Brevet FR2940664A1 — publié le 20100702

Profilé de fixation de panneaux photovoltaïques sur un toit 10 Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un profilé de fixation de panneaux photovoltaïques au niveau d'un toit comportant : un profilé socle comportant une base, des moyens d'emboîtement femelle 15 constitués par deux flancs sensiblement parallèles en saillie sur la base, deux parois longitudinales solidaires de la base et disposées de part et d'autre des moyens d'emboîtement femelle, une gorge de fixation d'un joint d'étanchéité, ladite gorge étant solidaire de l'extrémité opposée à la base de chaque paroi longitudinale, 20 une parclose comportant deux gorges longitudinales de logement de joints d'étanchéité, les panneaux photovoltaïques étant pris en tenaille de manière étanche entre les joints d'étanchéité, la parclose étant fixée au profilé socle par au moins une vis de fixation vissée dans les moyens d'emboîtement femelle du profilé socle, 25 et au moins un dispositif de connexion électrique pour relier électriquement au moins deux panneaux photovoltaïques entre eux, ledit dispositif de connexion électrique étant disposé dans un espace interne du profilé de fixation. 30 2 État de la technique Des profilés de fixation permettent classiquement de supporter des panneaux photovoltaïques sur une structure d'un toit. Comme illustré à la figure 1, un profilé de fixation comporte un profilé socle 1 doté d'une base 4 sur laquelle font saillies des moyens d'emboîtement femelle 2 constitués par deux flancs sensiblement parallèles. Le profilé socle 1 comporte aussi deux parois longitudinales 3a, 3b solidaires de la base 4. Ces parois sont disposées de part et d'autre des moyens d'emboîtement femelle 2. L'extrémité opposée à la base 4 de chaque paroi longitudinale 3a, 3b est munie d'une gorge de fixation 5 d'un joint d'étanchéité 6. En outre, le profilé de fixation comporte une parclose 7, de longueur égale au profilé socle 1, munie de deux gorges longitudinales 8a, 8b de logement de joints d'étanchéité 9. Les joints d'étanchéité de la parclose coopèrent respectivement avec les joints d'étanchéité 6, associés aux parois longitudinales 3a, 3b du profilé socle 1, pour prendre en tenaille l'extrémité des panneaux photovoltaïques 10a et 10b de manière étanche. La parclose 7 est solidarisée au profilé socle 1 par au moins une vis 11 insérée dans ladite parclose 7 et vissée dans les moyens d'emboîtement femelle 2. Les panneaux photovoltaïques peuvent être reliés entre eux électriquement au niveau d'un dispositif de connexion électrique (non représenté). Classiquement, le dispositif de connexion électrique est disposé dans un espace interne 12 du profilé socle 1 permettant de masquer le dispositif de connexion électrique, et des fils électriques associés, en provenance des panneaux photovoltaïques. Cependant, en utilisant de tels profilés de fixation, le rendement des panneaux photovoltaïques n'atteint pas sa puissance nominale. 3 Objet de l'invention L'objet de l'invention à pour but un profilé de fixation de panneaux photovoltaïques sur un toit ne présentant pas de pertes de rendement. Ce but est atteint en ce que le profilé de fixation comporte des moyens de maintien du dispositif de connexion électrique à l'écart de la base du profilé socle, les moyens de maintien comportant au moins une nervure longitudinale disposée sur une face extérieure des flancs des moyens d'emboîtement femelle. Selon un mode de réalisation, la distance séparant la nervure et une surface extérieure de la gorge de fixation en regard de la nervure est inférieure à au moins une dimension externe de la section transversale du dispositif de connexion électrique. Selon un perfectionnement, le dispositif de connexion électrique forme un cylindre allongé comportant à chaque extrémité au moins un fil électrique relié à un panneau photovoltaïque, ledit cylindre ayant un diamètre supérieur à la distance séparant la nervure de la surface extérieure de la gorge de fixation associée. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 illustre un profilé de fixation selon l'art antérieur. La figure 2 illustre une vue de dessus d'une installation photovoltaïque sur un toit utilisant des profilés de fixation selon l'invention. La figure 3 illustre une vue, selon une coupe A-A de la figure 2, centrée sur un profilé de fixation. La figure 4 illustre une vue en coupe d'une entretoise selon la coupe B-B de la figure 2. La figure 5 illustre une variante de réalisation d'une entretoise selon une vue en coupe selon B-B de la figure 2. Description d'un mode préférentiel de l'invention Les profilés de fixation sont destinés à être utilisés pour fixer des panneaux photovoltaïques au niveau d'un toit. La figure 2 illustre une structure formée, à tire d'exemple, par trois profilés de fixation 24a, 24b, 24c parallèles entre eux et fixant quatre panneaux photovoltaïques 10a, 10b, 10c, 10d. Les panneaux photovoltaïques 10c et 10d sont fixés par les profilés de fixation 24a et 24b alors que les panneaux 10a et 10b sont fixés par les profilés 24b et 24c. La pente du toit est indiquée par la flèche F1. Deux panneaux photovoltaïques fixés par deux profilés de fixation consécutifs 24a et 24b peuvent être reliés par une ossature de jonction formant une entretoise 22 ou être disposés de manière à se chevaucher légèrement comme les tuiles conventionnelles d'un toit pour assurer que l'espace situé en dessous de la structure reste sec. La variante utilisant les entretoises 22 permet d'obtenir une étanchéité maximale et d'exposer la totalité de la surface active des panneaux photovoltaïques au soleil. Le profilé de fixation selon l'invention comporte, comme illustré à la figure 3, un profilé socle 1 et une parclose 7, de préférence en aluminium afin de rester assez léger et solide. Classiquement, le profilé socle 1 permet de soutenir une extrémité d'un panneau photovoltaïque et la parclose coopère avec le profilé socle pour prendre cette extrémité en tenaille. Le profilé socle 1 comporte une base 4, des moyens d'emboîtement femelle 5 2 constitués par deux flancs 16a, 16b sensiblement parallèles formant une saillie sur la base 4. De préférence, les moyens d'emboîtement femelle 2 s'étendent longitudinalement au centre de la base 4 et sur toute la longueur du profilé socle 1. Le profilé socle 1 comporte en outre deux parois 3a, 3b longitudinales solidaires de la base 4 et disposées de part et d'autre des moyens d'emboîtement femelle 2. De préférence, ces parois longitudinales 3a, 3b sont perpendiculaires à la base 4 au niveau de ses arêtes longitudinales 13. Une gorge de fixation 5 d'un joint d'étanchéité 6 est solidaire de l'extrémité de chaque paroi longitudinale 3a, 3b, opposée à la base 4. La parclose 7 comporte deux gorges longitudinales 8a et 8b de logement de joints d'étanchéité 9. Le profilé socle 1 et la parclose 7 coopèrent afin de prendre en tenaille les panneaux photovoltaïques 10a, 10b de manière étanche entre les joints d'étanchéité 6, 9. Cette étanchéité permet de garantir que l'espace au-dessous des panneaux photovoltaïques reste au sec. La parclose 7 est fixée au profilé socle 1 par au moins une vis 11 de fixation vissée dans les moyens d'emboîtement femelle 2 du profilé socle, le corps de la vis formant alors les moyens d'emboîtement mâle correspondant aux moyens d'emboîtement femelle 2. Afin d'assurer une bonne étanchéité, il est préférable que plusieurs vis 11, espacées régulièrement, fixent la parclose 7 au profilé socle 1. Au moins deux panneaux photovoltaïques sont reliés entre eux électriquement par au moins un dispositif de connexion électrique 14 disposé dans espace interne 12 du profilé de fixation. Des fils électriques (non représentés) relient les bornes électriques des panneaux photovoltaïques au dispositif de connexion électrique 14. Le profilé de fixation comporte des moyens de maintien du dispositif de connexion électrique 14 à l'écart de la base 4 du profilé socle 1, les moyens de maintien comportant au moins une nervure 15 longitudinale disposée sur une face extérieure des flanc 16a, 16b des moyens d'emboîtement femelle 2. Les moyens de maintien du dispositif de connexion électrique 14 permettent d'éviter à ce dernier d'être en contact avec la base 4 du profilé socle 1. Ainsi, la nervure 15 peut s'étendre sur toute la longueur du flanc correspondant des moyens d'emboîtement femelle 2 ou se situer localement à des emplacements prédéterminés où seront disposés les dispositifs de ~o connexion électrique 14. Sans les moyens de maintien, le dispositif de connexion électrique 14 a tendance à glisser dans le fond du profilé socle 1 et à venir en contact avec la base 4. En fonction des périodes de l'année et des variations de 15 température, de la condensation peut se former au niveau de la base 4. Cette condensation peut provoquer des fuites de courant au niveau de chaque dispositif de connexion électrique 14, abaissant ainsi le rendement du courant généré par les panneaux photovoltaïques. La surélévation du dispositif de connexion 14 par rapport à la base 4, où se forme la 20 condensation, permet d'éviter le phénomène de perte de rendement des panneaux photovoltaïques. Cette perte de rendement peut se produire même si le dispositif de connexion électrique est aux normes en vigueur d'étanchéité. Sur les dispositifs de l'art antérieur ne comportant pas de moyens de maintien, il a été déterminé que la structure porteuse à base de 25 profilé de fixation, par exemple en aluminium, était responsable des pertes de rendement, une partie du courant fuyant dans la structure. À titre d'exemple, deux panneaux adjacents fixés par deux profilés de fixation commun 24a et 24b (panneaux 10c et 10d sur la figure 2) prenant appui sur 30 un même joint d'étanchéité 6 de la gorge de fixation 5 sont reliés électriquement l'un à l'autre, un fil électrique (non représenté sur les figures) relie une borne de chaque panneau photovoltaïque 10c, 10d au dispositif de connexion électrique 14. De préférence, la distance séparant la nervure 15 et une surface extérieure 17 de la gorge de fixation associée, la surface 17 étant en regard de la nervure 15, est inférieure à au moins une dimension externe Il (figure 3) de la section transversale du dispositif de connexion électrique 14. La section transversale est dans le plan de la figure 3. L'axe longitudinal du dispositif de connexion est alors perpendiculaire au plan de la figure 3. Ainsi, le dispositif de connexion ne peut tomber au fond du profilé socle 1 et reste en position élevée par rapport à la base 4 du profilé socle 1. Le dispositif de connexion 14 peut former un cylindre creux allongé comportant à chaque extrémité au moins un fil électrique relié à un panneau photovoltaïque (non représenté), les fils étant reliés entre eux à l'intérieur du cylindre. Le cylindre a un diamètre supérieur à la distance séparant l'extrémité de la nervure 15 à la surface extérieure 17 de la gorge de fixation associée. Le cylindre peut être un boîtier de connexion étanche permettant de relier, par exemple, en série deux panneaux photovoltaïques adjacents (10c et 10d sur la figure 2) disposés d'un même côté des moyens d'emboîtement femelle. La parclose 7 est, de préférence, de forme bombée, les deux extrémités longitudinales du bombage comportant les gorges longitudinale 8a et 8b, et comporte une rainure longitudinale 18 permettant l'insertion des vis 11 dans la parclose 7. Ceci permet d'éviter à une vis 11 permettant de fixer la parclose au profilé socle 1 de faire saillie de ladite parclose 7. Selon un perfectionnement, un capot 19 d'obturation de la rainure 18 est disposé de manière à obturer la rainure 18 et protéger les vis de fixation 11 de l'environnement extérieur. Le fond de la rainure 18 comporte, de préférence, un sillon 20 longitudinal situé au-dessus des moyens d'emboîtement femelles 2 lorsque la parclose 7 est rapportée sur le profilé socle 1. Ainsi, le sillon 20 sert de repérage pour visser les vis de fixation 11 au bon endroit, et permettre leur insertion dans les moyens d'emboîtement femelle 2 sans que l'opérateur chargé de fixer la parclose 7 n'ait à vérifier que les vis sont bien alignées pour pénétrer les moyens d'emboîtement femelle 2. De préférence, les moyens d'emboîtement femelle 2 comportent sur les faces des deux flancs 16 en regard l'une de l'autre des stries 21 correspondant au pas de vis des vis 11 utilisées pour fixer la parclose au profilé socle 1. Ces stries 21 permettent de faciliter l'insertion des vis 11 dans les moyens d'emboîtement femelle 2. Dans une installation pour toit, les entretoises 22 séparant deux profilés de fixation consécutifs et reliant un panneau amont 10c et un panneau aval 10d (figure 2) peuvent se présenter sous la forme d'un H à géométrie variable de faible épaisseur, et dont la longueur est sensiblement égale à la longueur 12 (figure 2) des panneaux photovoltaïques. Une entretoise sous la forme de H à géométrie variable est illustrée à la figure 4, elle comporte un profilé de support 25 sur lequel font saillie, sur toute la longueur au niveau d'une zone centrale du profilé de support 25, des moyens d'emboîtement mâle 28. Les moyens d'emboîtement mâle 28 du profilé de support coopèrent avec des moyens d'emboîtement femelle 29 d'un profilé de recouvrement 26. Une fois assemblée, une entretoise comporte de part et d'autre des moyens d'emboîtement femelle 29 une gorge longitudinale pouvant recevoir un bord de panneau photovoltaïque. L'étanchéité d'un panneau amont avec un panneau aval est assurée par deux joints d'étanchéité 30 en forme de U logés respectivement dans les deux gorges longitudinales de l'entretoise 22, et épousant la forme du bord du panneau photovoltaïque. L'entretoise 22 est dite à géométrie variable car elle peut recevoir dans ses gorges longitudinales des panneaux de hauteurs différentes, la hauteur minimale d'un panneau correspondant à la plus haute des hauteurs des moyens d'emboîtement mâle 28 ou femelle 29, et la hauteur maximale d'un panneau à relier étant définie par la somme des hauteurs des moyens d'emboîtement mâle 28 et femelle 29. Ainsi, deux profilés de fixation consécutifs 24a, 24b prennent en tenaille l'extrémité des entretoises 22 et deux côtés opposés de chaque panneau photovoltaïque 10c et 10d. Le profilé de support 25 d'une entretoise 22 et le profilé de recouvrement 26 correspondant peuvent être solidarisés par des vis 31 dont le corps peut être visé dans les moyens d'emboîtement mâle 28 ~o du profilé de support 25 comme sur la figure 4. Afin d'améliorer l'étanchéité, ces vis peuvent être placées à intervalles réguliers pour assurer une pression régulière de l'entretoise sur les bords des panneaux photovoltaïques. Une installation utilisant une entretoise telle que décrite ci-dessus peut être 15 utilisée dans des conditions où elle devra supporter une charge de poids supplémentaire, par exemple lors de fortes chutes de neige. Le profilé de support peut alors comporter, comme illustré à la figure 5, des moyens de rigidification 27 disposés au-dessous du profilé de support 25. Les moyens de rigidification 27 peuvent comporter une cavité 32 débouchante 20 rectangulaire, située en dessous du profilé de support 25, s'étendant longitudinalement sur toute la longueur du profilé de support 25. Selon un perfectionnement (figure 5), la cavité peut recevoir un profilé de rigidification 33 de hauteur sensiblement égale à la hauteur h, de la cavité. Le profilé de rigidification 33 est inséré dans la cavité et il a, de préférence, une longueur égale à la longueur du profilé de support. Le profilé de rigidification peut se présenter sous la forme d'une pièce métallique en forme de U, les extrémités longitudinales libres de la pièce en forme de U étant orientées vers le profilé de recouvrement 26. Ainsi, le profilé de fixation associé aux entretoises permet de relier des panneaux photovoltaïques au niveau d'un toit sans que la structure ne provoque des fuites de courant et abaisse le rendement des panneaux photovoltaïques, le tout de manière étanche. Il Revendications1. Profilé de fixation de panneaux photovoltaïques au niveau d'un toit comportant : un profilé socle (1) comportant une base (4), des moyens d'emboîtement femelle (2) constitués par deux flancs (16a,16b) sensiblement parallèles en saillie sur la base (4), deux parois longitudinales (3a,3b) solidaires de la base (4) et disposées de part et d'autre des moyens d'emboîtement io femelle (2), une gorge de fixation (5) d'un joint d'étanchéité (6), ladite gorge étant solidaire de l'extrémité opposée à la base (4) de chaque paroi longitudinale (3a,3b), une parclose (7) comportant deux gorges longitudinales (8a,8b) de logement de joints d'étanchéité (9), les panneaux photovoltaïques étant 15 pris en tenaille de manière étanche entre les joints d'étanchéité (6,9), la parclose (7) étant fixée au profilé socle (1) par au moins une vis de fixation (11) vissée dans les moyens d'emboîtement femelle (2) du profilé socle (1), et au moins un dispositif de connexion électrique (14) pour relier 20 électriquement au moins deux panneaux photovoltaïques entre eux, ledit dispositif de connexion électrique étant disposé dans un espace interne (12) du profilé de fixation, ledit profilé de fixation étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de maintien du dispositif de connexion électrique (14) à l'écart de la base (4) du 25 profilé socle (1), les moyens de maintien comportant au moins une nervure (15) longitudinale disposée sur une face extérieure des flancs (16a,16b) des moyens d'emboîtement femelle (2). 2. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance, 30 séparant la nervure (15) et une surface (17) extérieure de la gorge de fixation (5) en regard de la nervure (15), est inférieure à au moins une dimension externe (I,) de la section transversale du dispositif de connexion électrique (14). 3. Profilé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de connexion électrique (14) forme un cylindre allongé comportant à chaque extrémité au moins un fil électrique relié à un panneau photovoltaïque, ledit cylindre ayant un diamètre supérieur à la distance (I1) séparant la nervure (15) de la surface extérieure (17) de la gorge de fixation (5) associée. 4. Profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la parclose (7) est de forme bombée, et comporte une rainure (18) longitudinale permettant l'insertion des vis de fixation (11) dans la parclose (7). 5. Profilé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la parclose (7) comporte un capot d'obturation (19) de ladite rainure (18).