Brevet FR2809134A1 — publié le 20011123

DESCRIPTION L'invention concerne les systèmes oscillants et l'équipement des volets photogénérateurs simples ou doubles à ouverture manuelle ou motorisée. A l'heure actuelle il existe ni système pour adapter des modules photovoltaiques sur les volets ni volet oscillant programmé. Pour s'adapter à tous les bâtiments les volets photogénérateurs regroupent 3 types différents, oscillants, oscillobattants, oscillocoulissants tous peuvent être simples ou doubles à ouverture et oscillation manuelles ou motorisées, droits ou cintrés, ceci permet 17 modèles différents. Type A : oscillants simples droits à oscillation manuelle. Type B : oscillants simples droits à oscillation motorisée. Type C : oscillobattants simples droits à oscillation et ouverture manuelles. Type D : oscillobattants simples droits à oscillation motorisée et à ouverture manuelle. Type E : oscillobattants simples cintrés à oscillation et ouverture manuelles. Type F : oscillobattants simples cintrés oscillation motorisée et à ouverture manuelle. Type G : oscillobattants doubles droits à oscillation et ouverture manuelles. Type H : oscillobattants doubles droits à oscillation motorisée et à ouverture manuelle. Type I : oscillobattants doubles droits à oscillation et ouverture motorisées Type J : oscillobattants doubles cintrés oscillation et ouverture manuelles. Type K : oscillobattants doubles cintrés oscillation motorisée et ouverture manuelle. Type L : oscillobattants doubles cintrés oscillation et ouverture motorisées Type M : oscillocoulissants simples droits à oscillation et ouverture manuelles. Type N : oscillocoulissants simples droits oscillation motorisée et - à ouverture manuelle. Type 0 : oscillocoulissants doubles droits à oscillation et ouverture manuelles. Type P : oscillocoulissants doubles droits oscillation motorisée et à ouverture manuelle. Type Q : oscillocoulissants doubles droits à oscillation et ouverture motorisées. COMPOSANTS DES VOLETS Module (1) photovoltaique I1 est composé de cellules photovoltaiques dont la fonction est de produire un courant électrique. Quand la lumière pénètre dans un semi-conducteur les photons apportent une énergie permettant aux électrons de se libérer et de se déplacer dans la matière, il y a alors courant électrique sous exposition à la lumière. Le silicium, semi-conducteur le plus utilisé pour la fabrication des cellules photovoltaiques,-est mono et multicristallin et a une épaisseur de 200 à 350 micromètres. Le silicium amorphe qui a un fort coefficient d'absorption de la lumière est également utilisé ainsi que l'arséniure de ôallium dont le rendement électrique est très élevé. La tranche de silicium est prise en sandwich entre 2 électrodes métalliques qui collectent le courant produit. L'ensemble est placé entre 2 supports généralement en verre, les cellules sont reliées entre elle par des fils conducteurs et reposent sur une plaque de verre de 2 mm. Un convertisseur-onduleur assure la liaison avec le réseau électrique. Un module fixe incliné de 60 de 0,5 ml comporte 36 cellules de 100 cmz et produit 50 Watt crète (Wc) sous un rayonnement de 1000 W/m2 Support (2) des modules Sa fonction est de rendre le module solidaire du volet. Une résine d'assemblage réunit les 2 élèments. Les volets battants portent un module sur chaque face afin de recevoir le rayonnement en position ouverte et en position fermée. Le support est constitué de lames de bois réunies entre elles par des tiges métalliques ou d'un panneau de bois multicouche inerte. I1 peut être également composé de résine de synthèse en chlorure de polyvinyle ou être métallique, sgit une tôle en acier de 2 à 3 mm en aluminium de 4 5 mm. Système d'oscillation Sa fonction est de garder un angle de 90 entre la surface du module et le rayonnement solaire. I1 est soit manuel soit motorisé. Dans les 2 cas les volets simples ou doubles sont solidaires d'un cadre (3) métallique par l'intermédiare de charnières-(4). Le cadre est monté sur des pivots (5) solidaires du mur du tableau de fenêtre en haut à droite et à gauche et 2 compas (6) relient le cadre au mur. Dans le cas de l'oscillation motorisée des volets doubles de grandes dimensions chaque compas est actioné par un vérin (7) électrique placé verticalement de chaque coté du tableau. Les 2 vérins agissent simultanément sur les compas qui se déplient sous l'effet de la pression. Les vérins électriques, commandés par une horloge programmée, lèvent progressivement les volets au cours de la journée et les maintiennent à 90 par rapport au rayonnement puis les ferment en fin de journée. Pour les volets simples un seul vérin électrique agit sur les 2 compas simultanément. I1 est placé horizontalement en haut du tableau, les 2 compas horizontaux le portent. L'oscillation manuelle nécessite une barre de pression, 2 compas à cliquet. et de 2 pivots à ressort. Lorsque les volets ne sont plus à portée de main ils sont poussés progressivement ou laissés en position inclinée par l'intermédiaire de la barre, les cliquets empêchent le retour des volets et lors de la fermeture les pivots à ressort compensent la force exercée par le poids des volets. Systèmes d'ouverture des volets oscillobattants. Chaque volet oscillobattant à ouverture-motorisée est composés de 2 lames (17) articulées qui se replient en façade. Le volet est entraîné son extrémité supérieure par une noix (8) qui se déplace sur axe (9) fileté fixé au sommet du tableau. L'axe est entraîné par un moteur. Pour un volet simple l'axe présente un seul filetage, pour un volet double l'axe présente 2 filetages à pas contraire, lors de la rotation de l'axe les 2 volets sont entraînés simultanément en sens opposés. Le système comprend un fourreau (10) de protection, un axe, une noix, une tige (11) à course variable qui permet aux lames de se replier sur elles mêmes et de s'aligner en position fermée, un cable (12) qui transmet le mouvement rotatif à l'axe, un moteur d'entraînement, les capteurs de fin de course qui arrêtent le moteur en fin d'ouverture et fermeture et les commandes de fonctionnement. Les volets motorisés cintrés et les volets de grandes largeurs nécessitent l'installation du fourreau et de l'axe à la hauteur d'une barre d'appui. Les volets de grande hauteur nécessitent 2 axes d'entraînement l'un en bas, l'autre en haut. Le cadre métallique qui assure l'oscillation se trouve suspendu à chaque extrémité de l'axe fileté qui remplace les pivots. Les volets oscillobattants de largeur réduite peuvent également s'ouvrir par une rotation à 180 grâce à un pignon conique entraîné par l'axe et un pignon conique solidaire de la tige verticale des charnières des volets. Le cadre et la tige oscillent aux moyens d' articulations. Systèmes d'ouverture des volets oscillocoulissants. L'axe fileté et le fourreau sont fixés horizontalement au sommet du tableau et supportent également le cadre oscillant. 2 rails (13) fixés horizontalement en bas et en haut du tableau et en façade au cadre oscillant guide le volet qui coulisse de droite à gauche et inversement sous l'effet de la rotation de l'axe. Systèmes de verrouillage Tous les volets sont équipés d'un verrouillage automatique composé d'un crochet (14) ressot qui se referme sur une broche (15). Pour les volets simples la broche est fixée au mur horizontalement ou verticalement, pour les volets doubles un volet est équipé du crochet et le volet symétrique est équipé de la broche. Systèmes de déverrouillage électrique. La broche est actionnée par un piston (16) électrique qui donne un mouvement de va et vient. Lors de l'ouverture le piston retire la broche et libère le crochet, quelques secondes après la broche reprend sa position initiale sous l'effet d'un ressort. Le piston électrique mémoire de forme agit sous l'effet du courant: la lame chauffe, se rétracte et entraîne la broche, en se refroidissant la lame libère la broche. Ce système équipe tous les volets à ouverture motorisée. Fonctionnalité Les types oscillants A et B sont des brise-soleil inçlinables ils sont destinés aux immeubles du tertiaire et du collectif. Ces modèles, les plus simples, restent en position quasi horizontale lorsque l'on veut profiter de la lumière naturelle. Les types oscillobattants de C â L sont destinés aux habitations individuelles et au collectif résidentiel. Les 2 faces peuvent porter les modules pour recevoir le rayonnement en position ouverte durant l'hiver et aux intersaisons et en position fermée durant l'été. Les types oscillocoulissants de M Q sont adaptés à tous les immmeubles du tertiaire et du collectif ainsi qu'à l'habitat individuel. Ils présentent l'avantage de ne porter les modules photogénérateurs que sur une seule face et donnent la possibilité d'avoir une surface photogénératrice supérieure à la surface de la fenêtre, ils permettent également une ouverture partielle en restant inclinés. Ces systèmes permettent un rendement élevé tout en gardant la fonctionnalité des volets qui peuvent être utilisés avec ou sans oscillation programmée ou durant une plage horaire définie telle que 11 h - 15 h, période qui reçoit 78 % du rayonnement journalier. La valeur moyenne du rayonnement global reçu, pendant une journée dont l'ensoleillement est discontinu-par des volets oscillants programmés et perpendiculaires aux rayons solaires, est 2 fois supérieure à celle d'un module fixe incliné à 60 qui est l'inclinaison optimale conseillée. Ils peuvent recevoir un rayonnement moyen à Paris de 2,24 kWh/m'/j en Décembre, de 8,86 kWh/mZ/j en Juin. Depuis 1990 le prix des modules a considérablement baissé, le prix du Wc est passé de 7,7 à 3,3 Euro, l'objectif est d'atteindre 1 Euro/Wc, le rendement des cellules est passé de 7-8 % à 14-15 % et il est prévu d'atteindre 20 % à court terme. Là réduction des coûts interviendra également au niveau des entreprises d'assemblage qui doivent créer des systèmes optimisés en collaboration avec les acteurs du bâtiments. Les volets photogénérateurs sont une des réponses aux problèmes posés et ils présentent des avantages qui s'ajoutent à ceux des modules de toitures et de façades. - Le système d'oscillation programmée double le rendement surface égale. - La surface vitree des immeubles récents est supérieure à la surface portante. - Ils sont adaptés aux régions montagneuses où la neige recouvre les toits alors que rayonnement est élevé durant l'hiver. - La construction est totalement réalisable en atelier et bénéficie des équipements des chaines de montage des fabricants de volets. - Chaque module est indépendant et complet, il s'intègre à tous les bâtiments neufs sans sur coût d'étanchéité. - L'installation est rapide et sans technique particulière dans les batiments anciens à la place des volets existants. - Ils sont facilement accessibles et leur maintenance est simplifiée. - Les volets oscillocoulissants ont une surface photogénératrice qui ne se limite pas à celle de la fenêtre. Toutes les installations de modules photovoltaiques bénéficient des aides financières nationales ou européennes et de prêts à taux réduits. En France EDF rémunère le kWh produit au prix du kWh consommé de 0,6281 F/kWh à 0,5185 F/kWh, l'Allemagne au prix de 3 kWh, l'Espagne a 2,50 F/kWh. Figure 1 : volet oscillant vue de coté. Figure 2 : volet oscillobattant vue en plan. Figure 6 : volet oscillocoulissant en plan. Figure 3 : axe fileté et cadre. Figure 4 : axe, fourreau et tige. Figure 5 : vérin et compas. Figure 7 : crochet et piston. REVENDICATIONS Volets oscillants caractérisés en ce que chaque volet est équipé d'un module (1) photo générateur sur la face externe ou interne. Volets oscillants selon la revendication 1 caractérisés en ce qu'ils sont équipés d'un vérin (7) électrique programmé. 3) Volets oscillants selon la revendication 2 caractérisés en ce que le vérin entraîne compas (6) symétriques. 4) Volets oscillants selon les revendications 1 et 2 caractérisés en ce que les volets sont portés par un cadre (3) métallique oscillant. 5) Volets oscillants selon les revendications 1, 2 et 4 caractérisés en ce que les volets sont équipés d'un système d'ouverture motorisé. 6) Volets oscillants selon la revendication précédente caractérisés en ce que les volets sont équipés d'un axe (9) à simple ou double filetage. 7) Volets oscillants selon les revendications 5, 6 caractérisés en ce que les volets sont équipés d'un piston (16) électrique de déverrouillage.