Brevet FR2942868A1 — publié le 20100910

Domaine de l'invention La présente invention concerne un suiveur solaire, du type de ceux constitués à partir d'une plate-forme sur laquelle est montée une pluralité de panneaux photovoltaïques, et comportant des moyens pour son déplacement sur un plan horizontal imaginaire. L'objet de l'invention est de proposer une structure de suiveur solaire permettant d'inclure un nombre élevé de panneaux photovoltaïques, pourvus de moyens d'orientation aussi bien dans le sens horizontal que vertical, de façon à optimiser la production d'énergie, avec une configuration telle que le dispositif ait besoin d'un entretien minimal, et facile à réaliser. Etat de la technique Il existe actuellement sur le marché une grande variété de suiveurs solaires, dont le plus courant est du type mono-pilier, et met en oeuvre le mouvement en azimut au moyen d'un groupe réducteur incorporé à l'extrémité du mât. Le groupe hydraulique est monté à l'intérieur d'une carcasse de fonte et a pour fonction de mettre en oeuvre aussi bien les mouvements d'azimut que d'élévation. Pour la mise en oeuvre du mouvement en azimut le groupe hydraulique déplace un arbre cylindrique qui sort par ses deux extrémités et dont les axes sont disposés perpendiculairement au mât. A ce tube sont accouplés les bras nécessaires à la fixation des panneaux solaires. En analysant ce suiveur solaire, on peut apprécier la complexité des mécanismes de mouvement, qui sont tous incorporés dans un corps unique d'accès difficile. En outre, toutes les charges exercées sur les panneaux sont réparties sur deux points d'appui (liaison des bras avec le groupe hydraulique). On connaît également des suiveurs solaires mono-pilier de grande envergure composés d'un pilier de grand diamètre et de faible hauteur, auquel est accouplé un système d'engrenages avec réducteur pour le mouvement en azimut. A ce système est accouplé un ensemble formé par deux tubes coniques qui sortent du mono-pilier 2 selon une configuration en "Y", et aux extrémités desquels sont accouplés des bras reliés à des longerons permettant la fraction des solaires. Pour que les bras puissent tourner, on accouple un actionneur hydraulique au niveau de leur liaison avec les tubes coniques. L'inconvénient de ce système est l'équilibre difficile des bras qui doivent être équilibrés par deux actionneurs hydrauliques, un dans chaque bras, ce qui peut dans certains cas favoriser le déséquilibre de ceux-ci. Un autre inconvénient présenté par ce type de structures est lié au fait que toute la force des panneaux est transmise à un point critique qui est celui du système d'engrenage, ce qui peut produire de petites vibrations pouvant à la longue provoquer un jeu dans le système. Par suite, la plupart des suiveurs solaires mono-pilier présentent l'inconvénient fondamental de transmettre les forces vers une couronne de rotation de diamètre réduit. De surcroit et du fait que la longueur du suiveur est habituellement d'environ 15 m les forces transmises à l'ensemble de rotation sont multipliées par plus de 7 fois. Pour remédier à cet inconvénient on a déjà proposé des suiveurs solaires comportant une embrase plane de grandes dimensions, sur laquelle est montée, au moyen de châssis correspondants, une pluralité de panneaux photovoltaïques répartis sur diverses rangées, de longueur correspondant à la corde définie dans la plate-forme circulaire aux différents points de celle-ci. Cette plate-forme tourne sur une série de piliers disposant de roues internes pour faciliter le glissement, et pour éviter les déplacements latéraux est équipée d'un arbre central fixé au sol par le biais d'un sabot en béton. L'embrase tourne grâce à l'actionnement mécanique fourni par une courroie dentée accouplée à un réducteur ; le groupe est fixé entre deux piliers et la courroie est fixée sur deux points de l'embrase de façon à permettre la rotation dans les deux sens. Cette solution permet effectivement de résoudre le problème de la multiplication de forces vers les éléments de déplacement de la plate-forme, mais présente néanmoins des 3 inconvénients liés aux aspects suivants : - Les panneaux présentent une inclinaison préétablie, de manière qu'on ne peut pas optimiser la production d'énergie. - La rotation est réalisée par l'intermédiaire d'une courroie dentée, un ajustage périodique de cette courroie est nécessaire pour la tendre, et celle ci présente de surcroit une courte vie utile et doit être souvent remplacée. - Les appuis sont réalisés sur des piliers équipés de roues dont l'accès est compliqué lors des tâches d'entretien. Exposé et avantages Le suiveur solaire que propose l'invention permet de résoudre de manière totalement satisfaisante les problèmes susmentionnés. A cet effet le suiveur solaire conforme à l'invention comporte une couronne circulaire, qui est fixée de manière inamovible au sol, par la fondation correspondante. Cette couronne circulaire définit un guide ou rail sur lequel peut se déplacer une plate-forme réalisé à partir de profiles tubulaires et équipée en son centre d'une tête giratoire associée au moyen des coussinets ou roulements correspondants à un arbre de rotation central, également solidarisé au sol. A la partie inférieure de la structure définie par les tubulaires il est prévu une série d'appuis convenablement répartis qui comprennent des roues d'appui sur la couronne circulaire, afin de permettre le glissement angulaire de la plate-forme sur la couronne. La plate-forme est équipée d'un groupe motoréducteur dûment associé à celle-ci et comportant un pignon permettant son déplacement. A cet effet la couronne ne défit pas seulement une surface d'appui et de roulement des roues sur lesquelles glisse la plate-forme, mais définit également une crémaillère périphérique avec laquelle vient en prise le pignon du groupe motoréducteur qui peut indistinctement être de type hydraulique ou électrique. Ce type de transmission empêche la rotation de la plate-forme si celle-ci n'est pas commandée par le moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, les 4 groupes de panneaux photovoltaïques qui sont disposés sur la plate-forme, sont montés sur une série de piliers, répartis selon différents alignements parallèles, de hauteur progressivement croissante en allant vers l'arrière, afin que la structure de support des panneaux puisse basculer par rapport à un plan vertical imaginaire. A cet effet chacune de ces structures comporte un bras solidaire de celle-ci, et articulée à un ensemble de bielles, auquel est associé un cylindre hydraulique également articulée sur cet ensemble de sorte que l'expansion ou la rétraction de la tige de ce cylindre, entraine une variation de l'inclinaison de toutes les structures de support des panneaux solaires, et par suite de l'inclinaison de ces panneaux, en permettant d'optimiser la captage d'énergie solaire en fonction de l'époque de l'année. La structure ainsi décrite permet de répartir les panneaux solaires photovoltaïques de manière que l'ensemble ne dépasse pas trois mètres de hauteur, en facilitant son intégration dans le milieu et en permettant une distance plus faible entre les suiveurs à cause de la plus faible génération d'ombres entrainée par une plus faible hauteur des structures. On obtient ainsi une structure simple qui permet l'inclinaison d'un nombre élevé de panneaux photovoltaïques, avec un entretien facile et une grande accessibilité à ses différents composants, tout cela sans que les moyens de commande subissent des efforts élevés. Dessins Les caractéristiques du suiveur solaire qui part l'objet de l'invention seront décrites plus en détails à l'aide des dessins non limitatifs ci-dessous dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d' un suiveur solaire réalisé selon l'objet de la présente invention, lequel apparaît dépourvu des ses panneaux photovoltaïques pour permettre de visualiser plus clairement la structure du suiveur, - la figure 2 est une vue en plan du suiveur représenté sur la figure 1, cette fois pourvu des panneaux photovoltaïques correspondants, - la figure 3 est un détail en perspective de l'arbre de rotation de la structure, - la figure 4 est un détail similaire à celui de la figure 3, dans laquelle l'arbre est accouplée la tête giratoire correspondante de la plate-forme, 5 - la figure 5 est une vue en perspective de l'ensemble formé par la plate-forme de support des panneaux photovoltaïques et la couronne sur laquelle elle se déplace de manière angulaire, - la figure 6 est un détail en perspective des moyens de mobilisation de la plate-forme, - la figure 7 est une vue en projection latérale du suiveur de l'invention, - la figure 8 est un détail en projection latérale de l'ensemble de la figure 7. Description d'un mode de réalisation Selon les figures on peut observer que le suiveur solaire de l'invention comporte une couronne (1) annulaire, qui est fixée au moyen de boulons (2) correspondants à une embrase placée sur le sol (3). La couronne (1) a un très grand diamètre et définit sur sa face supérieure une surface plate pour le glissement de la plate-forme correspondante, qui est représentée en détail sur la figure 5. La plate-forme est obtenue à partir de profiles tubulaires (4), sous lesquels sont situés huit points d'appui, où sont montés des couples de roues ou galets (5) correspondants, comme on peut le voir en détail sur la figure 6. La zone médiane de la plate-forme comporte une tête (6), pour empêcher les déplacements latéraux de la structure. La tête (6) coopère par des coussinets ou roulements correspondants avec un arbre de rotation (7), pourvu d' éléments de fixation (8) au sol correspondants, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4. Selon la figure 6, la couronne (1) est équipée sur son bord extérieur d'une denture (9) venant en prise avec un pignon (10) associé à un groupe motoréducteur (11), qui est fixé au moyen d'une carcasse correspondante (12) a l'un des longerons ou profiles tubulaires (4) en un point approprié. Par suite l'actionnement du groupe motoréducteur (11) entraine le déplacement angulaire de la 6 plate-forme en azimut, et par conséquent des panneaux solaires photovoltaïques (13) qui sont disposés sur celle-ci. Selon les figures 1, 7 et 8, les panneaux solaires photovoltaïques sont disposés sur un châssis (14) orienté par l'intermédiaire d'une poutre (15) permettant d'articuler l'ensemble ainsi constitué sur un pilier vertical (16) fixé à la plate-forme. Ces structures, incorporent un bras (17), solidaire de celles-ci, et articulé sur des bielles (18). Un cylindre hydraulique unique (19), fixé à la plate-forme, et dont la tige (20) est articulée à une des bielles (18) permet par sa rétraction ou son extension de provoquer un déplacement angulaire de chacun des supports (14) des panneaux solaires photovoltaïques, ces déplacements étant de grandeur identique.15 REVENDICATIONS1 °) Suiveur solaire, comportant une plate-forme de grandes dimensions, déplaçable angulairement sur le sol, et sur laquelle sont montés différentes rangées parallèles de châssis sur lesquels sont fixés les panneaux solaires photovoltaïques correspondants, caractérisé en ce qu' il comporte une couronne (1) convenablement fixée au sol, dont la face supérieure définit une surface plate pour le glissement d'une plate-forme associée équipée de moyens de roulement correspondants, et dans la zone médiane de laquelle est montée une tête (6) associée par des coussinets ou roulements à un arbre de rotation (7), et équipée d'éléments de fixation (8) au sol, la couronne (1) comporte une denture (9) périphérique venant en prise avec un pignon (10) associé à un groupe motoréducteur (11), solidaire de la plate-forme, et la structure portant les panneaux solaires photovoltaïques (13), montée sur la plate-forme correspondante, étant équipée de moyens de réglage automatique de l'inclinaison de ces panneaux. 2°) Suiveur solaire, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux solaires photovoltaïques (13) sont montés sur des châssis (14) articulée sur des piliers verticaux (16) solidaires de la plate-forme, les moyens de réglage automatique de l'inclinaison des panneaux étant constitués par une série de bras (17), solidaires de chaque rangée de châssis (14), et articulés sur une série de bielles (18), dont l'une est articulée sur la tige extensible (20) d'un cylindre hydraulique (19) monté sur la plate-forme.30