Brevet FR2583575A1 — publié le 19861219

La présente invention concerne un capteur solaire photovoltaïque comportant un support portant au moins deux ensembles de piles photovoltaïques décalées d'un angle prédéterminé autour de l'axe vertical central du support et qui sont inclinés par rapport à cet axe. De tels capteurs photovoltaïques sont connus et notamment destinés à l'alimentation des balises terrestres et maritimes comprenant des feux à éclats, des générateurs de signaux sonores ou des émetteurs de signaux électromagnétiques notamment d'ondes radio. Ces capteurs comprennent plusieurs ensembles de piles photovoltaïques décalées pour pouvoir capter la lumière solaire sur une grande partie du parcours apparent quotidien du soleil. Mais le rendement de tels capteurs s'est avéré médiocre de sorte qu'ils n'ont jusqu'ici trouve aucune utilisation pratique notable. Des capteurs du type décrit ci-dessus sont par exemple décrits dans leurs applications aux balises maritimes dans la demande de brevet français n0 83.17.026 et dans la demande de brevet européen n0 84.440036.6. Suivant ladite demande de brevet français les cellules photovoltaïques sont montées sur un support qui permet de les disposer en secteurs rayonnants sur un cône, un tronc de cône ou un tronc de pyramide (revendication 1) et suivant ladite demande de brevet européen la configuration des cellules photovoltalques affecte dans son ensemble la forme d'une surface de révolution à axe vertical et à génératrice inclinée sur cet axe (revendication 1). Mais suivant ces deux demandes les différentes cellules ou groupes de cellules sont branchées en série et reliées par une sortie unique à un circuit d'utilisation (figure 3 de la demande de brevet français, page 2, lignes 14 à 20 de la demande de brevet européen). Le déposant a maintenant découvert que le mauvais rendement desdits capteurs connus est essentiellement dû à ce branchement en série des cellules ou ensembles de cellules qui, suivant leur position autour de l'axe vertical central du capteur, sont exposés très différemment au rayonnement solaire incident. En effet les caractéristiques électriques des cellules ou piles photovoltaïques correspondent à celles de diodes qui laissent passer le courant électrique dans un sens et s'opposant au passage du courant électrique dans l'autre. Dans le cas de deux cellules ou ensembles de cellules branchées en série et disposées dans des positions opposées autour d'un axe vertical central, l'une des cellules ou l'un des ensembles se trouve le plus souvent bien éclairé tandis que l'autre se trouve peu éclairé ou à l'ombre. A cause des caractéristiques électriques évoquées ci-dessus ceci se traduit par le ait que les cellules peu Aclairées s'opposent au passage du courant électrique produit par les cellules bien éclairées.On observe alors une aug mentation importante de la température des cellules peu éclairées pouvant atteindre des températures supérieures à 1800C ce qui entraîne une détérioration des cellules et souvent la fusion des contacts des cellules. Dans tous les cas ce phénomène réduit considérablement le rendement global du capteur. La présente invention a pour objet de concevoir un capteur photovoltalque du type cité ci-dessus présentant un rendement acceptable pour des applications pratiques et qui ne présente plus les risques de détérioration des cellules et de la fusion des contacts. Dans le capteur selon l'invention les photopiles individuelles de chaque ensemble sont branchées en série tandis que les sorties de chaque ensemble sont reliées séparément au circuit d'utilisation. Grâce à ce branchement les cellules ou piles de chaque ensemble restent polarisées dans le même sens et l'on évite ainsi l'échauffement des piles de l'ensemble peu éclairé. Le rendement du capteur est amélioré et l'on évite toute détérioration des piles et de leurs contacts. Les ensembles de piles photovoltaïques peuvent se présenter sous forme de panneaux rectangulaires plans. Mais de préférence les ensembles sont disposés suivant une surface tronconique. Suivant un autre mode de réalisation préféré du capteur selon l'invention les ensemble de piles photovoltaïques sont noyés dans un même module de configuration tronconique et chaque ensemble se présente sous forme d'un secteur de cercle. Avantageusement le capteur selon l'invention comporte deux ensembles de piles photovoltaïques couvrant chacun un secteur demi circulaire ou quatre ensembles de piles photovoltaïques couvrant chacun un secteur de 900. On peut bien entendu envisager d'autres dispositions des ensembles de piles photovoltaïques autour de l'axe central vertical du capteur. De préférence le capteur selon l'invention est du type dans lequel les piles photovoltaïques sont noyées dans une résine acrylique entre un panneau de support opaque et un panneau supérieur transparent ou translucide et dans lequel les deux panneaux sont également réalisés en une résine acrylique. De tels panneaux présentent une haute résistance mécanique et peuvent être formés à volonté à chaud pour épouser la forme convexe ou concave recherchée en fonction de la configuration générale du capteur. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description, qui va suivre, et en se reférant aux dessins annexés montrant à titre d'exemples plusieurs mode de réalisation du capteur solaire photovoltaïque suivant la présente invention. Sur ces dessins la figure 1 est une vue en élévation latérale schématique d'un premier mode de réalisation du capteur solaire selon la présente invention, la figure 2 est une vue en plan schématique d'un autre mode de réalisation du capteur selon l'invention, et la figure 3 est une vue en perspective d'une balise maritime comprenant un capteur solaire conçu suivant un mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 1 montre un mode de réalisation particulièrement simple du capteur solaire suivant l'invention destiné notamment à l'alimentation de balises maritimes et terrestres. L'invention vise aussi bien des balises lumineuses à éclats que des radiobalises pour la navigation maritime et aérienne. La figure 1 montre une balise terrestre comprenant un support horizontal (1) destiné à être ancré dans le sol et muni d'un mât central (2). Entre le mât (2) et les bords extérieurs du support (1) sont prévus deux panneaux photovoltaïques opposés (3) comprenant entre deux plaques de support une série de piles photovoltaïques (3") montées en série. Les sorties de chaque panneau (3) sont reliées par des câbles (3') séparément a un circuit d'utilisation (4) comprenant d'une manière connue un circuit d'adaptation et un ensemble d'accumulateurs non représentés ici. Le circuit (4) alimente une lampe à éclats (5) disposée au sommet du mât (2). Le circuit (4) peut bien entendu également servir à alimenter un générateur d'un signal sonore ou un radioémetteur. Le support (1) peut présenter une configuration générale rectangulaire, polygonale ou circulaire et supporter plus de deux panneaux photovoltalques (3). Ces panneaux (3) peuvent être plans ou courbes convexes et concaves pour épouser la configuration par exemple circulaire du support (1). Mais dans tous les cas chaque panneau (3) est relié par des câbles de branchement séparés (3') aux entrées du circuit d'utilisation (4). Le mode de réalisation représenté a la figure 2 comprend deux panneaux photovoltaïques (6) présentant une base sensiblement semi circulaire et qui sont destinés à être montés sur un support circulaire non représenté ici. Chaque panneau (6) comprend une série de piles photovoltaïques (7) reliées entre elles en série. Les bornes de sortie de chaque panneau (6) sont reliées par des câbles séparés (8) à l'entrée d'un circuit d'utilisation (9) du même type que le circuit (4) représenté à la figure 1. Dans ce cas les deux panneaux (6) épousent ensemble sensiblement la forme d'un cône ou trcnc dc cône. La figure 3 montre en perspective une balise maritime comprenant un support circulaire (10) normalement constitué par un flotteur d'une configuration convenable. Le support (10) comporte une partie centrale surélevée qui présente une surface supérieure tronconique dans laquelle sont prévus des logements creux (11) présentant sensiblement la forme de secteurs d'un cercle. Dans le cas représenté ici on a prévu huit logements creux (11) dont chacun reçoit un panneau photovoltaïque dont la configuration extérieure épouse parfaitement la configuration intérieure d'un logement creux (11) et qui sont scellés convenablement dans les logements (11) comme dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 et 2 chaque panneau photovoltaïque comporte une série de piles photovoltaïques (12) branchées en série.Suivant la présente invention les bornes de sortie de chaque panneau photovoltaïque logé dans un logement creux ( sont reliées par des câbles connecteurs séparés a un circuit d'utilisation du même type que les circuits (4 et 9) représentés aux figures f et 2. Dans le cas représenté ici la balise comporte à son sommet un feu à éclat (5) alimenté par les panneaux photovoltaïques par l'intermédiaire dudit circuit d'utilisation. Les panneaux photovoltaïques utilisés pour la réalisation du capteur selon la présente invention sont de préférence du type dans lequel les piles photovoltaïques (3", 7, 12) sont noyées dans une résine acrylique entre un panneau de support opaque également en une résine acrylique et un panneau supérieur transparent ou translucide en une résine acrylique. Ces panneaux photovoltaïques sont de préférence réalisés suivant le procédé décrit dans la demande de brevet du présent déposant déposée conjointement avec la présente demande et ayant pour titre " Procédé pour la réalisation de panneaux photovoltaïques et panneaux ainsi obtenus". Ces panneaux présentent une résistance mécanique très élevée et peuvent être mis en forme & chaud pour prendre la configuration courbe, convexe ou concave, nécessaire à la réalisation des capteurs suivant la présente invention. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. On peut y apporter de nombreuses modificatrsns sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Capteur solaire photovoltaique comportant un support (1) por tant au moins deux ensembles de piles photovoltalques (3) décalées d'un angle prédéterminé autour de l'axe vertical central du support et qui sont inclinés par rapport à cet axe, caractérisé en ce que les photopiles individuelles (3'.) de chaque ensemble (3) sont branchées en série tandis que les sorties de chaque ensemble (3) sont reliées séparément au circuit d'utilisation (4). 2) Capteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits ensembles (3) sont disposés suivant une surface tron conique. 3) Capteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les ensembles de piles photovoltalques (3) sont noyés dans un même module de configuration tronconique et chaque ensemble se présente sous forme d'un secteur de cercle (12). 4) Capteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles de piles photovoltalques (6) couvrant chacun un secteur demi circulaire. 5) Capteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte quatre ensembles de piles photovoltaiques couvrant chacun un secteur de 900.