizontal de type hélice, afin que le système puisse fonctionner toute l'année en tout temps.
Le document US-A-6 601 984 décrit un système d'éclairage du même type, comprenant soit un panneau solaire soit une éolienne à axe horizontal. Le dispositif d'éclairage comprend plusieurs guides de lumière disposés parallèlement, chacun en forme de tige, comprenant une ou deux électrodes électroluminescentes (LED) à l'une ou aux deux extrémités. Le document WO-03/044870 décrit un système d'éclairage du même type, alimenté par l'énergie solaire ou éolienne, l'éolienne étant ici à axe vertical. Le dispositif d'éclairage comprend une pluralité de LED disposées parallèlement les unes aux autres, portées par un support réglable en position par rapport à une pièce optique afin de pouvoir l'angle d'éclairement, de la même manière et pour toutes les LED en même temps et de la même manière.
Dans les systèmes d'éclairage décrits dans ces documents, l'éolienne n'est pas optimisée.
Par ailleurs, le document WO-2006/060905 décrit un dispositif d'éclairage urbain comprenant deux panneaux, montés de façon à pouvoir être incliné l'un par rapport à l'autre, chaque panneau comportant une pluralité de LED placées côte à côte avec la même inclinaison.
Les documents US-A-6 676 279 et US-A-6 705 744 décrivent un dispositif d'éclairage urbain comprenant un nombre réduit de LED qui peuvent être dirigées chacune vers la surface cible afin de procurer dans cette surface cible l'intensité lumineuse souhaitée.
Ces documents n'exposent pas que ces dispositifs d'éclairage viseraient à procurer un éclairement lumineux moyen de la surface éclairée de l'ordre d'au moins une vingtaine de lux sur une aire pouvant atteindre et même dépasser une vingtaine de mètres en longueur sur plus de cinq mètres en largeur en évitant l'existence de zones fortement éclairées et de zones trop faiblement éclairées.
Les documents US-A- 4 691 341 et US-A-5 479 159 décrivent des systèmes de pilotage d'éclairage urbain.
L'invention vise d'abord à proposer un aérogénérateur dont la partie éolienne, notamment, est optimisée de manière à pouvoir, tout spécialement, alimenter un dispositif d'éclairage (tel que typiquement l'éclairage urbain, de chemins, de routes...) au moyen d'énergie renouvelable et non polluante (énergie éolienne et le cas échéant solaire), sans nécessiter une infrastructure d'alimentation électrique, et sans dépense d'énergie. L'optimisation est telle que le dispositif d'éclairage peut fonctionner de façon autonome, même avec un vent de qualité médiocre, et de quelque direction que ce soit, et de façon optimisée, même avec un vent fort. Elle est telle que l'encombrement et le poids de la partie éolienne sont limités, de manière qu'elle puisse être portée sur la partie de tête d'un mât d'éclairage conventionnel, sans nécessiter de renforcement particulier et sans gêne (visuelle, auditive...) excessive. L'optimisation est telle que la sécurité est assurée, même en cas de vent violent. En outre, l'aérogénérateur est suffisamment robuste pour ne pas nécessiter un entretien et une maintenance importants, ce qui le rend particulièrement approprié lorsque l'on dispose à cette fin de peu de ressources ou de ressources coûteuses. L'aérogénérateur est en outre protégé contre les agressions et intrusions de poussières, salissures, insectes, petits animaux... qui pourraient en perturber le fonctionnement ou affecter sa durée de vie.
L'invention vise ensuite à ce que cet aérogénérateur soit adapté à un dispositif d'éclairage, lui-même destiné à faire partie d'un système d'éclairage, ayant une pluralité de LED qui procure un éclairement lumineux moyen de la surface éclairée (typiquement le sol) de l'ordre d'au moins une vingtaine de lux sur une surface pouvant atteindre et même dépasser une vingtaine de mètres en longueur sur plus de cinq mètres en largeur. L'optimisation de ce dispositif d'éclairage est tel que la pluralité de LED permet l'éclairage d'une surface éclairée avec une bonne constance d'éclairement évitant l'existence de zones fortement éclairées et des zones trop faiblement éclairées.
L'invention vise enfin à assurer un contrôle à distance d'un système d'éclairage comportant une pluralité de dispositifs d'éclairage, tels que typiquement les mâts d'éclairage successifs le long d'une rue ou d'une route.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un aérogénérateur comprenant
- des premiers moyens support,
- des moyens formant rotor comprenant d'une part, des seconds moyens support portés par les premiers moyens support, aptes à pivoter par rapport à ceux-ci autour de l'axe de l'aérogénérateur disposé verticalement en situation de fonctionnement, d'autre part, des moyens formant pales, portés par et rigidement fixés aux seconds moyens support, qui sous l'effet du vent sont déplacés et entraînent les moyens formant rotor à pivotement autour de l'axe de l'aérogénérateur,
- une génératrice électrique dont le stator est porté fixement par les premiers moyens support et dont le rotor est entraîné à pivotement par les seconds moyens support, caractérisé par le fait que les moyens formant pales comprennent la combinaison d'au moins un ensemble à pale Savonius et d'au moins un ensemble à paie Darrieus, ces ensembles ayant une position relative fixe.
Selon une réalisation, il est prévu au moins un ensemble à pale Savonius et un ensemble à pale Darrieus placé radialement à l'extérieur de l'au moins un ensemble à pale Savonius. Selon une réalisation, il est prévu au moins un ensemble à pale Savonius et un ensemble à pale Darrieus s'étendant axialement sur un même tronçon des seconds moyens support. Selon une réalisation, il est prévu au moins un groupe de trois ensembles à pale Savonius, décalés radialement à 120° l'un de l'autre.
Selon une réalisation, il est prévu que deux ensemble à pale Savonius sont disposés bout à bout sur les seconds moyens support.
Selon une réalisation, il est prévu un ensemble à pale Darrieus à trois pales décalées radialement à 120° l'une de l'autre.
Selon une réalisation, il est prévu une pale Darrieus de profil de type NACA 015.
Selon une réalisation, il est prévu que les moyens formant rotor comprennent deux flasques montés rigidement sur les seconds moyens support, écartés axialement, supportant rigidement entre eux les pales Savonius et Darrieus.
Dans ce cas, selon une réalisation, il est prévu que les flasques comportent des pattes de fixation inclinées et disposées radialement, aptes à coopérer avec des cavités de fixation complémentaires des pales Darrieus, la solidarisation entre les pattes et les pales étant assurée par soudage ou analogue.
Selon une réalisation, il est prévu une pale Darrieus intérieurement creuse, au moins pour partie.
Selon une réalisation, il est prévu des moyens formant rotor et une génératrice électrique ayant, ensemble, un encombrement axial hors tout compris entre de l'ordre de 1 ,25 m et 1 ,55 m, plus spécialement voisin de 1 ,40 m et un diamètre hors tout compris entre de l'ordre de 1 ,10 m et 1 ,40 m, plus spécialement voisin de 1 ,25 m.
Selon une réalisation, il est prévu une génératrice électrique de type alternateur brushless, dont le stator central, fixé sur les premiers moyens support, comprend des bobinages induits à pôles inclinés et en nombre élevé, et dont le rotor externe, fixé sur les seconds moyens support, comporte des aimants permanents à forte induction, le stator et le rotor étant enchâssés dans un carter étanche pourvu de moyens de dissipation de chaleur. Dans ce cas, selon une réalisation, il est prévu une génératrice électrique ayant trente deux pôles.
Selon une réalisation, il est combiné à l'aérogénérateur des moyens de télécommande.
Selon une réalisation, il est combiné à l'aérogénérateur des moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire.
Selon une réalisation, il est prévu que l'aérogénérateur comporte en outre, un module électronique fonctionnel de contrôle et de commande apte à assurer tout ou partie des fonctions suivantes : blocage de sécurité à partir d'un seuil de vitesse de vent, détection d'éventuel dysfonctionnement, commande d'un dispositif alimenté électriquement par l'aérogénérateur.
Selon une réalisation, le module électronique fonctionnel de contrôle et de commande est apte également à assurer la fonction d'intégration de la production d'énergie d'origine éolienne avec de l'énergie produite à partir de l'énergie solaire.
Selon une réalisation, il est prévu que les premiers moyens support se présentent sous la forme d'un mât, les moyens formant rotor et la génératrice électrique étant portés en tête de mât, dans son prolongement.
Selon une autre réalisation, il est prévu que les premiers moyens support se présentent sous la forme d'une structure rigide quasi totalement ouverte et formant un espace libre dans lequel sont logés les moyens formant rotor et la génératrice électrique.
Selon une réalisation, il est prévu que l'aérogénérateur comporte en outre, en sortie de la génératrice électrique, des moyens de conversion de l'énergie produite par la génératrice électrique en courant continu, et en sortie des moyens de conversion au moins une batterie d'accumulateur.
Selon une réalisation, l'au moins une batterie d'accumulateur est placée dans un logement situé en pied de mât ou à proximité du pied de mât.
Selon une réalisation, le module électronique fonctionnel de contrôle et de commande est apte également à assurer la fonction de régulation de la charge et de la décharge de l'au moins une batterie d'accumulateur. Selon une application, l'aérogénérateur est spécialement destiné à l'alimentation électrique d'un dispositif d'éclairage comportant une pluralité de diodes électroluminescentes (LED).
Dans ce cas, selon une réalisation, le dispositif d'éclairage comprend : - un carter support et de protection dont une face laisse passer la lumière,
- des moyens porteurs fixés au et logés dans le carter, définissant un référentiel
- une pluralité de LED avec leurs circuits imprimés, portées par et fixés aux moyens porteurs, disposées côte à côte et logées dans le carter,
- certaines au moins des LED étant positionnées avec des inclinaisons relatives différentes sur les moyens porteurs de manière que leurs axes soient dans des positions angulaires différentes par rapport au référentiel,
- les positions angulaires des axes des LED étant définies de manière que pour une surface à éclairer située à distance donnée du dispositif d'éclairage, la pluralité de LED assure une zone d'éclairage total, constituée par la pluralité des zones d'éclairage de chaque LED, présentant un éclairement moyen donné et une variation d'éclairement dans cette zone inférieure à 10%.
Selon une réalisation, une partie au moins des moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire - tels qu'un panneau photo voltaïque - est intégré au dispositif d'éclairage.
Selon une réalisation, une partie au moins du module électronique fonctionnel de contrôle et de commande est intégré au dispositif d'éclairage.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un système d'éclairage élémentaire tel que l'éclairage urbain ou analogue comportant
- un dispositif d'éclairage dispositif d'éclairage comportant une pluralité de diodes électroluminescentes (LED),
- et un aérogénérateur tel qu'il vient d'être décrit, en ce qu'il comporte en sortie de la génératrice électrique, des moyens de conversion de l'énergie produite par la génératrice électrique en courant continu, et en sortie des moyens de conversion au moins une batterie d'accumulateur.
Selon une réalisation, le dispositif d'éclairage comprend :
- un carter support et de protection dont une face laisse passer la lumière, - des moyens porteurs fixés au et logés dans le carter, définissant un référentiel,
- une pluralité de LED avec leurs circuits imprimés portées par et fixés aux moyens porteurs, disposées côte à côte et logées dans le carter, - certaines au moins des LED étant positionnées avec des inclinaisons relatives différentes sur les moyens porteurs de manière que leurs axes soient dans des positions angulaires différentes par rapport au référentiel,
- les positions angulaires des axes des LED étant définies de manière que pour une surface à éclairer située à distance donnée du dispositif d'éclairage, la pluralité de LED assure une zone d'éclairage total, constituée par la pluralité des zones d'éclairage de chaque LED, présentant un éclairement moyen donné et une variation d'éclairement dans cette zone inférieure à 10%.
Selon une réalisation, il est prévu des moyens porteurs en forme générale de plaque, pseudo plaque, nappe, pseudo nappe ou analogue comportant ou pourvus de moyens de positionnement des LED.
Selon une réalisation, il est prévu des moyens de positionnement des LED ayant un bord libre conformé avec des tronçons successifs inclinés les uns par rapport aux autres, ces tronçons formant appui de localisation pour des parties conjuguées que comportent ou dont sont pourvues les LED.
Selon une réalisation, il est prévu des plaquettes support comportant chacune, d'une part, une partie médiane placée à cheval transversalement contre un tronçon d'appui de localisation des moyens de positionnement des moyens porteurs, d'autre part, une ou deux parties latérales, sur au moins une desquelles est fixé à plat au moins un circuit imprimé et, transversalement, au moins une LED.
Dans ce cas, selon une réalisation, il est prévu un tronçon d'appui de localisation comportant au moins un trou ou relief de positionnement longitudinal de la partie médiane de la plaquette coopérant avec un relief ou un trou complémentaire de la partie médiane.
Selon une réalisation, il est prévu des plaquettes support ayant chacune une ou deux parties latérales et une partie médiane coplanaires ou inclinées l'une sur l'autre d'un angle déterminé.
Selon une réalisation, il est prévu des plaquettes support comportant chacune une partie médiane et deux parties latérales disposées par rapport à la partie médiane symétriquement ou non. Selon une réalisation, il est prévu des plaquettes support dont la ou chacune des deux parties latérales reçoit une ou deux LED.
Selon une réalisation, il est prévu un nombre total de LED dépassant quarante.
Selon une réalisation, il est prévu que le système d'éclairage élémentaire assure un éclairement lumineux moyen de la surface éclairée de l'ordre d'au moins vingt lux sur une aire au moins égale à vingt mètres en longueur sur cinq mètres en largeur.
Selon une réalisation, il est prévu un carter allongé, comportant une plaque supérieure opaque et une face inférieure laissant passer la lumière, les moyens porteurs en forme générale de plaque, pseudo plaque, nappe, pseudo nappe ou analogue s'étendant dans un plan orthogonal à la plaque supérieure opaque.
Selon une réalisation, il est prévu l'intégration sur la face extérieure de la plaque supérieure opaque du carter d'une partie au moins de moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire, tels qu'un panneau photo voltaïque.
Selon une réalisation, il est prévu l'intégration dans le carter d'une partie au moins d'un module électronique fonctionnel de contrôle et de commande du dispositif d'éclairage et, le cas échéant, de ses moyens d'alimentation électrique.
Selon une réalisation, il est prévu un module électronique fonctionnel de contrôle et de commande de forme générale plate interposée entre la face intérieure de la plaque supérieure opaque du carter et les moyens porteurs en forme générale de plaque, pseudo plaque, nappe, pseudo nappe ou analogue.
Selon une réalisation, il est prévu une partie de protection laissant passer la lumière associée de façon amovible mais avec une étanchéité suffisante à la plaque supérieure opaque du carter pourvu en outre de joues d'extrémité longitudinale.
Selon une réalisation, il est prévu que les premiers moyens support se présentent sous la forme d'un mât, le dispositif d'éclairage étant portés vers la tête de mât, les moyens formant rotor et la génératrice électrique étant portés en tête de mât, dans son prolongement, l'au moins une batterie d'accumulateur étant placée dans un logement situé en pied de mât ou à proximité du pied de mât. Selon un troisième aspect, l'invention propose un système d'éclairage complexe comprenant au moins un système d'éclairage élémentaire tel qu'il vient d'être décrit et qui comporte en outre un poste de commande par liaison radio de l'éclairage ou de l'extinction du système d'éclairage élémentaire, le module électronique fonctionnel, responsif à la commande radio, assurant la commande du dispositif d'éclairage.
Selon une réalisation, il est prévu plusieurs systèmes d'éclairage élémentaires.
On décrit maintenant plusieurs modes de réalisation de l'invention à l'aide des dessins dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation d'un système d'éclairage montrant des premiers moyens support en forme de mât, un dispositif d'éclairage et des moyens formant rotor comprenant des moyens formant pales, à savoir la combinaison d'un ensemble à pale Savonius et α" un ensemble à pale Darrieus, - la figure 2 est une vue à plus grande échelle de la figure 1 , montrant plus spécialement le dispositif d'éclairage et les moyens formant rotor à pale Savonius et à pale Darrieus,
- la figure 3 est une vue en perspective, de dessous, à plus grande échelle de la figure 1 , montrant plus spécialement le dispositif d'éclairage vers sa face inférieure laissant passer la lumière et les moyens formant rotor à pale Savonius et à pale Darrieus, - la figure 4 est une vue en perspective, de dessus, à plus grande échelle de la figure 1 , montrant plus spécialement le dispositif d'éclairage vers sa plaque supérieure opaque et les moyens formant rotor à pale Savonius et à pale Darrieus,
- la figure 5 est une vue partielle, en perspective, de dessus, montrant plus spécialement les moyens formant rotor à pale Savonius et à pale Darrieus, et la génératrice, - la figure 6 est une vue partielle, en perspective et en coupe, de dessus, montrant plus spécialement les moyens formant rotor à pale Savonius et à pale Darrieus,
- la figure 7 est une vue partielle, en perspective, de dessous, montrant plus spécialement les moyens formant rotor à pale Darrieus,
- la figure 8 est une vue partielle, en coupe axiale, à plus grande échelle, montrant plus spécialement les premiers et les seconds moyens support et la génératrice,
- la figure 9 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle, d'une pale Darrieus,
- la figure 10 est une vue partielle, en perspective éclatée, d'une pale Darrieus et des seconds moyens support,
- la figure 11 est une vue en perspective, de dessus, de la génératice électrique, - la figure 12 est une vue en perspective, de dessus d'un aérogénérateur montrant des premiers moyens support en forme de structure rigide quasi totalement ouverte et des moyens formant rotor comprenant des moyens formant pales, à savoir la combinaison d'un ensemble à pale Savonius et d'un ensemble à pale Darrieus,
- la figure 13 est une vue en perspective, de dessous, d'un dispositif d'éclairage,
- la figure 14 est une vue partielle, en perspective de dessous, des moyens porteurs des diodes électroluminescentes (LED) et des LED elles-mêmes,
- la figure 15 est une vue en perspective de dessus, des moyens porteurs des diodes électroluminescentes (LED) et des LED elles-mêmes, représentées sur la figure 14,
- la figure 16 est une vue de dessous, des moyens porteurs des diodes électroluminescentes (LED) et des LED elles-mêmes, représentées sur les figures 14 et 15, - la figure 17 est une vue partielle, à plus grande échelle, en perspective de dessous, montrant plus spécialement l'agencement des LED sur les moyens porteurs,
- la figure 18 est une vue à plus petite échelle en élévation de la figure 17,
- la figure 19 est une vue partielle, à plus grande échelle, de la figure 18,
- la figure 20 est une vue en élévation des moyens porteurs de LED en forme générale de plaque comportant des moyens de positionnement des LED ayant un bord libre conformé avec des tronçons successifs inclinés les uns par rapport aux autres.
Un système d'éclairage urbain ou analogue, élémentaire 1 (figures 1 à 4), comprend des premiers moyens support 2, un dispositif d'éclairage 3 comportant en l'espèce une pluralité de diodes électroluminescentes (LED) et un aérogénérateur 4 comportant des moyens 5 formant rotor aptes à entraîner sous l'effet du vent une génératrice électrique 6, alimentant au moins une batterie d'accumulateur.
On entend ici par éclairage urbain, l'éclairage de rues, places, chemins, routes, autoroutes, stades, parking, voies de circulation, aires de jeux, ou analogue, c'est-à-dire, typiquement, l'éclairage depuis une certaine hauteur d'une surface à éclairer importante, à usage public ou privé, y compris industriel ou commercial.
Le système d'éclairage comporte un axe principal 7 qui, lorsque le système est en situation devoir fonctionner, est disposé verticalement ou sensiblement verticalement, dans le cas le plus courant.
C'est en référence à cette situation qu'il faut comprendre les termes « vertical », « horizontal », « haut », « bas », « supérieur », « inférieur », « au-dessus », « au- dessous »... En l'espèce les premiers moyens support 1 se présentent sous la forme d'un mât disposé verticalement. Le dispositif d'éclairage 3 est porté par le mât vers sa tête 8 par l'intermédiaire d'un bras 9 de direction générale horizontale, comme cela est connu en soi dans le domaine des mâts d'éclairage. Les moyens 5 formant rotor et la génératrice électrique 6 sont portés par la tête 8 de mât, dans son prolongement. La (ou les) batterie d'accumulateur sont placées dans un logement situé en pied 10 de mât ou à proximité du pied 10 de mât. Ce logement, situé dans le mât lui-même, est fermé par une trappe 11 permettant l'accès tout en assurant la protection recherchée.
II est entendu que le mât 1 peut, en fonction des besoins fonctionnels ou des recherches esthétiques, ne pas être linéaire ou être incliné sur la verticale, étant précisé alors que l'axe 7 en ce qu'il concerne l'aérogénérateur 4 est vertical.
On décrit maintenant plus spécialement l'aérogénérateur 4.
Les moyens 5 formant rotor comprennent en premier lieu des seconds moyens support 12, portés par les premiers moyens support 1 , aptes à pivoter par rapport à ceux-ci autour de l'axe 7 (figure 8).
Dans la réalisation représentée, les premiers moyens support 2 comportent une platine formant palier 13, recevant les seconds moyens support 12.
Les seconds moyens support comportent un moyeu 14 d'axe 7 monté de manière à pouvoir pivoter autour de l'axe 7, sur la platine formant palier 13. L'agencement est tel que, d'une part, le moyeu 14 est guidé de manière à ne pas s'écarter de l'axe 7, d'autre part, les frottements soient minimisés.
Les moyens 5 formant rotor comprennent en deuxième lieu des moyens 15 formant pales, portés par et rigidement fixés aux seconds moyens support 12.
Sous l'effet du vent, les moyens 15 sont déplacés et entraînent les moyens 5 formant rotor à pivotement autour de l'axe 7.
Les moyens 15 formant pales comprennent la combinaison d'un groupe de trois ensembles 16a, 16b, et 16c, à pale Savonius, décalés radialement à 120° l'un de l'autre et un ensemble 17 à pale Darrieus. Les ensembles 16a, 16b, et 16c et 17 sont dans une position relative fixe.
L'ensemble 17 à pale Darrieus est placé radialement à l'extérieur des ensembles 16a, 16b, et 16c à pale Savonius.
Ces ensembles 16a, 16b, et 16c et 17 à pale Savonius et à pale Darrieus s'étendent axialement sur un même tronçon des seconds moyens support 12, à savoir le moyeu 14.
En outre, les trois ensembles 16a, 16b, et 16c à pale Savonius sont disposés bout à bout sur le moyeu 14 des seconds moyens support 12.
L'ensemble 17 à pale Darrieus, de type parabolique, comprend trois pales décalées radialement à 120° l'une de l'autre, courbées en troposkine.
Dans la réalisation considérée, la pale Darrieus a un profil de type NACA 015 (National Advisory Committee for Aeonautics) décrit dans les documents de l'état de la technique accessibles à tout un chacun (figure 9).
Les moyens 5 formant rotor comprennent également deux flasques 18 montés rigidement sur ou prolongeant ou encore faisant partie intégrante des seconds moyens support 12, à savoir du moyeu 14. Les flaques supérieur et inférieur 18 sont écartés axialement. Ils supportent rigidement entre eux les pales Savonius et Darrieus.
Un flasque 18 comporte en outre trois pattes de fixation 19, inclinées et disposées radialement, aptes à coopérer avec des cavités de fixation complémentaires des pales de l'ensemble 17 à pale Darrieus. La solidarisation entre les pattes 19 et les pales est assurée par soudage ou analogue (figure 10). A cet effet, les pales de l'ensemble 17 à pale Darrieus sont intérieurement creuses, au moins pour partie.
Dans une réalisation, les moyens 5 formant rotor et la génératrice électrique 6 ont ensemble, un encombrement axial hors tout compris entre de l'ordre de 1 ,25 m et 1 ,55 m, plus spécialement voisin de 1 ,40 m et un diamètre hors tout compris entre de l'ordre de 1 ,10 m et 1 ,40 m, plus spécialement voisin de 1 ,25 m.
La génératrice électrique 6 (figure 11) est de type alternateur brushless. Le stator 20, central, est fixé sur les premiers moyens support 2, à savoir la platine formant palier 13. Il comprend des bobinages induits à pôles inclinés et en nombre élevé.
Le rotor 21, externe, est fixé sur les seconds moyens support 12. Il comporte des aimants permanents à forte induction.
Le stator 20 et le rotor 21 sont enchâssés dans un carter étanche 22 pourvu de moyens 23 de dissipation de chaleur.
On comprend que le rotor 21 est entraîné à pivotement autour de l'axe 7 par les seconds moyens support 12, eux-mêmes entraînés par les moyens 5 formant rotor par l'action du vent.
Dans la réalisation considérée, la génératrice électrique 6 est à trente deux pôles.
En sortie de la génératrice électrique 6, il est prévu des moyens de conversion de l'énergie produite par la génératrice électrique en courant continu, et en sortie des moyens de conversion l'au moins une batterie d'accumulateur déjà mentionnée.
Dans une réalisation, il est prévu quatre batteries de 12 V - 100 Ah1 procurant 4,8 kWh.
On décrit maintenant plus spécialement le dispositif d'éclairage à LED 3 (figures 13 à 19).
Le dispositif d'éclairage 3 comporte d'abord un carter support et de protection 24, allongé, de forme générale pseudo trapézoïdale. Le carter 24 comporte une grande plaque supérieure
25, opaque. Le carter 24 comporte également une face inférieure 26 laissant passer la lumière fermée une partie de protection 26a tel qu'un capot transparent associé de façon amovible mais avec une étanchéité suffisante à la plaque supérieure opaque 25. Le carter comporte enfin deux joues 27 d'extrémité longitudinale, dont une est pourvue de moyens d'interconnexion 28 avec des moyens complémentaires prévus à cet effet vers l'extrémité du bras 9.
On comprend que la direction générale du carter 24 est l'horizontale dans le cas le plus simple, ou moyennant une inclinaison sur l'horizontale en fonction des nécessités de l'éclairage Le dispositif d'éclairage 3 comporte ensuite des moyens porteurs 29 en forme générale de plaque, mais pouvant être également en forme générale de pseudo plaque, nappe, pseudo nappe ou analogue.
Ces moyens porteurs 29, fixés au et logés dans le carter 24, s'étendent dans un plan orthogonal à la plaque supérieure opaque 25. Ils sont donc placés dans un plan général vertical.
Ces moyens porteurs 29 définissent un référentiel en vue de l'orientation des LED.
Le dispositif d'éclairage 3 comporte ensuite une pluralité de LED 30 avec leurs circuits imprimés 31 , portées par et fixés aux moyens porteurs 29.
Ces LED 30 sont câblés en parallèle/série et alimentés sous une tension moyenne de +48V par la ou les batteries d'accumulateur.
Ces LED 30 sont disposées côte à côte, en l'espèce en deux rangées, et elles sont logées dans et protégées par le carter 24.
Certaines au moins des LED 30 sont positionnées avec des inclinaisons relatives différentes sur les moyens porteurs 29, de manière que leurs axes 30a soient dans des positions angulaires différentes par rapport au référentiel précédemment défini.
Les positions angulaires des axes 30a des LED 30 sont définies de manière que pour une surface à éclairer située à distance donnée du dispositif d'éclairage 3, la pluralité de LED 30 assure une zone d'éclairage total, constituée par la pluralité des zones d'éclairage de chaque LED 30, présentant un éclairement moyen donné et une variation d'éclairement dans cette zone inférieure à 10%.
Avec, comme en l'espèce, un dispositif d'éclairage 3 ayant un nombre total de LED 30 dépassant quarante, l'éclairement lumineux moyen de la surface éclairée est de l'ordre d'au moins vingt lux sur une aire au moins égale à vingt mètres en longueur sur cinq mètres en largeur.
Dans une réalisation, il est prévu quarante deux LED 30 procurant une efficacité lumineuse de 57 lumens/W, le système d'éclairage bénéficiant des progrès constants des LED. Les moyens porteurs 29 comportent ou sont pourvus de moyens 32 de positionnement des LED 30.
Dans la réalisation représentée, les moyens 32 de positionnement des LED 30 sont les moyens porteurs 29 eux-mêmes, ayant un bord libre 33 longitudinal conformé avec des tronçons successifs 34a, 34b... inclinés les uns par rapport aux autres.
Les tronçons 34a, 34b... du bord libre 33 forment un appui de localisation pour des parties conjuguées 35 que comportent ou dont sont pourvues les LED 30.
Dans une autre réalisation, les moyens 32 de positionnement des LED 30 sont des reliefs en creux ou en saillie localisés avec lesquels coopèrent des reliefs complémentaires que comportent ou dont sont pourvues les LED 30.
Dans une autre réalisation, les moyens 32 de positionnement des LED 30 sont des repères localisés avec lesquels coopèrent des repères associés que comportent ou dont sont pourvues les LED 30.
Dans une autre réalisation, les moyens 32 de positionnement des LED 30 sont des moyens de fixation localisés avec lesquels coopèrent des moyens de fixation associés que comportent ou dont sont pourvues les LED 30.
Dans la réalisation représentée, dans laquelle les moyens 32 de positionnement des LED 30 sont les moyens porteurs 29 à bord 33 conformé en tronçons successifs 34a, 34b... inclinés, il est prévu une pluralité de plaquettes support 36 des LED 30 elles-mêmes fixées avec le positionnement et l'inclinaison voulue sur les moyens porteurs 29.
Chaque plaquette support 36 comporte en premier lieu une partie médiane 37 placée à cheval transversalement contre un tronçon d'appui de localisation 34a, 34b... des moyens 32 de positionnement des moyens porteurs 29.
Chaque plaquette support 36 comporte en second lieu, en l'espèce, deux parties latérales 38.
Sur chaque partie latérale 38 est fixé à plat au moins un circuit imprimé 31 et, transversalement, au moins une LED 30. Pour une plaquette 36 donnée, la partie médiane 37 et la ou les parties latérales 38 sont soit coplanaires soit inclinées l'une sur l'autre d'un angle déterminé.
D'autre part, pour une plaquette 36 donnée, les deux parties latérales 38 sont disposées par rapport à la partie médiane 37 soit symétriquement soit de façon non symétrique, étant alors inclinées l'une sur l'autre d'un angle déterminé.
Un tronçon d'appui de localisation 34a, 34b... comporte, dans la réalisation représentée un trou 39 de positionnement longitudinal de la partie médiane 37 de la plaquette 36 le long du bord 33, coopérant avec un relief 40 complémentaire de la partie médiane 37. Bien entendu, il peut être prévu des moyens différents mais fonctionnellement équivalents.
En l'espèce, dans la réalisation représentée, les parties latérales 38 reçoivent toutes ou presque toutes deux LED 30.
Selon une réalisation, il est prévu l'intégration au dispositif d'éclairage 3, et plus particulièrement sur la face extérieure de la plaque supérieure opaque 25 du carter 24 d'une partie au moins de moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire, tels qu'un panneau photo voltaïque. Dans ce cas, il est combiné à l'aérogénérateur des moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire.
Une telle réalisation permet une production supplémentaire pouvant aller jusqu'à 200 Wh.
Le système d'éclairage comprend également un module électronique fonctionnel de contrôle et de commande 41 du dispositif d'éclairage 3.
Dans la réalisation considérée, ce module électronique fonctionnel de contrôle et de commande 41 est intégré au moins en partie dans le carter 24 du dispositif d'éclairage 3.
A cet effet, le module électronique 41 , de forme générale plate, est interposée entre la face intérieure de la plaque supérieure opaque 25 du carter 24 et les moyens porteurs 29 en forme générale de plaque.
Le module électronique fonctionnel de contrôle et de commande 41 est apte à assurer tout ou partie des fonctions suivantes : blocage de sécurité des moyens 5 formant rotor à partir d'un seuil de vitesse de vent, détection d'éventuel dysfonctionnement, commande du dispositif d'éclairage 3 alimenté électriquement à partir de l'aérogénérateur 4, régulation de la charge et de la décharge de la ou des batteries d'accumulateur, le cas échéant intégration de la production d'énergie d'origine éolienne avec de l'énergie produite à partir de l'énergie solaire.
Dans une réalisation, il est prévu que les moyens 5 formant rotor soient ralentis ou même empêchés de pivoter si la vitesse du vent atteint ou dépasse 20 m/s ou 200 km/h.
Selon une réalisation, il est prévu de combiner à l'aérogénérateur 4 avec des moyens de télécommande.
Un système d'éclairage complexe comprenant au moins un, et le plus souvent plusieurs systèmes d'éclairage élémentaires 1 tels qu'ils viennent d'être décrits (par exemple le long d'une voie), comporte en outre un poste de commande par liaison radio de l'éclairage ou de l'extinction du - ou des - systèmes d'éclairage élémentaires 1. Dans ce cas, le module électronique 41 est responsif à la commande radio et assure la commande du - ou des - dispositifs d'éclairage 3.
Un tel système d'éclairage complexe peut, par conséquent, comprendre plusieurs systèmes d'éclairage élémentaires 1.
Selon une autre réalisation (figure 12), les premiers moyens support 2 se présentent non sous la forme d'un mât comme il a été décrit précédemment, mais sous la forme d'une structure 42, rigide, quasi totalement ouverte. Une telle structure 42 peut être réalisée à partir de tubes ou de profilés assemblés rigidement entre eux. Une telle structure 42 forme un espace libre dans lequel sont logés les moyens 5 formant rotor et la génératrice électrique 6. Une telle structure peut comporter des pieds 43 lui permettant de reposer au sol. L'emploi de tubes ou de profilés minces permet de ne pas affecter l'effet du vent sur les moyens 5 formant rotor.
Cette réalisation permet l'emploi de moyens 5 formant rotor plus grands, l'aérogénérateur pouvant être plus puissant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Aérogénérateur comprenant
- des premiers moyens support, - des moyens formant rotor comprenant d'une part, des seconds moyens support portés par les premiers moyens support, aptes à pivoter par rapport à ceux-ci autour de l'axe de l'aérogénérateur disposé verticalement en situation de fonctionnement, d'autre part, des moyens formant pales, portés par et rigidement fixés aux seconds moyens support, qui sous l'effet du vent sont déplacés et entraînent les moyens formant rotor à pivotement autour de l'axe de l'aérogénérateur,
- une génératrice électrique dont le stator est porté fixement par les premiers moyens support et dont le rotor est entraîné à pivotement par les seconds moyens support, caractérisé par le fait que les moyens formant pales comprennent la combinaison d'au moins un ensemble à pale Savonius et d'au moins un ensemble à pale Darrieus, ces ensembles ayant une position relative fixe.
2. Aérogénérateur selon la revendication 1 , caractérisé par au moins un ensemble à pale Savonius et un ensemble à pale Darrieus placé radialement à l'extérieur de l'au moins un ensemble à pale Savonius.
3. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par au moins un ensemble à pale Savonius et un ensemble à pale Darrieus s'étendant axialement sur un même tronçon des seconds moyens support.
4. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par au moins un groupe de trois ensembles à pale Savonius, décalés radialement à 120° l'un de l'autre.
5. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que deux ensemble à pale Savonius sont disposés bout à bout sur les seconds moyens support.
6. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par un ensemble à pale Darrieus à trois pales décalées radialement à 120° l'une de l'autre.
7. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par une éolienne de type Darrieus à pale de profil de type NACA 015.
8. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens formant rotor comprennent deux flasques montés rigidement sur les seconds moyens support, écartés axialement, supportant rigidement entre eux les pales Savonius et Darrieus.
9. Aérogénérateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les flasques comportent des pattes de fixation inclinées et disposées radialement, aptes à coopérer avec des cavités de fixation complémentaires des pales Darrieus, la solidarisation entre les pattes et les pales étant assurée par soudage ou analogue.
10. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par une pale Darrieus intérieurement creuse, au moins pour partie.
11. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par des moyens formant rotor et une génératrice électrique ayant, ensemble, un encombrement axial hors tout compris entre de l'ordre de 1 ,25 m et 1 ,55 m, plus spécialement voisin de 1 ,40 m et un diamètre hors tout compris entre de l'ordre de 1 ,10 m et 1 ,40 m, plus spécialement voisin de 1 ,25 m.
12. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisé par une génératrice électrique de type alternateur brushless, dont le stator central, fixé sur les premiers moyens support, comprend des bobinages induits à pôles inclinés et en nombre élevé, et dont le rotor externe, fixé sur les seconds moyens support, comporte des aimants permanents à forte induction, le stator et le rotor étant enchâssés dans un carter étanche pourvu de moyens de dissipation de chaleur.
13. Aérogénérateur selon la revendication 12, caractérisé par une génératrice électrique ayant trente deux pôles.
14. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il lui est combiné des moyens de télécommande.
15. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il lui est combiné des moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire.
16. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, un module électronique fonctionnel de contrôle et de commande apte à assurer tout ou partie des fonctions suivantes : blocage de sécurité à partir d'un seuil de vitesse de vent, détection d'éventuel dysfonctionnement, commande d'un dispositif alimenté électriquement par l'aérogénérateur.
17. Aérogénérateur selon la revendication 16 et en ce qu'il incorpore la revendication 15, caractérisé par le fait que le module électronique fonctionnel de contrôle et de commande est apte également à assurer la fonction d'intégration de la production d'énergie d'origine éolienne avec de l'énergie produite à partir de l'énergie solaire.
18. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que les premiers moyens support se présentent sous la forme d'un mât, les moyens formant rotor et la génératrice électrique étant portés en tête de mât, dans son prolongement.
19. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que les premiers moyens support se présentent sous la forme d'une structure rigide quasi totalement ouverte et formant un espace libre dans lequel sont logés les moyens formant rotor et la génératrice électrique.
20. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, en sortie de la génératrice électrique, des moyens de conversion de l'énergie produite par la génératrice électrique en courant continu, et en sortie des moyens de conversion au moins une batterie d'accumulateur.
21. Aérogénérateur selon la revendication 20 et en ce qu'il incorpore la revendication 18, caractérisé par le fait que l'au moins une batterie d'accumulateur est placée dans un logement situé en pied de mât ou à proximité du pied de mât.
22. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 20 et 21 caractérisé par le fait que le module électronique fonctionnel de contrôle et de commande est apte également à assurer la fonction de régulation de la charge et de la décharge de l'au moins une batterie d'accumulateur.
23. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 20 à 22, caractérisé par le fait qu'il est spécialement destiné à l'alimentation électrique d'un dispositif d'éclairage comportant une pluralité de diodes électroluminescentes (LED).
24. Aérogénérateur selon la revendication 23 caractérisé par le fait que le dispositif d'éclairage comprend :
- un carter support et de protection dont une face laisse passer la lumière,
- des moyens porteurs fixés au et logés dans le carter, définissant un référentiel - une pluralité de LED avec leurs circuits imprimés, portées par et fixés aux moyens porteurs, disposées côte à côte et logées dans le carter,
- certaines au moins des LED étant positionnées avec des inclinaisons relatives différentes sur les moyens porteurs de manière que leurs axes soient dans des positions angulaires différentes par rapport au référentiel, - les positions angulaires des axes des LED étant définies de manière que pour une surface à éclairer située à distance donnée du dispositif d'éclairage, la pluralité de LED assure une zone d'éclairage total, constituée par la pluralité des zones d'éclairage de chaque LED, présentant un éclairement moyen donné et une variation d'éclairement dans cette zone inférieure à 10%.
25. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 23 et 24 et en ce qu'il incorpore l'une quelconque des revendications 15 ou 17, caractérisé par le fait qu'une partie au moins des moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire - tels qu'un panneau photo voltaïque - est intégré au dispositif d'éclairage.
26. Aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 23 à 25 et en ce qu'il incorpore l'une quelconque des revendications 16 ou 22, caractérisé par le fait qu'une partie au moins du module électronique fonctionnel de contrôle et de commande est intégré au dispositif d'éclairage.
27. Système d'éclairage élémentaire tel que l'éclairage urbain ou analogue comportant
- un dispositif d'éclairage dispositif d'éclairage comportant une pluralité de diodes électroluminescentes (LED)
- et un aérogénérateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 26, et en ce qu'il comporte en sortie de la génératrice électrique, des moyens de conversion de l'énergie produite par la génératrice électrique en courant continu, et en sortie des moyens de conversion au moins une batterie d'accumulateur, selon la revendication 20.
28. Système d'éclairage élémentaire selon la revendication 27, caractérisé en ce que le dispositif d'éclairage comprend :
- un carter support et de protection dont une face laisse passer la lumière,
- des moyens porteurs fixés au et logés dans le carter, définissant un référentiel, - une pluralité de LED avec leurs circuits imprimés portées par et fixés aux moyens porteurs, disposées côte à côte et logées dans le carter,
- certaines au moins des LED étant positionnées avec des inclinaisons relatives différentes sur les moyens porteurs de manière que leurs axes soient dans des positions angulaires différentes par rapport au référentiel,
- les positions angulaires des axes des LED étant définies de manière que pour une surface à éclairer située à distance donnée du dispositif d'éclairage, la pluralité de LED assure une zone d'éclairage total, constituée par la pluralité des zones d'éclairage de chaque LED, présentant un éclairement moyen donné et une variation d'éclairement dans cette zone inférieure à 10%.
29. Système d'éclairage élémentaire selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens porteurs en forme générale de plaque, pseudo plaque, nappe, pseudo nappe ou analogue comportant ou pourvus de moyens de positionnement des LED.
30. Système d'éclairage élémentaire selon la revendication 29, caractérisé par des moyens de positionnement des LED ayant un bord libre conformé avec des tronçons successifs inclinés les uns par rapport aux autres, ces tronçons formant appui de localisation pour des parties conjuguées que comportent ou dont sont pourvues les LED.
31. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 30, caractérisé par des plaquettes support comportant chacune, d'une part, une partie médiane placée à cheval transversalement contre un tronçon d'appui de localisation des moyens de positionnement des moyens porteurs, d'autre part, une ou deux parties latérales, sur au moins une desquelles est fixé à plat au moins un circuit imprimé et, transversalement, au moins une LED.
32. Système d'éclairage élémentaire selon la revendication 31 , caractérisé par un tronçon d'appui de localisation comportant au moins un trou ou relief de positionnement longitudinal de la partie médiane de la plaquette coopérant avec un relief ou un trou complémentaire de la partie médiane.
33. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 31 et 32, caractérisé par des plaquettes support ayant chacune une ou deux parties latérales et une partie médiane coplanaires ou inclinées l'une sur l'autre d'un angle déterminé.
34. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 31 , caractérisé par des plaquettes support comportant chacune une partie médiane et deux parties latérales disposées par rapport à la partie médiane symétriquement ou non.
35. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 34, caractérisé par des plaquettes support dont la ou chacune des deux parties latérales reçoit une ou deux LED.
36. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 35, caractérisé par un nombre total de LED dépassant quarante.
37. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 36, caractérisé par un éclairement lumineux moyen de la surface éclairée de l'ordre d'au moins vingt lux sur une aire au moins égale à vingt mètres en longueur sur cinq mètres en largeur.
38. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 37, caractérisé par un carter allongé, comportant une plaque supérieure opaque et une face inférieure laissant passer la lumière, les moyens porteurs en forme générale de plaque, pseudo plaque, nappe, pseudo nappe ou analogue s'étendant dans un plan orthogonal à la plaque supérieure opaque.
39. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 38, dans lequel l'aérogénérateur incorpore l'une quelconque des revendications 15 ou 17, caractérisé par l'intégration sur la face extérieure de la plaque supérieure opaque du carter d'une partie au moins de moyens de production d'électricité à partir de l'énergie solaire, tels qu'un panneau photo voltaïque.
40. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 39, dans lequel l'aérogénérateur incorpore l'une quelconque des revendications 16 ou 22, caractérisé par l'intégration dans le carter d'une partie au moins d'un module électronique fonctionnel de contrôle et de commande du dispositif d'éclairage et, le cas échéant, de ses moyens d'alimentation électrique.
41. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 40, caractérisé par un module électronique fonctionnel de contrôle et de commande de forme générale plate interposée entre la face intérieure de la plaque supérieure opaque du carter et les moyens porteurs en forme générale de plaque, pseudo plaque, nappe, pseudo nappe ou analogue.
42. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 41 , caractérisé par une partie de protection laissant passer la lumière associée de façon amovible mais avec une étanchéité suffisante à la plaque supérieure opaque du carter pourvu en outre de joues d'extrémité longitudinale.
43. Système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 42, caractérisé par le fait que les premiers moyens support se présentent sous la forme d'un mât, le dispositif d'éclairage étant portés vers la tête de mât, les moyens formant rotor et la génératrice électrique étant portés en tête de mât, dans son prolongement, l'au moins une batterie d'accumulateur étant placée dans un logement situé en pied de mât ou à proximité du pied de mât.
44. Système d'éclairage complexe comprenant au moins un système d'éclairage élémentaire selon l'une quelconque des revendications 27 à 43, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un poste de commande par liaison radio de l'éclairage ou de l'extinction du système d'éclairage élémentaire, le module électronique fonctionnel, responsif à la commande radio, assurant la commande du dispositif d'éclairage.
45. Système d'éclairage complexe selon la revendication 44, comprenant plusieurs systèmes d'éclairage élémentaires selon l'une quelconque des revendications 27 à 43.
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