Brevet FR2474167A1 — publié le 19810724

La présente invention concerne les instruments de mesure et de comptabilisation au sol, de l'energie solaire, en fonction du rayon nement solaire global (direct + diffus). Dans des dispositifs connus, pour la mesure, l'enregistrement, et la oomptabilisatien dans le temps de l'énergie solaire, il est nécessaire d'associer un pyranométre à un enregistreur continu; dispo mit ifs fort complexes et coûteux. l'enregistreur comptabilisateur d'énergie solaire, selon l'invent ion, permet de mesurer et comptabiliser sur des périodes détermixées en fonction d'un choix de gammes, l'énergie solaire reçue en fonction du rayonnement global. Il est composé d'une cellule solaire photovoltalque associée à un tube Caîlîlaire fonctionnant sur le principe de l'anode soluble. La f-ig'e n 1 représente le schéma de principe électrique,du montage utilisé où (1) est la cellule solaire photovoltaSque, (2) la ré sistance de charge branchée a ses bornes, (3) le tube capillaire à anode soluble ou encore appelé "compteur électrolytique", et (4) la résistance de limitation d'intensité du courrant dans le compteur électrolytique, dénommée résistance de gamme. La figure n 2 représente les courbes de la caractéristique courent-tension pour différentes valeurs du rayonnement solaire, la droite de charge étant représentée par (5). La valeur trés faible de la résistance de charge (2), oblige la cellule solaire de travailler pratiquement an courant de court-circuit, de ce fait le courant I1, est proportionnel à # valeur du rayonnement solaire, tel que: I1 =E.#; où I1 est le courant de carge en mA, E l'intensité du rayonnament solaire en W/m2, etK un facteur dépendant des caractéristiques technologiques et électriques de la cellule, ainsi que de la valeur de la résistance de charge.La tension genérée aux bornes de cette résistance est équivalente à un générateur de tension de faible résistance interne, débitant dans le compteur électrolytique à travers la résistance de limitation ou de game: (4) fig: 1. Le schéma équivalent est représenté par la figure n 3, où U1 est la tension aux bornes le la résistance. de charge, elle est fonction et proportionnelle 6 E, g la résistance interne de ce générateur, elle est pratique- flOïj égale à la résistance de charge;R4 la résistance définie en (4) de la figure 1 , et (3i le compteur électrolytique, Le compteur électrolytique fonctionnant sur le principe de l'anosoluble, voit un corps solide se déplacer d'une extrémité à l'autre d'un tube capilIaire en fonction du courant qui le traverse. Le nombre de coulomb nécessaire pour obtenir le déplacement d'une extrémité à l'autre est fourni par le constructeur pour chaque type, de compteur. La valeur de la résistance R4 (4) est calculée en fonction de ce nombre et de la valeur maximale de la gamme choisie. La longueur du capillaire est graduée en KWh/m2. Un dessin schématique de ce compteur est représenté par la figure n04, où (6) représente l'échelle gradués en KWh/m2, et (7) l'index de visualisation. Le compteur d'énergie solaire se présente sous forme d'un coffret en matière plastique,étancheS dan lequel est fixée la cellule solaire photovoltaique de telle maniere qu'il nty ait des ombres de portée, les résistances et le compteur électrolytique sont fixés sur un circuit imprimé cuivré, qui est lui-même fixé dans le boiter. Sa réalisation est représentée par la vue éclatée, figure n 5, où (8) est le logement le la cellule solaire, réalisé en matière translucide, (9/ la fenêtre réalisée en matière translucide permet tant de lire les informations du compteur,(l0) la plaquette de maintien en place de la cellule dans son logement. par action dan ressort ce systéme permettant également un contact électrique avec l'arriéré de la cellule, ainsi qu'un refroidissement de celle-ci par véhicula- tion de la chaleur vers l'arriére, (11) le circuit imprimé supportant les résistances et le compteur électrolytique, (12) le boitier et son couvercle.Le circuit imprimé est représentées détail à-la figure n06 les éléments étant numérotes suivant les mêmes indices qu'au figures 1, 3 et 4. Pour une cellule solaire photovoltaïque doun diamètre de 57 mm, délivrant un courant de 590 mA pour E- 1000 w/m2, si la résistance de charge est de 0,22 Ohms, la constante du compteur de1,48 cb/mm, avec le relation suivante: T(heures)= 6,77 x 1000/U, I en å, relation fournie par le constructeur du compteur, pour obtenir une gamme de 2000 KWh/m2, il fauta une résistance de gamme (R4) égale à 38345 Ohms afin d'avoir un courant de 3,385$A ; cette valeur de 2000 EWh/m2 ,valeur maximale de la gamme concernée représente l'énergie solaire moyenne annuelle des pays ensoleillés. Le compteur 'énergie solaire selon l'invention , permet dxeffec- tuer des mesures dans des gammes comprises entre O et 50 000 KWh/m2. Suivant, sa position nar rapport à la normale du lieu où il est situé il permet de mesurer soit la composante vertioale,soit la composante horizontale du rayonnement, ou suivant un angle d'incidence quelconque. RI?VDNI)ICTTONS 1 . Compteur-enregistreur d'énergie solaire, constitué d'une cellule solaire photovoltalque (1), débitant sur une résistance (2) do faible valeur, afin d'obtenir à ses bornes une tension proportionnelle à l'intensité du rayonnemcnt solaire global (direct + diffus), laquelle est appliquée à un compteur électrolytique à anode soluble (3) à travers une résistance (4) dénomme résistance de gamme; la lecture s'effectuant gracie à une échelle graduée en KWh/m2(6), placée devant le capillaire du compteur électrolytique. 2 Compteur-enregistreur d'énergie solaire, selon la revendication 1 , caractérisé par la combinaison d'une cellule solaire photovoltaïque (1) avec un compteur électrblytique à anode soluble (3). 3 . Compteur-enregistreur d'énergie solaire, selon la revendication 2 , caractérisé par le fait que le courant traversant le compteur électrolytique est proportionnel à l'intensité du rayonnement solaire global (direct + diffus) grâce à l'utilisation de la cellule solaire photovoltaique (3). 4 . Compteur-enregistreur d'énergie solaire, selon la revendication 3 , caractérisé par le fait que l'enregistrement maximal de l'énergie solaire peut s'effectuer de O à 50000 KWh/m2, dans des grammes différentes,par simple changement de a valeur,de la résistance de gamme (4). 5 . Compteur-enregistreur d'énergie solaire,selon la revendication 4 , caractérisé par le fait que la lecture se fait directement par le déplacement de l'index mobile du compteur électrolytique (3) devant une échelle graduée en fonction de la gamme , et notée en KWh/m2. 6 . Compteur-enregistreur d'énergie solaire, selon la revendication 5 , caractérisé par le fait que ce compteur-enregistreur est entiérement arltonome et de nécessite aucune alimentation extérieure.