Brevet FR2923898A1 — publié le 20090522

L'invention est relative à un dispositif de contrôle énergétique, notamment pour panneau solaire. L'invention est particulièrement utile dans son application aux panneaux solaires à circulation de fluide caloporteur, en particulier pour la préparation d'eau chaude domestique. Ces panneaux solaires de type connu, à circulation de fluide caloporteur, récupèrent le rayonnement solaire pour chauffer le fluide caloporteur, lequel est ensuite utilisé dans un ou plusieurs échangeurs de chaleur, en vue de réchauffer l'eau domestique ou d'assurer le chauffage de locaux. L'énergie thermique récupérée est proportionnelle à l'ensoleillement du capteur solaire, qui peut varier de manière importante. La pratique actuelle consiste à dimensionner les surfaces recevant le rayonnement solaire en fonction d'un rayonnement solaire moyen, de manière à éviter une surchauffe trop importante conduisant à une dégradation du fluide caloporteur, tout en fournissant une énergie suffisante en cas de couverture nuageuse. Cette pratique de dimensionnement constitue un compromis indésirable en raison de son manque d'adaptation à la variation du rayonnement solaire. Un premier but de l'invention est de remédier aux inconvénients de l'état de la technique, en permettant l'installation d'une grande surface de capteur assurant une production et une réserve de chaleur pendant les périodes de faible ensoleillement. Un deuxième but de l'invention est de contrôler ou de limiter le rendement énergétique lors des périodes de fort ensoleillement, notamment pour éviter les surchauffes et les dégradations d'un équipement ou d'un fluide caloporteur pouvant résulter de ces surchauffes. Un troisième but de l'invention est de permettre l'adaptation de la récupération d'énergie aux besoins de production ou de consommation de chaleur. L'invention a pour objet un dispositif de contrôle énergétique, notamment pour panneau solaire, comportant un moyen de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident. Selon d'autres caractéristiques alternatives de l'invention : un capteur solaire à circulation de fluide caloporteur est muni au moins sur la majeure partie d'une surface de captation du rayonnement solaire d'un vitrage électrochrome. - le moyen de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident est un moyen polarisable et dépolarisable par un moyen électrique. le moyen de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident comporte une électrode formant anode de polarisation/dépolarisation et une électrode formant cathode de polarisation/dépolarisation. le dispositif comporte un capteur d'ensoleillement ou de température d'échauffement solaire. le dispositif comporte un capteur de température de fluide caloporteur. le dispositif comporte le dispositif comporte un moyen de commande électrique du dispositif. la commande électrique du dispositif est une commande électrique impulsionnelle. 20 le moyen de commande électrique du dispositif est un moyen programmable. le moyen de commande électrique du dispositif comporte un microcontrôleur. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à 25 titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation de dispositif selon l'invention. La figure 2 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation de dispositif selon l'invention. 30 En référence à la figure 1, une installation solaire comporte un capteur solaire 1 incluant un serpentin 2 de circulation du fluide caloporteur, une pompe 3 de circulation et un accumulateur thermique 4, par exemple un échangeur couplé avec un ballon d'accumulation d'eau chaude. 10 15 L'installation solaire peut avantageusement comporter un capteur ou un indicateur 5 de température du fluide caloporteur. L'installation solaire peut éventuellement comporter un capteur ou un indicateur 6 d'ensoleillement. Selon l'invention, le capteur solaire 1 est muni, au moins sur la majeure partie de la surface de captation du rayonnement solaire, d'un moyen 7 de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident. Le moyen 7 de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident comporte avantageusement un vitrage 7 électrochrome, en verre électrochrome ou en Io matière transparente électrochrome, muni d'une électrode 8 formant anode et d'une électrode 9 formant cathode. L'anode 8 et la cathode 9 sont reliées à un circuit électrique 10 de polarisation et de dépolarisation, qui comporte une paire de commutateurs inverseurs 10a, 1Ob actionnables par une commande commune 1 Oc et qui comporte une source électrique 15 10d de polarisation/dépolarisation. Le fonctionnement du dispositif est le suivant : en fonction de l'appréciation de l'opérateur, des conditions météorologiques, ou des indications de température fournies par un capteur ou indicateur 5 de température du fluide caloporteur et/ou un capteur ou indicateur 6 d'ensoleillement, l'opérateur actionne ou non la commande 20 1Oc de manière appropriée, pour éclaircir ou opacifier le vitrage électrochrome 7 et adapter ainsi la récupération de chaleur par le capteur solaire 1. L'ajustement énergétique obtenu grâce à l'invention permet d'éviter la surchauffe et la dégradation résultante du fluide caloporteur, autorise l'utilisation de matériaux et de composants techniques économiques et autorise la réduction du 25 volume de stockage de l'accumulateur thermique 7. L'absence de surchauffe de l'installation solaire en augmente la durée de vie et en réduit le besoin et la fréquence des opérations de maintenance. Selon une variante avantageuse non représentée de l'invention, les fonctions de capteur 6 d'ensoleillement et de source 10d d'énergie électrique peuvent être 30 assurées simultanément par une ou plusieurs cellules photovoltaïques, et l'ajustement énergétique peut dans ce cas être effectué par un circuit analogique d'asservissement. Egalement, sans sortir du cadre de la présente invention, la commande unique 10c peut être remplacé : par un relais électrique à impulsion de polarisation/dépolarisation, par un interrupteur ou un relais asservi à la température du fluide caloporteur, par un interrupteur ou un relais asservi à l'ensoleillement, ou par une combinaison d'un ou plusieurs des éléments précités avec un ou plusieurs éléments précités ou fonctionnellement équivalents. En référence à la figure 2, une autre installation solaire comporte un capteur solaire 11 incluant un serpentin 12 de circulation du fluide caloporteur, une pompe 13 de circulation et un accumulateur thermique 14, par exemple un échangeur couplé avec un circuit de chauffage domestique. L'installation solaire comporte au moins un capteur représentatif d'une température, par exemple un capteur 15 de température de fluide caloporteur émettant un signal de température par une liaison 15a filaire ou non filaire, et/ou un capteur 16 de température d'échauffement solaire ou d'ensoleillement émettant un signal de température par une liaison 16a filaire ou non filaire. Selon l'invention, le capteur solaire 11 est muni au moins sur la majeure 15 partie de la surface de captation du rayonnement solaire d'un moyen 17 de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident. Le moyen 17 de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident comporte avantageusement un vitrage 17 électrochrome, en verre électrochrome ou en matière transparente électrochrome muni d'une électrode 18 formant anode et 20 d'une électrode 19 formant cathode. L'anode 18 et la cathode constituent les bornes d'un circuit électrique 20 de polarisation et de dépolarisation, qui comporte une paire de relais inverseurs 20a, 20b impulsionnels de liaison à une source électrique 21 de polarisation/dépolarisation. Les relais inverseurs 20a, 20b sont commandés par un calculateur 22 25 d'asservissement qui reçoit des informations, des consignes ou des signaux d'entrée, par exemple un signal de température de fluide caloporteur par une liaison 15a, ou un signal d'ensoleillement: par une liaison 16a, ou un signal de température d'ambiance. Le calculateur 22 d'asservissement est de préférence programmable et peut notamment comporter un microcontrôleur. 30 Le programme à exécuter par le microcontrôleur est adapté à l'application choisie : production d'eau chaude, chauffage domestique, ou autre utilisation de chaleur, tout en tenant compte des objectifs de protection de l'installation par suppression des surchauffes et de régulation énergétique par ajustement aux besoins de production et de consommation de chaleur. L'invention décrite en référence à plusieurs modes de réalisation particuliers n'y est nullement limitée, mais couvre au contraire toute modification de forme et 5 toute variante de réalisation dans le cadre et l'esprit de l'invention. Revendications 1.- Dispositif de contrôle énergétique, notamment pour panneau solaire, comportant un moyen (7, 17) de filtration ou de traitement du rayonnement solaire 5 incident. 2.- Dispositif selon la revendication 1, comportant un capteur solaire (1, 11) à circulation (2, 12) de fluide caloporteur muni au moins sur la majeure partie d'une surface de captation du rayonnement solaire d'un vitrage (2, 12) electrochrome. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le 10 moyen (7, 17) de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident est un moyen polarisable et dépolarisable par un moyen (10d, 21) électrique. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le moyen (7, 17) de filtration ou de traitement du rayonnement solaire incident comporte une électrode (8, 18) formant anode de polarisation/dépolarisation 15 et une électrode (9, 19) formant cathode de polarisation/dépolarisation. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un capteur (6, 16) d'ensoleillement ou de température d'échauffement solaire. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 comportant un capteur (7, 17) de température de fluide caloporteur. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un moyen (10c, 22) de commande électrique du dispositif. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la commande électrique du dispositif est une commande électrique impulsionnelle. 25 9.- Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé par le fait que le moyen (22) de commande électrique du dispositif est un moyen programmable. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que le moyen (22) de commande électrique du dispositif comporte un 30 microcontrôleur.