Transmission à parallélogrammes déformables
Principe
Un parallélogramme est un quadrilatére dont les cotés opposés ont la même longueurs. Cette forme géométrique a la particularité d'avoir les coté opposé parallèles entre eux.
Cette propriété est utilisable pour obtenir un système de transmission afin d'obtenir une rotation identique pour chaque facette d'un miroir de Fresnel :
- Un support fixe (en gris) porte les axes de rotation des facettes
- Un ensemble de biellette de longueur identique (en jaune) entraîne les facettes en rotation
- Une barre de transmission (en rouge) relie l’extrémité de chaque biellette par des axes disposés à des distances identique à ceux du supports fixes.
- Une système d'entrainement écrou-vis (en bleu) entraîne une des biellettes en rotation et assure le déplacement de la barre de transmission
En complément, un système à base de tendeurs permet de rattraper les jeux fonctionnel dans les articulations. Il est composés :
- Des tendeurs entre deux biellettes adjacentes permettent de rattraper le jeu sur les deux facettes sans engendré de charges supplémentaires sur la motorisation (hormis l'accroissement de frottement sur les axes)
- Un long tendeur entre l'extrémité rallongée de la première biellette et l'extrémité de la barre de transmission permet de rattraper les jeux sur cette biellette, mais aussi sur celui de la facette motorisé ainsi que dans le système d’entraînement écrou-vis, et mais la vis en traction.
Avantages / inconvénients
Un tel disposition a l'avantage de n'utiliser que des éléments basiques. Il est, de plus, simple à fabriquer car, pour obtenir des distances identiques entre les divers éléments, il suffit de les percer en même temps. Ce système permet d’entraîner un nombre important de facettes. En effet, l'ajout d'une facette n'engendre pas :
- de pertes mécaniques importantes (en effet, les forces dans les axes sont démultipliés par la longueur des biellettes ce qui permet d'obtenir un couple important)
- de dérive angulaire supplémentaire (seuls les distances entre l'axe de la facette motorisée et la facette ajoutée interviennent)
Il comporte toutes fois trois inconvénients :
- La rotation maximum est inférieur à 180° (dans la pratique entre 120°et et 150°). Il n'est donc pas possible de retourner complètement les facettes
- La précision angulaire varit avec l'angle des biellettes
- L’entraînement du système écrou-vis n'est pas linéaire (la variation angulaire des biellettes n'est pas proportionnel au nombre de tours de vis)
Mais, dans le cas d'un concentrateur solaire les facettes n'ont besoin de tourner que de +/-45° pour couvrir l'ensemble des positions permettant le suivi du soleil au cours d'une journée.
Précisions angulaires
Les erreurs sont dues :
- au jeu fonctionnel nécessaire à l'assemblage (a priori rattrapable le système à base de tendeurs)
- au imprécisions lors de la fabrication
Pour +/-45° d'inclinaison de facette, avec dx=1mm et une longueur de biellette l=180mm, cela donne δα = 0.0023rad =0.13°
Pour +/-30°, l'écart tombe à 0.05°!
