Brevet FR2548455A1 — publié le 19850104

"Collecteur solaire à pile photosltaque L'invention concerne un collecteur solaire comprenant au moins une pile photovoltaique pour tirer parti de l'énergie du soleil. Les cellules ou piles photovoltaïques doivent être enveloppées d'une gaine transparente étanche à l'air afin d'être protégées de la corrosion atmosphérique. Pour cette raison, elles sont normalement enfermées entre des plaques de verre ou de matière plastique que l'on colle ensemble sur les bords. Les plaques de matière plastique ont pour inconvénients de perdre de leur transparence au cours du vieillissement et en outre, d'être plus ou moins perméables à lthumidité. Dans les plaques de verre collées sur les bords, il se produit des tensions sous l'effet de la chaleur solaire qui entrainent des fêlures et ensuite des défectuosités par corrosion. Un autre inconvénient des enveloppements courants aujourd'hui est l'échauffement de la couche photovoltaïque pendant le fonctionnement qui diminue le rendement énergétique et accélère le vieillissement. L'objet de l'invention est de réaliser un collecteur solaire du type mentionné pour qu'il puisse assurer une utilisation optimum de l'énergie solaire incidente, tout en présentant une construction simple et compacte ainsi qu'une grande facilité d'entretien. A cet effet, l'inxentfon propose que la cellule photovoltaique soit disposée, dans un tube de verre fermé de façon étanche au vide, sur un support métallique, qui de son côté est relié d'une façon conductrice de la chaleur avec un tube qui peut être refroidi directement, ou indirectement. Le support peut être ici, de préférence, une tôle de cuivre. On pourra au choix, soit faire le vide dans le tube de verre, soit le remplir d'un gaz inerte. Le refroidissement du support métallique s'opère au moyen d'un tube métallique qui lui est relié d'une façon conductrice de la chaleur et qui, ou bien est parcouru par un liquide de refroidissement, ou bien est réalisé sous la forme d'un tube chauffant qui emmène la chaleur prélevée à l'intérieur du tube de verre. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il peut être disposé, au choix, soit sur la face supérieure seule, soit sur la face supérieure et sur la face inférieure du support, au moins une cellule voltaique. Ce dernier cas exige qu'en dessous du plan du support métallique, en dehors du tube de verre, il soit disposé au moins une surface formant miroir qui réfléchisse les rayons du soleil sur la cellule photo voltaïque disposée sur la face inférieure du support métallique. Dans une autre configuration particulièrement intéressante le tube métallique sui se trouve dans le collecteur peut être parcouru par un agent refroidissant que fait circuler une pompe entrainée électriquement. La pompe est ici alimentée électriquement par au moins une des cellules photovoltaïques. D'autres détails, avantages, et caractéristiques de l'invention ressortiront de l'exemple de réalisation recommandé représenté dans le dessin annexé. Dans un collecteur solaire 10 est posée horizontalement, sur le plan central d'un tube de erre 12, une tôle porteuse 14, qui est couverte sur ses faces supérieures et inférieures d'au moins une cellule photo voltaïque 16 et 18. Il est relié solidairement avec le support métallique 14, qui est fait de préférence de cuivre, un tuyau 20, notamment du type radiateur, qui en fait le tour, par où peut circuler un fluide refroidissant. En-dessous du tube de verre 12 se trouve un dispositif optique 22 en forme de miroir destiné à réfléchir les rayons sur la cellule photovoltaique 18 qui se trouve en-dessous. La cellule photovoltaique inférieure 18 donnera un rendement d'autant meilleur que l'ouverture optique du Jeu de miroirs 22 sera plus grande par rapport à sa surface. La canalisation électrique qui évacue le courant fourni par les cellules photoxoltaIques 16 et 18 peut être utilisée pour faire fonctionner une pompe entrat- née électriquement, qui n'est pas représentée et qui envoie le fluide de refroidissement dans le tube métallique 20 placé à l'intérieur. Cette disposition est particulièrement Judicieuse Si l'on fait fonctionner un collecteur solaire 10 suivant l'invention, en commun avec une installation thermosolaire destinée à chauffer un liquide, car la puissance d'un seul collecteur suffit pour assurer la circulation de l'agent refroidissant dans de nombreux collecteurs. De ce fait, les installations d'eau de consommation, et de chauffage opératoire avec circulation forcée d'agent de refroidissement, sont indépendantes de toute alimentation extérieure d'énergie électrique. R E Y E N D I C A T I O N S 10) Collecteur solaire comprenant au moins une cellule photovoltaique pour l'exploitation de l'énergie solaire, caractérisé en ce que la cellule photovoltaique (16, 18) est placée dans un tube de verre (12) fermé, sur un support métallique (14) qui est relié d'une façon conductrice de la chaleur avec un tube (20) qui peut être refroidi directement ou indirectement. 20) Collecteur solaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait le vide dans le tube de verre (12). 30) Collecteur solaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de verre (12) est rempli avec un gaz inerte. 40) Collecteur solaire suivant l'une quelconque des rerendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est disposé sur chacune des faces supérieure et inférieure du support métallique (14) au moins une cellule photovoltaique (16, 18), et qu'il se trouve, à l'extérieur du tube de verre (12), et en-dessous du plan du support métallique (14), un système optique (22), de préférence sous la forme de surfaces réfléchissantes. 50) Collecteur solaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tube (20) métallique qui se trouve dans le tube de verre (12) peut être parcouru par un agent de refroidissement, cet agent étant mis en circulation au moyen d'une pompe, alimentée en électricité par au moins une des cellules (16, 18) photovoîtaiques. 60) Collecteur solaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tube métallique (20) est réalisé sous la forme d'un tube de radiateur et est relié avec le système de refroidissement qui se trouve en dehors du collecteur solaire (10).