Brevet FR2833033A1 — publié le 20030606

La présente invention concerne un dispositif pour optimiser la gestion des flux énergétiques d'un bâtiment. Ce dispositif permettant à la fois de générer de L'électricité photovoltaïque en toutes saisons, et de moduler Les échanges thermiques entre un bâtiment et son environnement au niveau d'une ou plusieurs ouvertures. La modulation des échanges thermiques entre un bâtiment et son environnement au niveau de ses ouvertures, se réalise traditionnellement à l'aide de rideaux, volets ou auvents mobiles, et ne permet pas de récupérer l'énergie solaire en toutes périodes de l'année. La production d'énergie photovoltaïque se réalise traditionnellement à l'aide de panneaux fixes ou mobiles qui sont souvent disposés sur des bâtiments mais, qui ne permettent pas de moduler les échanges thermiques entre un bâtiment et son environnement. Il existe des dispositifs photovoltaïques permettant la modulation thermique d'un bâtiment, mais ces dispositifs ne permettent pas de générer significativement de l'électricité photovoltaïque en période froide. Il existe des dispositifs permettant de générer à la fois de l'électricité photovoltaïque et de l'énergie thermique mais ces dispositifs ne permettent pas de gérer les flux thermiques au niveau des ouvertures. Il existe des panneaux photovoltaïques munis de supports permettant de disposer les panneaux à la manière d'auvents au-dessus d'ouvertures, de façon à permettre d'empêcher les rayons solaires de pénétrer en été, et de permettre aux rayons solaires de pénétrer dans les ouvertures en hivers. Toutefois ces dispositifs ne permettent pas de gérer ces flux solaires selon tous les besoins en chauffage du bâtiment. Le dispositif selon l'invention permet à la fois de réaliser une modulation des échanges thermiques d'un bâtiment au niveau des ouvertures, de réaliser La production d'électricité photovoltaïque en toutes saisons. Il permet de remédier aux inconvénients des dispositifs cités ci-dessus. La principale caractéristique du dispositif est qu'il est constitué d'un (ou plusieurs) volet mobile, sur lequel sont disposées (une ou] plusieurs cellules photovoltaïques, que le volet est rendu mobile a l'aide de (un ou) plusieurs supports, de façon à pouvoir cacher ou dégager l'ouverture du bâtiment. Le support permet de disposer les volets dans une configuration telle que les cellules ont la possibilité d'être éclairées par te soleil en toutes saisons, et permet également selon La position du volet, de faire pénétrer le rayonnement solaire à l'intérieur du bâtiment à travers l'ouverture, ou d'empêcher la pénétration des rayonnements solaires. Selon les besoins thermiques du bâtiment, le dispositif permet ainsi d'adapter le flux solaire. Le dispositif peut s'adapter à des façades verticales ou obliques de bâtiment mais également à des toitures de différentes pentes ou en terrasse. Le mouvement du dispositif peut être simplement réalisé manuellement, le support étant alors équipé de façon à limiter les efforts de mouvement, ou commandé manuellement à l'aide de transmissions électriques, ou bien commandé par l'intermédiaire d'un calculateur qui adapte La position du volet selon les paramètres requis. Le guidage du mouvement peut être assuré à l'aide d'un ou plusieurs pivots, glissières ou tout autre moyen connu. Le déplacement peut être réalisé à L'aide d'un ou plusieurs moteurs, poulies, câbles, vérins ou tout autre moyen connu. Selon des modes particuliers de réalisation : - le support peut permettre au volet de venir obturer l'ouverture, de façon à limiter davantage les échanges thermiques entre le bâtiment et l'environnement, notamment la nuit, mais aussi en journée, en période très froide, en période de chaleur intense ou dans des conditions météorologiques : pluie, neige, tempête... - le support peut permettre au volet une orientation variable selon la direction du rayonnement solaire. L'orientation pouvant être réalisée selon un ou plusieurs axes de rotation. - le support peut être composé en partie d'un (ou plusieurs) bras aux extrémités duquel sont placées deux articulations. - Le dispositif peut comprendre plusieurs volets actionnés avec un moyen unique. - le moyen utilisé pour actionner plusieurs volet peut être un câble ou une tige mis en mouvement par un moteur ou un vérin. - le support peut être réglable de façon ce que le dispositif puisse s'adapter selon l'inclinaison du bâtiment ou selon la latitude. -le réglage peut être réalisé par modification de la longueur du bras articulé, et/ou par te déplacement de La liaison entre le bras articulé et le volet. - le volet peut être complété par un système d'étanchéité. - le volet peut être complété par un système de verrouillage. - le volet peut être équipé de contrepoids pour faciliter le mouvement. - Le dispositif peut être complété de cadres et de vitrages de façon à assurer également Les fonctions d'une ou plusieurs baies vitrées. Les dessins annexés illustrent l'invention : Les figures 1,2 et 3 représentent en coupe, le dispositif selon l'invention équipé d'un support réalisé en partie avec un bras aux extrémités duquel sont placées deux articulations. Les figures 1. a, 2. a et 3. a représentent le dispositif en situation où il permet un chauffage solaire du bâtiment ainsi que la génération d'électricité photovoltaïque. Les figures 1. b, 2. b et 3. b représentent le dispositif en situation où il empêche le rayonnement solaire de pénétrer directement dans le bâtiment, tout assurant la génération d'électricité photovoltaïque. La figure 1. c représente le dispositif en situation où il permet d'obturer l'ouverture du bâtiment. La figure 1 représente le dispositif installé sur une paroi verticale, la figure 2 représente le dispositif installé sur une paroi oblique ou toiture, la figure 3 représente le dispositif installé sur une paroi horizontale ou terrasse. La figure 4 représente un dispositif à volets multiples dont le support est composé en partie d'un bras aux extrémités duquel sont placées deux articulations. Le mouvement des volets est assuré à l'aide d'un câble [ou d'une tige), lui-même mis en mouvement par un actionneur non représenté. Le mouvement du câble est transmis aux panneaux par l'intermédiaire d'une liaison articulée. La figure 4. a représente l'ensemble dans configuration de volet ouvert, la figure 4. b représente le détail de la cinématique du dispositif dans cette configuration. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un (ou plusieurs) volet (1) couvert de plusieurs (ou d'une) cellules photovoltaïques (2) muni d'un [ou plusieurs) support (3) permettant de déplacer le volet (1). Le déplacement du volet (1) permet d'optimiser l'incidence du rayonnement solaire (4 représenté par une flèche) sur les cellules photovoLtaïques (2), et également de permettre selon les besoins en chauffage du bâtiment (5) l'accès ou l'occultation du rayonnement solaire à travers les ouvertures (6) du bâtiment (5). Le dessin de la figure 4, comporte en outre un câble ou tige (7) pour la mise en mouvement du volet (1) à l'aide de l'élément de liaison (8). Le volet (1) peut être réalisé en matériau isolant et résistant aux intempéries. Le support (3) peut être réalisé à l'aide de deux bras parallèles. Chaque bras pouvant être réalisé avec une tige rigide muni d'une plaque pivotante (ou une charnière) à chaque extrémité, une plaque pouvant être fixée sur le volet, l'autre pouvant être fixé sur un mur ou toit du bâtiment (5). L'ensemble pouvant être fixé pour s'adapter à une ouverture (6) du bâtiment (5). Cette ouverture pouvant être une simple fenêtre. Le guidage du mouvement du volet peut être complété par une glissière qui assure un mouvement de la partie supérieur du volet (3) à distance constante de la paroi du bâtiment (5). L'ensemble est mis en mouvement manuellement en soulevant le volet (3) qui peut être muni d'une poignée pour faciliter cette action. Pour faciliter la mise en mouvement manuelle, il est possible d'ajouter un contrepoids. Une autre solution consiste à utiliser des vérins. Le contrepoids peut être simplement positionné dans le prolongement du bras articulé, ou bien réalisé en partie à l'aide de câbles et poulies. Un système d'étanchéité ou de verrouillage peut être disposé sur le pourtour du volet et ou de la fenêtre de façon à compléter la fermeture du volet. REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à équiper un bâtiment, permettant à La fois de capter l'énergie solaire pour produire de L'électricité photovoltaïque et de moduler Les échanges thermiques entre un bâtiment (5) et son environnement, caractérisé en ce qu'il comporte un (ou plusieurs) volet (1) couvert (d'une ou) de plusieurs cellules photovoltaïques (2), qu'il est muni d'un (ou plusieurs) support (3) permettant de déplacer le volet (1) pour permettre d'optimiser l'incidence du rayonnement solaire (4) sur les cellules photovoltaïques (2), et également de permettre selon les besoins thermiques du bâtiment (5) l'accès ou l'occultation du rayonnement solaire à travers une (ou plusieurs) ouverture (6) du bâtiment (5). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mouvement et la configuration du dispositif sont tels que le volet (1) peut venir obturer l'ouverture. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le support (3) est composé d'un bras aux extrémités duquel est placée une articulation. 4) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le support (3) est composé de plusieurs bras aux extrémités desquels est placée une articulation. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs volets (1) pouvant être actionnés simultanément. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un support (3) réglable de façon à ce que le dispositif puisse s'adapter selon l'inclinaison du bâtiment ou selon la latitude. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le réglage peut être réalisé par modification de la longueur du bras articulé. 81 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le réglage peut être réalisé par le déplacement de la liaison entre le bras articulé et le volet. 9) Dispositif selon La revendication 6, caractérisé en ce que le réglage peut être réalisé par modification de la Longueur du bras articulé et par Le déplacement de la liaison entre le bras articulé et le volet. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété par un système d'étanchéité. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété par un système de verrouillage. 12) Dispositif l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé de contrepoids pour faciliter le mouvement. 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est complété de façon à assurer en plus Les fonctions de baie vitrée.