Brevet FR2733305A3 — publié le 19961025

FR 2733305 A3 19961025 FR 9504791 A 19950421 Dispositif électrosolaire La présente invention concerne un dispositif électrosolaire qui comprend un réservoir de stockage de la chaleur installé dans le faîte du toit d'un bâtiment et une pluralité d'unités formant capteurs solaires qui sont reliées au réservoir de stockage de la chaleur et qui recouvrent le toit et un mur extérieur du bâtiment. Divers dispositifs électrosolaires ont été mis au point pour capter l'énergie thermique du soleil et convertir l'énergie de rayonne- ment de la lumière du soleil en énergie électrique. Les figures 1, 2, 3 et 4 montrent un dispositif électrosolaire du type à installer sur un toit selon la technique antérieure, qui comprend une structure repliable de montage à installer sur le toit d'un bâtiment, une unité formant capteur solaire en forme de plaque plane et un réservoir de stockage de la chaleur. Les figures 7, 8 et 9 montrent une autre structure de dispositif électrosolaire qui comprend une structure de montage à installer sur le toit d'un bâtiment, un panneau solaire et un ensemble de canalisations. En outre, on peut utiliser des tuiles de toit ou des plaques ondulées et les installer pour recouvrir et décorer le toit et un mur extérieur d'un bâtiment (voir les figures 5 et 6). Quand un dispositif électrosolaire est installé sur le toit ou le mur extérieur d'un bâtiment, cela nuit à l'aspect esthétique du toit ou du mur extérieur et la couche d'étanchéi- té à l'eau du toit peut être endommagée et devoir être réparée ou renforcée. Après l'installation d'un dispositif électrosolaire, la position angulaire du panneau solaire doit être fréquemment modifiée pour capter efficacement l'énergie de rayonnement de la lumière du soleil car le panneau solaire ne peut être installé que dans une région limitée du toit du bâtiment. Selon un aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif électrosolaire qui comprend une pluralité d'unités formant capteurs solaires respectivement en forme de tuiles qui recouvrent le toit et un mur extérieur d'un bâtiment et un réservoir de stockage de la chaleur installé sur le faîte du toit pour récupérer l'énergie thermique du soleil transmise par les unités formant capteurs solaires. Selon un autre aspect de la présente invention, chaque unité formant capteur solaire comprend une plaque de couverture transpa- rente avec des cellules photovoltaïques destinées à convertir l'énergie de rayonnement de la lumière solaire en énergie électrique, un rail de montage arrière, une structure de montage avant destinée à se mettre en prise avec le rail de montage arrière d'une autre unité formant capteur solaire, une plaque d'absorption de la chaleur qui comporte un tube collecteur relié au réservoir de stockage de la chaleur, et une structure de montage latéral destinée à la liaison avec une autre unité formant capteur solaire, au-dessus de sa plaque d'absorption de la chaleur, à l'aide de vis. Donc, la présente invention propose un dispositif électro- solaire qui comprend une pluralité d'unités formant capteurs solaires, couplées les unes aux autres et recouvrant le toit d'un bâtiment, et un réservoir de stockage de la chaleur couplé auxdites unités formant capteurs solaires pour recueillir l'énergie thermique, sachant que chaque unité formant capteur solaire comprend une structure de base thermiquement isolante, une structure de montage latéral, transparente et en forme de gouttière, une plaque d'absorption de la chaleur, une plaque de couverture, transparente et protectrice, et une structure avant de montage en forme de gouttière, ladite structure de base thermiquement isolante comprenant une chambre supérieure de récep- tion avec deux rainures latérales en vis-à-vis placées bilatéralement sur l'intérieur, une chambre supérieure de convection placée sur un côté de cette chambre supérieure de réception et comportant deux rainures latérales en vis-à-vis placées bilatéralement sur l'intérieur, une série de trous de vis à l'intérieur de ladite chambre supérieure de réception, au-dessus d'une première rainure latérale, une rainure exté- rieure de montage sur un des ses côtés latéraux, à proximité de la chambre supérieure de réception, une pluralité de trous d'axe anté- rieurs sur son côté avant et un rail supérieur de montage qui se dresse de son côté arrière, la structure de montage latéral en forme de gouttière ayant un côté latéral emboîté dans la rainure extérieure de montage de la structure de base et un côté latéral opposé qui comporte une série de trous de montage destinés à être couplés aux trous de vis d'une autre unité formant capteur solaire par des vis, la plaque de couverture, transparente et protectrice, étant introduite dans les rainu- res latérales de la chambre supérieure de réception et comprenant une couche inférieure isolante, une plaquette formant interface de sortie de l'énergie électrique et une pluralité de cellules photovoltaïiques installées au-dessus de cette couche inférieure isolante et couplées à la plaquette formant interface de sortie de l'énergie électrique, la plaque d'absorption de la chaleur étant insérée dans les rainures latérales de la chambre supérieure de convection et comprenant un tube collecteur couplé au réservoir de stockage de la chaleur, la structure avant de montage en forme de gouttière comportant une pluralité de tenons qui se dressent sur son côté arrière, respectivement emboîtés dans les trous d'axes antérieurs de la structure de base, et une rainure inférieu- re de montage destinée à se mettre en prise avec le rail supérieur de montage d'une autre unité formant capteur solaire. La plaque de couverture du dispositif électrosolaire de la présente invention, transparente et protectrice, peut être faite de verre trempé recouvert d'une couche inférieure isolante pour retenir une pluralité de cellules photovoltaïiques sur l'intérieur. La plaque de couverture du dispositif électrosolaire de la présente invention, transparente et protectrice, peut être faite de poly- carbonate recouvert d'une couche inférieure isolante pour retenir une pluralité de cellules photovoltaïques sur l'intérieur. La structure de base peut être recouverte extérieurement d'une couche isolante faite de matière plastique expansée. Le réservoir de stockage de la chaleur peut être installé dans le faîte du toit du bâtiment. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, prise en liaison avec les dessins d'accompagnement, dans lesquels: la figure 1 est une vue d'un dispositif électrosolaire de l'art antérieur à l'état installé; la figure 2 montre un autre agencement du dispositif électro- solaire de la figure 1; la figure 3 est une vue éclatée d'une partie de l'unité formant capteur solaire destinée au dispositif électrosolaire de la figure 1; la figure 4 montre une autre forme du panneau solaire destiné au dispositif électrosolaire de la figure 1; la figure 5 montre le toit d'un bâtiment recouvert de tuiles; la figure 6 montre le toit et un mur extérieur d'un bâtiment recouverts de plaques ondulées; la figure 7 montre un autre dispositif électrosolaire selon la technique antérieure; la figure 8 montre le dispositif électrosolaire de la figure 7 installé dans le toit d'un bâtiment; la figure 9 est une vue partielle du toit du bâtiment représen- té à la figure 8; la figure 10A est une vue éclatée d'une unité formant capteur solaire d'après la présente invention; la figure 10B est une vue en coupe qui montre l'installation d'un dispositif électrosolaire dans le toit d'un bâtiment; la figure 11 est une vue en perspective de l'unité formant capteur solaire représentée à la figure 10; la figure 12 est une vue en coupe qui montre deux unités formant capteurs solaires couplées dans le sens transversal d'après la présente invention; la figure 13 est une vue en coupe qui montre deux unités formant capteurs solaires couplées dans le sens longitudinal d'après la présente invention; et la figure 14 est une autre vue de la présente invention à l'état installé, qui montre les unités formant capteurs solaires recouvrant le toit et un mur extérieur du bâtiment. Si on considère les figures 10 et 11, une unité formant capteur solaire, référencée 10, comprend une structure de base 40, thermiquement isolante, en forme de tuile de toit, une structure de montage latéral 60, transparente et en forme de gouttière, une plaque 61 d'absorption de la chaleur, une plaque de couverture 20 transparen- te et protectrice, et une structure de montage avant 70, en forme de gouttière. La structure de base 40 thermiquement isolante comprend une chambre supérieure de réception 101 comportant deux rainures latérales 50 et 51 en vis-à-vis, placées bilatéralement sur l'intérieur, une chambre supérieure de convection 30 placée sur un côté de la chambre supérieure de réception 101 et comportant deux rainures laté- rales 63 et 64 en vis-à-vis placées bilatéralement sur l'intérieur, une série de trous de vis 68 à l'intérieur de la chambre supérieure de récep- tion 101, au-dessus de la rainure latérale 51, une rainure extérieure de montage 651 sur un côté latéral de celle-ci, à proximité de la chambre supérieure de réception 101, une pluralité de trous d'axe antérieurs 11 sur son côté avant, un rail supérieur de montage 71 qui se dresse de son côté arrière, et un trou d'axe postérieur 7111 sur le rail de montage supérieur 71, en communication avec la chambre supérieure de convection 30. La structure de montage latéral 60 en forme de gouttière comporte un rebord extérieur 65 disposé longitudinalement sur un côté latéral et s'emboîtant dans la rainure extérieure de montage 651 de la structure de base 40 et une série de trous de montage 681 alignés longitudinalement sur le côté latéral opposé. La structure de montage avant 70 en forme de gouttière comprend une pluralité de tenons 702 se dressant sur le côté arrière et s'emboîtant respectivement dans les trous d'axe antérieurs 11 de la structure de base 40 en définis- sant une rainure inférieure de montage 701 dont la taille correspond à celle du rail supérieur de montage 71. La plaque de couverture 20, transparente et protectrice, est insérée dans les rainures latérales 50 et 51 et recouvre la chambre supérieure de réception 101; elle comprend une plaquette 80 formant interface de sortie de l'énergie électrique sur le côté arrière, une pluralité de cellules photovoltaïques 21 placées les unes contre les autres et de même hauteur, couplées à la plaquette 80 formant interface de sortie de l'énergie électrique pour convertir l'énergie de rayonnement de la lumière du soleil en énergie électrique, et une couche inférieure isolante 22 qui recouvre le côté de dessous des cellules photovoltaïques 21. Quand la plaque de couverture 20, transparente et protectrice, est installée, une chambre à air 31 est défi- nie entre la structure de base 40 et la plaque de couverture 20, transpa- rente et protectrice, cette chambre communiquant avec la chambre supérieure de convection 30. La plaque 61 d'absorption de la chaleur est introduite dans les rainures latérales 63 et 64 pour recouvrir la chambre supérieure de convection 30 avant l'installation de la structure avant de montage 70; elle comprend un tube collecteur 62, un trou arrière de montage 66 et un trou avant de montage 67. Quand la plaque 61 d'absorption de la chaleur est introduite dans les rainures latérales 63 et 64, un axe 621 est introduit dans le trou arrière de montage 66 de la plaque 61 d'absorption de la chaleur et dans le trou d'axe arrière 711 du rail de montage supérieur 71 afin de fixer la plaque 61 d'absorption de la chaleur à la structure de base 40. Une fois que la structure avant de montage 70 a été fixée à la structure de base par emboîtement des tenons 702 dans les trous d'axe antérieurs 11, la structure avant de montage 70 est fixée à la plaque 61 d'absorption de la chaleur par assujettissement du trou de montage avant 67 à un trou de montage correspondant (non représenté) de la structure de montage avant 70 à l'aide d'un élément de fixation (non représenté). Si on considère les figures 10B, 12, 13 et 14, on voit que plusieurs unités formant capteurs solaires 10 peuvent être couplées dans le sens longitudinal et dans le sens transversal pour recouvrir le sommet d'un bâtiment. En plaçant la structure latérale de montage 60 d'une unité formant capteur solaire sur la plaque 61 d'absorption de la chaleur d'une autre unité et en vissant ensuite une pluralité de vis 69, qui traversent les trous de montage 681 de la structure latérale de montage 61 de la première unité formant capteur solaire, dans les trous de vis 68 de l'autre unité formant capteur solaire, on peut coupler plusieurs unités formant capteurs solaires en série dans le sens transversal. En emboîtant le rail de montage supérieur 71 d'une unité formant capteur solaire dans la rainure inférieure de montage 701 de la structure avant de montage 70 d'une autre unité formant capteur solai- re, on peut coupler plusieurs unités formant capteurs solaires en série dans le sens longitudinal. En outre, il est possible d'installer un réser- voir à eau 90 dans le faîte du toit du bâtiment, réservoir qui reçoit l'énergie thermique transmise par le tube collecteur 62 de la plaque 61 d'absorption de la chaleur de chaque unité formant capteur solaire 10. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des varian- tes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif électrosolaire caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'unités formant capteurs solaires (10) couplées les unes aux autres et recouvrant le toit d'un bâtiment et un réservoir (90) de stockage de la chaleur couplé auxdites unités formant capteurs solaires (10) pour recueillir l'énergie thermique, dans lequel chaque unité formant capteur solaire (10) comprend une structure de base (40) thermiquement isolante, une structure de montage latéral (60) transpa- rente et en forme de gouttière, une plaque (61) d'absorption de la chaleur, une plaque de couverture (20), transparente et protectrice, et une structure avant de montage (70) en forme de gouttière, ladite structure de base (40) thermiquement isolante comprenant une chambre supérieure de réception (101) avec deux rainures latérales (50, 51) en vis-à-vis placées bilatéralement sur l'intérieur, une chambre supérieure de convection (30) placée sur un coté de ladite chambre supérieure de réception (101) et comportant deux rainures latérales (63, 64) en visà-vis placées bilatéralement sur l'intérieur, une série de trous de vis (68) à l'intérieur de ladite chambre supérieure de réception (101), audessus d'une première rainure latérale (51), une rainure extérieure de montage (651) sur un des ses côtés latéraux, à proximité de ladite chambre supérieure de réception (101), une plurali- té de trous d'axe antérieurs (11) sur son côté avant et un rail supérieur de montage (71) qui se dresse de son côté arrière, ladite structure de montage latéral (60) en forme de gouttière ayant un côté latéral (65) emboîté dans ladite rainure extérieure de montage (651) de ladite structure de base (40) et un côté latéral opposé qui comporte une série de trous de montage (681) destinés à être couplés aux trous de vis (68) d'une autre unité formant capteur solaire par des vis (69), ladite plaque de couverture (20), transparente et protectrice, étant introduite dans les rainures latérales (50, 51) de ladite chambre supérieure de réception (101) et comprenant une couche inférieure isolante (22), une plaquette (80) formant interface de sortie de l'énergie électrique et une pluralité de cellules photovoltaïques (21) installées au-dessus de ladite couche inférieure isolante (22) et couplées à ladite plaquette (80) formant interface de sortie de l'énergie électrique, ladite plaque (61) d'absorption de la chaleur étant insérée dans les rainures latérales (63, 64) de ladite chambre supérieure de convection (30) et comprenant un tube collecteur (62) couplé audit réservoir (90) de stockage de la chaleur, ladite structure avant de montage (70) en forme de gouttière comportant une pluralité de tenons (702) qui se dressent sur son côté arrière, respectivement emboîtés dans lesdits trous d'axes antérieurs (11) de ladite structure de base (40) et une rainure inférieure de montage (701) destinée à se mettre ne prise avec le rail supérieur de montage (71) d'une autre unité formant capteur solaire. 2. Dispositif électrosolaire selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite plaque de couverture (20), transparente et protec- trice, est faite de verre trempé recouvert d'une couche inférieure isolante (22) pour retenir une pluralité de cellules photovoltaïques (21) sur l'intérieur. 3. Dispositif électrosolaire selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite plaque de couverture (20), transparente et protec- trice, est faite de polycarbonate recouvert d'une couche inférieure isolante (22) pour retenir une pluralité de cellules photovoltaïques (21) sur l'intérieur. 4. Dispositif électrosolaire selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite structure de base (40) est recouverte extérieure- ment d'une couche isolante faite de matière plastique expansée. 5. Dispositif électrosolaire selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit réservoir (90) de stockage de la chaleur est installé dans le faîte du toit du bâtiment.