Brevet FR2795569A1 — publié le 20001229

La présente invention concerne un générateur électrique autonome avec stockage d'énergie et régulation incorporée. Le principe en est un module photovoltaïque (1) destiné, de manière connue, à transformer l'énergie solaire en un courant électrique continu. Ce courant est stocké dans une batterie d'accumulateurs (2) dont la charge et la décharge sont régulées par un dispositif électronique (5). Une prise de courant continu en 12 ou 24V est reliée à la batterie, par l'intermédiaire du régulateur et de câbles d'une longueur minimale; elle permet l'utilisation d'appareils ou de point lumineux à faible consommation. La présente invention concerne également une installation électrique mettant en oeuvre plusieurs générateurs autonomes connectés en série, en parallèle ou en série-parallèle pour former un générateur global d'une puissance accrue. Selon l'art antérieur, les générateurs actuellement proposés sur le marché sont # soit dimensionnés en fonction d'un besoin de consommation donné et de l'ensoleillement disponible sur le site d'implantation # soit proposés en kits (de taille différente correspondant à des besoins différents) Ces générateurs dits "classiques" se composent d'un champ d'un ou plusieurs modules solaires photovoltaiques, d'une batterie d'accumulateurs pour le stockage de l'énergie, d'un système de contrôle et de régulation et éventuellement d'un convertisseur de tension destiné à fournir un courant alternatif sous une tension de 230V et une fréquence de 50Hz. L'implantation de tels générateurs . nécessite beaucoup d'espace au sol # est coûteuse car il faut faire appel à une main d'oeuvre qualifiée pour l'installation # est sujette au vol car les éléments du générateur sont coûteux (panneau solaire, batterie d'accumulateurs) et peuvent être facilement réutilisés ou revendus . nécessite souvent une protection envers les animaux ou même les Hommes sous forme de grillage ou autres car des courants et des tensions mortels pour ceux-ci peuvent être mis enjeu # induit des pertes de puissance au niveau des câbles # est souvent réalisé de manière définitive et l'installation ne peut être démontée et remontée aisément pour satisfaire, par exemple, des besoins d'énergie se situant dans des endroits différents à des moments différents (fermes et cabanes d'estive des bergers) On a également proposé deux générateurs solaires innovants. Le premier, objet du brevet international déposé le 29/05/97 sous le numéro de publication internationale: WO 98I54589, consiste en une batterie, pouvant être raccordée à une charge, sur laquelle est fixé un panneau solaire. Ce système n'intègre pas la possibilité d'incliner le panneau solaire, ce qui affecte sa production et le rend très peu productif dans certaines régions du monde ou implique l'utilisation d'un système d'inclinaison et de fixation additionnel. Le deuxième, objet du brevet fiançais déposé le 16/10I98 sous le numéro de publication nationale 2 746 557, consiste en panneau solaire implanté sur le couvercle d'une valise dans laquelle est fixée une batterie. Ce système, encombrant et difficile à transporter, procure un système de réglage de l'inclinaison du panneau solaire fragile. De plus, l'inclinaison du panneau implique l'ouverture de la valise et ne permet donc pas d'assurer une étanchéité satisfaisante. L'objet de l'invention est donc de proposer un générateur solaire capable de fournir de l'électricité en n'importe quel lieu du monde ayant les caractéristiques suivantes . monobloc et compact afin d'occuper l'espace le plus réduit possible, d'avoir un poids minimum et des chutes de tensions minimales dans les câbles # bon marché et ne nécessitant pas de coût d'installation # adapté aux problèmes de vol. Léger et de petite dimension, il peut être transporté et stocké facilement quand il n'est pas utilisé # ne nécessitant aucune protection particulière envers les Hommes et les animaux puisqu'aucun câble n'est apparent. Exempt de danger électrique. . facilement transportable pour pouvoir être utilisé en des endroits différents "prêt à brancher" c'est-à-dire ne nécessitant aucune connaissance technique ni aucune manipulation pour être installé et utilisé Pour répondre à ces besoins, nous avons été conduit à l'élaboration de ce générateur monobloc, transportable, "prêt à brancher", utilisable partout dans le monde et de conception modulaire. Les principales caractéristiques de ce générateur résident en ce que . le bloc est portatif en ce qu'il a un poids maximal de 20 kg et une poignée adaptée à son transport # le bloc peut être a posé au sol (figure 6I6) il fixé sur un poteau # fixé sur un mur (figure 5I6) 0 ou de manière plus générale posé ou fixé sur n'importe quelle surface plane (figure 6I6) . le bloc est stable sur 3 faces qui donnent chacune une inclinaison différente au panneau solaire et permet ainsi d'optimiser la production du générateur suivant la latitude du site et la saison (à chaque latitude et à chaque saison correspond une inclinaison optimisant la production du générateur) . le bloc est muni d'une prise 12V ou 24V avec capuchon étanche # en option, un convertisseur de courant continu/altematif encore appelé onduleur (6) est intégré dans le bloc et le coffret est équipé d'une prise étanche pour permettre l'utilisation d'appareils fonctionnant en courant alternatif # le bloc est équipé d'un interrupteur marche / arrêt et d'un détecteur crépusculaire permettant une utilisation aisée et automatique pour des applications d'éclairage . le bloc est muni d'un système d'aération nécessaire pour le bon fonctionnement de la batterie d'accumulateurs et des appareils de régulation et de conversion du courant D'un point de vue technique, le coffre se présente en 2 parties principales (voir figures): # un capotage extérieur en polyéthylène rotomoulé de couleur claire (3) avec mise en place sur chaque face de 3 inserts M8 pour fixation extérieure et/ou intérieure. Le capotage présente sur toute sa périphérie un rebord qui assure un écoulement extérieur des éventuelles infiltrations d'eau. Ce capotage permet la fixation du module photovoltaique (1), équipé de 4 à 6 écrous cages M6 (8). Ce module nécessite d'être démonté avec un outil spécial pour éviter les vols. Le cadre en aluminium du module assure une rigidité supplémentaire à l'ensemble et en option un joint périphérique (9) est prévu en fonction du degré d'étanchéité requis. Ce coffre a des aérations telles que ne recevant la pluie dans aucune des 3 positions. Il comporte des poignets de transport moulées Il comporte 3 faces ; la première inclinée de 30 40 , et de préférence 36 , par rapport au plan du module solaire, la seconde inclinée de 0 10 , et de préférence 4 , et la troisième inclinée de 50 60 , et de préférence 54 par rapport au plan du module solaire. Le coffret sera posé ou fixé sur l'une de ces 3 faces en fonction de l'inclinaison souhaitée pour le module, celle-ci étant choisie selon la latitude du lieu, la saison et l'heure de la journée. # un socle interne en tôle d'acier (4) avec traitement cataphorèse pour mise en place de la batterie et des accessoires électriques sur les côtés. Cette partie métallique est limitée au fond (E) et aux 2 faces avec angles de 30 40 , et de préférence 36 (B) et de 50 60 , et de préférence 54 (D). Ce socle est tel que le centre de gravité du bloc permet une stabilité du bloc sur ces 3 faces (E), (B) et (D). Le cloisonnement intérieur du coffre est effectué de façon à bien délimiter les emplacements de chaque composant respectif. La figure 1/6 présente le générateur en coupe vue de côté (face (A)). La figure 2/6 présente le générateur en coupe vue de côté (face (B)) avec sa barre de fixation (7). La figure 3/6 présente le générateur en coupe vue de côté (face (A)) et plus particulièrement la fixation du module photovoltaïque (1) sur le coffret en polyéthylène (3) à l'aide d'écrous cages M6 (8). Sur cette figure est également représenté le joint supplémentaire (9) augmentant le degré d'étanchéité de l'ensemble au niveau de la jonction (10) entre le cadre en aluminium du module photovoltaïque (1) et la partie du coffret en polyéthylène (3). La figure 4/6 présente le générateur vue de dessous avec les 5 faces du coffret en polyéthylène (3). La figure 5I6 détaille la fixation du générateur sur un mur sur chacune des faces respectives (B), (E) et (D). La figure 6/6 détaille la fixation du générateur au sol sur chacune des faces respectives (D), (E) et (B). Les applications industrielles découlant de cette source d'énergie mobile sont nombreuses # générateur mobile et transportable pour chantier mobile de travaux (génie civil, ponts et chaussées, autoroutes, etc) # alimentation électrique autonome d'appareillage se trouvant dans la nature loin de toute source électrique (surveillance des niveaux d'eau et crues des cours d'eau, débitmètres, station de mesures, etc...) Les applications de loisirs pourront conduire à la commercialisation de ce générateur pour le grand public # source d'énergie pour pique-nique et veillée dans la nature # alimentation électrique d'habitations de loisirs . alimentation de lampadaires d'éclairage de jardin REVENDICATIONS 11 Générateur solaire photovoltaïque permettant, de manière connue, de transformer l'énergie lumineuse en électricité caractérisé en ce que le générateur est composé d'un coffret unique intégrant tous les éléments du générateur (module photovoltaïque (1), batterie (2), régulateur (5), onduleur (6) en option et câbles) et comportant une prise 2/ Générateur solaire photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte 3 faces de positionnement (B), (D) et (E), sur lesquelles le coffret est stable. Les 3 faces (B), (D) et (E) ont des angles différents par rapport au sol, ce qui permet de donner au module photovoltaïque (1) 3 inclinaisons différentes (de 0 à 10 , de 30 à 40 et de 50 à 60 ) pour optimiser sa production selon la latitude, la saison et l'heure de la journée. 3/ Générateur solaire photovoltaïque selon la revendication 2, caractérisé en ce que les angles des 3 faces de positionnement (B), (D) et (E)par rapport au sol sont de 40, 36 0 et 540. 4/ Générateur solaire photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il se compose de 2 parties principales: un capotage extérieur (3) et un socle interne (4) dont l'intérieur épouse la forme de la batterie (2) permettant ainsi sa fixation ainsi que celle des appareils de régulation (5) et de conversion (6) du courant. 51 Générateur solaire photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni de poignées ce qui lui conf'ere la possibilité d'être facilement transporté d'un lieu à un autre 61 Générateur solaire photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni d'une prise étanche 12V et d'une prise 230V étanche en option 7/ Générateur solaire photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est muni d'un interrupteur marche/arrêt et d'un interrupteur crépusculaire en option tous 2 étanches.