Brevet FR2489595A1 — publié le 19820305

Installation solaire photo-voltaique. L'invention a pour objet une installation solaire photo-voltal-que comportant plusieurs modules à cellules solaires disposés sur une structure porteuse. Dans les installations connues de ce type, les modules équipés de cellules solaires sont montés dans un châssis fixe en étant disposés par rapport au sol sensiblement suivant l'angle de latitude. Dans cette position angulaire, le rayonnement est sensiblement optimisé. L'invention a pour but de constituer une installation solaire au type indiquE dans le préambule et permettant d'accroître la quantité d'énergie fournie par rapport aux installations usuelles à l'heure actuelle. L'invention concerne à cet effet une installation du type ci-dessus, caractérisée en ce que les modules sont réunis les uns à côté des autres dans au moins un plan par la structure porteuse, et en ce que la structure porteuse est disposée sur un socle de manière à pouvoir tourner autour d'un axe vertical et autour d'un axe horizontal en pouvant suivre la hauteur du soleil. Avec ces dispositions, on peut, de façon surprenante, obtenir un gain d'énergie supérieur à 20 % par rapport aux installations classiques. Par le réglage Se poursuite, la totalité de la surface des cellules joue le rôle de surface active pendant toute la durée du Jour. On évite les pertes par réflexion et les pertes par absorption dans le cas du rayonnement sous des angles réduits. Il est connu que la capacité de puissance des cellules solaires décroît fortement lorsque la température s'élève. Par la seconde disposition conforme à l'invention, suivant laquelle les cellules solaires sont molitées sur un socle, ces cellules sont transportées d'une couche chaude située à la surface du sol dans une zone plus fraîche où a lieu un refroidissement supplémentaire d~s cellules par le vent.Par la combinaison de ces deux dis?ositions, on a pu obtenir l'augmentation de puissance surprenante mentionnée précédem ment, cette augmentation compensant complètement la dépense technologique de fabrication supplémentaire de l'installation. Dans les installations dites à collecteur solaire de concentration, il est certain que le réglage de poursuite est usuel, au moins en ce qui concerne le système réflecteur de telles installations. Il s'agit cependant là d'un système complètement différent dans lequel le captage des rayons solaires ne peut avoir lieu que sous un angle d'incidence bien déterminé, de telle sorte que de telles installations ne sont utilisables qu'avec un réglage de poursuite continu et précis des réflecteurs. Un accroissement supplémentaire de la quantité d'énergie fournie peut être obtenu dans une installation conforme à l'invention en ce que les modules à cellules solaires peuvent prendre une position horizontale dans laquelle ces cellules sont dirigées vers le haut pour que l'on puisse capter dans une mesure favorable le rayonnement diffus pendant les jours de temps couvert, ainsi qu'une position de repos horizontale dans laquelle les cellules solaires sont dirigées vers le bas. La position de repos sert à éviter l'accumulation de dépôts tels que la poussière et le givre en mettant l'installation dans cette position pendant Za nuit. Elle sert en outre à éviter les dommages sous l'action des intempéries telles que la neige ou les tempêtes. Avec l'installation conforme à l'invention, on peut en outre réduire la fréquence des opéations de nettoyage et d'entretien. Les opérations d'entretien, qui ne sont plus nécessaires qu'occasionnellement, peuvent alors être effectuées de façon simple en mettant l'installation en position de repos. Dans les installations conformes à l'invention, on peut utiliser des éléments de structure classiques et standardisés avec une rigidité relativement réduite pour le système porteur. Il en résulte que ces ins talla-tions- peuvent être réalisées économiquement et avec une technique de fabrication simple. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, il est prévu un système de commande électronique avec d'autres détecteurs sensibles à la lumière qui dirigent automatiquement les modules à cellules solaires en fonction du niveau du soleil et des conditions atmosphériques. Ainsi, l'installation peut toujours fonctionner de façon optimale et elle peut, en outre, en cas d'intempéries apparaissant subitement ainsi que de coups de vent, être mise dans une position de sécurité. L'installation peut en outre fonctionner de façon entièrement autonome lorsqu'on utilise pour le système electroriksnique de. réglage de poursuite une partie de l'énergie convertie par l'installation, le cas échéant en intercalant une batterie tampon. Le système de commande peut être programmé suivant un réglage de poursuite continu ou suivant un réglage de poursuite à gradins, de telle sorte qu'au cours d'une journée la structure porteuse soit déplacée trois fois ou un plus. grand nombre de fois, par exemple dans une position de matinée, dans une position de mi-journée, dans une position de soirée et dans une position de nuit. Mais il est aussi possible d'équiper l'installation avec un système de réglage de poursuite mécanique, notamment un sytème actionné à la main. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La Fig. l-est une vue en éléva- tion frontale d'une installation conforme à l'invention. - La Fig. 2 est une vue latérale de l'installation de la Fig. 1. - La Fig. 3 est une vue de dessus de l':nstallation L'installation solaire photovoltaïque représentée sur la Fig. 1 est constituée par plusieurs modules 10 équipés chacun d'un grand nombre de cellules solaires 11 et réunis dans un plan commun au moyen d'une structure porteuse 12. Les modules 10 à cellules solaires peuvent être constitués, comme les modules actuels, pour les installations au sol. En tant que structure porteuse 12, on peut utiliser toute structure constituée par des éléments standardisés fabriqués en série. Les modules peuvent aussi être disposés dans#plusieurs plans parallèles pour garantir un meilleur refroidissement des cellules solaires par convection. La structure porteuse 12 est disposée sur un socle 14 agencé sous forme de tour et accouplé avec un système électro-mécanique de réglage de poursuite 15. On peut prévoir pour le socle 14 une réalisation quelconque, par exemple une ossature en fer, une colonne ou une tour, dans laquelle le dispositif de réglage de poursuite 15 ainsi que d'autres appareils de fonctionnement et d'entretien peuvent être enfermés à l'abri des intempéries. De même, le choix du système de réglage de poursuite 15 ne pose pas de problème. Les systèmes purement mécaniques ou les systèmes mécaniques et hydrauliques ainsi que les systèmes électro- mécaniques conviennent pour cela. Le système de réglage de poursuite 15 est détermine pour que les modules S cellules 10 puissent, au moyen de l'ossature porteuse 10, tourner de 3600 autour d'un axe vertical 17 et pivoter d'au moins 1800 autour d'un axe horizontal 18 de l'une des positions horizontales des modules 10 dans la position horizontale opposée. Pour que le mouvement de pivotement puisse avoir lieu en n'utilisant qu'un socle porteur 14, les modules 10 sont répartis en deux groupes en formant entre eux un intervalle ayant la largeur de la tour du socle 14. Les modules 10, qui sont représentés sur les dessins en position verticale, peuvent ainsi être amenés dans deux positions horizontales, à savoir dans une position de repos dans laquelle les cellules solaires 11 sont dirigées vers le sol et dans la position opposée dans laquelle les cellules solaires sont disposées horizontale ment et dirigées vers le haut pour capter les rayonnements diffus pendant les journées de temps couvert. La moitié supérieure de l'intervalle non intéressée par la tour, est occupée par des modules à cellules. Lorsque le réglage de poursuite est effectué automatiquement au moyen d'un système à programme électronique également disposé dans la tour 14, l'installation peut fonctionner de façon entièrement autonome. L'installation de commande 20 reçoit alors des signaux provenant de détecteurs 21 sensibles à la lumière ainsi que de détec- teurs 22 réagissant aux variations des conditions atmosphériques, ces détecteurs commandant le système de réglage de poursuite en conséquence. REVENDICATIONS 1 ) - Installation solaire photovoltaïque comportant plusieurs modules (10) à cellules solaires (11) disposés sur une structure porteuse (12), carac terisee en ce que les modules (10) sont réunis les uns à côté des autres dans au moins un plan par la structure porteuse (12), et en ce que la structure porteuse est disposée sur-un socle (14) de manière à pouvoir tourner autour d'un axe vertical (17) et autour d'un axe horizontal (18) en pouvant suivre la hauteur du soleil. 20) - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la structure porteuse (12) peut tourner de 3600 autour de l'axe vertical (17). 30) - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la structure porteuse (12) peut pivoter autour de l'axe horizontal (18) d'au moins 1800 d'une position horizontale de cette structure porteuse à la position horizontale opposée. 40) - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la hauteur du socle (14) est au moins égale a 2 m. 50) - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un système mécanique est prévu pour le réglage de poursuite de la structure porteuse (12). 60) - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un système électro-mécanique est prévu pour le réglage de poursuite de la structure porteuse (12). 70) - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'il est prévu une installation de commande électronique (20) comportant un programme qui amène la structure porteuse (12) dans des positions déterminées à des intervalles de temps donnés. 80) - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'il est prévu des détecteurs (21) sensibles à la lumière qui actionnent le mécanisme de réglage de poursuite (15), par l'intermédiaire de l'installation de commande électronique (20), en fonction de la hauteur du soleil. 90) - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'installation de commande électronique (20) comprend un programme qui, pendant les périodes de temps couvert, amène la structure porteuse (12) dans la position horizontale dans laquelle les cellules solaires (11) sont dirigées verticalement vers le haut. 10 ) - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'installation de commande électronique (20) comprend un programme réagissant aux intempéries et déclenchant des signaux de commande pour le mécanisme de réglage de poursuite. 110) - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le système de réglage de poursuite électro-mécanique (15) est directement alimenté par l'installation photo-voltaîque.