Brevet FR2949770A1 — publié le 20110311

DESCRIPTION Les serres, les tunnels de stockage et les bâtiments d'élevage ont des caractéristiques communes : ils présentent tous une large surface couverte par une membrane souple portée par une structure (2) métallique tubulaire. il est impossible d'utilser ces surfaces pour capter l'énergie solaire avec des modules phtovoltaïques en verre, ceux-ci en raison de leur poids ne peuvent être installés sur ces structures tubulaires. Les films et filets (1) photogénérateurs souples offrent la possibilité de tirer profit de ces surfaces disponibles, ils ont l'avantage d'être légers, de 1000 g/m2 à 2000 g/m2, d'être translucide et de s'enrouler aisément. La membrane de couverture peut supporter le collage des films PV mais pour plusieurs raisons se principe d'assemblage est inadéquat : les durées de vie différentes du support et du film sont rarement compatibles. - la détérioration prématurée d'un film PV et la coupure du système électrique provoquent une perte partielle ou même totale de l'investissement. le collage sur des membranes aussi accessibles que les serres rend le vol des films PV particulièrement attrayant en raison du prix, de la 20 facilité de transport et de la possibilité d'une revente immédiate. L'innovation présentée apporte une solution à ces différentes contraintes. Il s'agit de mécanismes d'enroulement et d'inclinaison, le premier mécanisme d'enroulement assure la protection des film et filets contre le vol tandis que le 25 second mécanisme d'inclinaison permet de suivre la course du soleil au cours de la journée. Pour ce faire le faîtage de chaque arceau de la structure tubulaire reçoit une flasque afin de supporter sur toute la longueur de la serre ou du tunnel de stockage un système d'enroulement inclinable. Dans un premier cas chaque flasque et son roulement sont traversés par un axe (4) et portent 2 glissières (7) installées perpendiculairement à la serre ou au tunnel de stockage, le centre de chaque glissière repose sur cet axe. s A l'extrémité de la serre ou du tunnel un moteur (11) et son réducteur entraine l'axe afin que celui-ci incline les glissières du pan droit vers le pan gauche de la couverture. Lorsque la serre ou le tunnel sont positionné:. dans l'axe nord-sud le pan gauche io est exposé à l'est et le pan droit est exposé à l'ouest ainsi le moteur gère le suivi de la course journalière du soleil. Les glissières portent également au centre l'axe des tubes (3) d'enroulement des films ou des filets photogénérateurs, les tubes d'enroulement parallèles au faîtage 15 sont équipés d'un moteur tubulaire afin d'enrouler les 2 surfaces souples photogénératrices, l'une se déroule entre les glissières du pan gauche et l'autre entre les glissères du pan droit. Pour garder une tension permanente du film une sangle (6), entraînée par le tube d'enroulement, circule comme une courroie dans chaque glissière, à chaque extrémité se trouve un galet (8) sur lequel passe la 20 sangle, une barre (5) située à l'extrémité du film relie les 2 sangles ainsi lors du déroulement les sangles poussent la barre et la tension du film ou du filet est permanente. Les films et les filets de grandes dimensions sont équipées de barres intermédiaires afin d'assurer la planéité de l'ensemble. 25 Le prinipe de fonctionnement du premier cas est le suivant : avant le levé du soleil les glissières sont en appui le pan gauche de la serre ou du tunnel, les tubes motorisés déploient les 2 surfaces photogénératrices, l'une s'étend entre les glissières du pan gauche et l'autre entre les glissères du pan droit. Plus le soleil s'élève plus les glissières pivotent sous l'effet du moteur principal, à midi elles se trouvent à l'horizontal et le soir elles sont en appui sur le pan droit à l'ouest, les moteurs tubulaires rétractent alors les films ou les filets et le moteur principal incline à nouveau les glissières dans le sens opposé sur le pan gauche I0 15 20 25 30 Un système similaire au premier cas, parallèle à la ligne de faîtage, permet de déployer et de rétracter les 2 surfaces photogénératrices. Il s'agit d'installer des bras (18) de store symétriquement par rapport au faîtage, les bras sont fixés de part et d'autre d'une traverse (10) faîtière fixée à l'axe de rotation et surmontée du tube d'enroulement. Ainsi une succession de bras se déploient et tendent les films et les filets photogénérateurs sur chaque pan tandis que le moteur entraîne l'axe de rotation afin de les incliner d'un pan vers l'autre. Bien que ce montage présente l'avantage de supprimer les glissières il a l'inconvénient d'être relativement lourd, la multiplicité des bras double le poids du système. Pour le second cas le sommet de chaque arceau est également équipé d'une flasque afin de faire osciller un cadre dont l'axe est entrainé par un moteur électrique. Le cadre (16) porte une succession de stores motorisés installés perpendiculairement au faîtage et solidaires les uns des autres afin que les déroulements simultanés des films ou des filets photogénérateurs recouvrent la totalité de la surface du cadre. L'innovation consiste à assembler plusieurs stores motorisés afin de créer un ensemble de grande longueur. Pour ce faire chaque lambrequin est remplacé par un assemblage spécifique. Il s'agit d'une traverse (12) perpendiculaire au faîtage et qui reçoit les fixations des extrémités des bras du premier store sur la face interne et également les fixations des bras du store suivant sur la face externe. Les films ou les filets photogénérateurs sont fixés aux traverses afin de se dérouler au-dessus des bras. Ce montage est répété plusieurs fois afin de répondre aux dimensions de la serre ou du tunnel. Les extrémités des traverses sont solidaires des supports (13) mobiles équipés de roulettes (14), celles-ci se déplacent dans les glissières (15) latérales du cadre. Les axes des tubes d'enroulement des stores sont également portés par les supports mobiles. La hauteur des supports mobiles est variable afin d'incliner le film ou le filet photogénérateur, le pied du support porte un tube dans lequel coulisse le tube porteur de l'axe d'enroulement, une goupille bloque l'ensemble. En fonction de la dimension à couvrir il est possible d'utiliser des bras articulés à ressort ou à vérins ou des bras télescopiques. 10 15 20 25 30 Le principe de fonctionnement du second cas est le suivant : au départ le cadre est en appui sur le pan gauche les stores se déploient , les bras s'étendent et les films et/ou les filets recouvrent la serre ou le tunnel de stockage de part et d'autre du faîtage. Le moteur principal entraine le cadre qui se relève au cours de la journée et qui, finalement, arrive en appui sur le pan droit. Les films ou les filets photogénérateurs s'enroulent et le cadre se positionne sur le pan gauche du tunnel. Un système similaire au second cas, perpendiculaire à la ligne de faîtage, permet de déployer et de rétracter les 2 surfaces photogénératrices. Il s'agit d'installer les tubes d'enroulement perpendiculairement au faîtage et de dérouler les surfaces photogénératrices de part et d'autre du tube à l'aide glissières portées par un cadre montée sur l'axe de rotation. Ce cadre supporte également les tubes d'enroulement. Comparativement au cas précédent qui permet de regrouper tous les stores à l'extrémité de la serre ou du tunnel ce système présente un tube d'enroulement situé au centre de la serre, il est donc plus difficile à installer et après le recouvrement de la structure tubulaire par une membrane il est encore moins accessible. Les avantages de ces 2 systèmes principaux sont évidents : les films sont indépendants de la membrane il est donc possible de changer un film photogénératur défectueux sans difficulté particulière et sans modification de la membrane de couverture. La surface photogénératrice est multipliée par 2 et l'expostion au rayonnement solaire est optimale, le rendement est accru de 25 % en raison du suivi de la course du soleil. L'augmentation du rendement couvre très largement le coût d'installation de ces systèmes à enroulement. Les films sont enroulés la nuit et le risque de vol est inexistant. Pour les serres la protection solaire est totale et ces films font office de filet d'ombrage. En cas de vent de force 4 un anémomètre commande l'enroulement automatique des films ou des filets. Les serres couvertent de plaques de polycarbonate peuvent également être équpées de ces mécanismes de déroulement et d'inclinaison. Ils complètent parfaitement les systèmes de ventilation dont les ouvertures s'élèvent au-dessus des serres tandis que le système motorisé incline les films ou les filets sur la face opposée aux ouvertures. Les filets modifient les conditions climatiques des pépinières : ils régulent la température, diminuent l'évaporation et limitent l'effet du vent ou retardent la floraison. Lorsque l'on place des bandes (2) de films photogénérateurs sur ces Io filets ils deviennent une source d'énergie électrique. Ce courant électrique alimente les brumisateurs et régule ainsi le taux d'humidité ou alimente les pompes d'irrigation et au cours des périodes pendant lesquelles ces appareils ne fonctionnent pas le courant est stocké en batterie ou alimente le réseau de distribution local. 15 Pour un usage individuel les nombreux jardiniers amateurs utilisent des serres de 10 à 20 m2. Dès lors celles-ci deviennent d'excellents supports pour les films photogénérateurs enroulables et inclinables. Une structure tubulaire de 20 m2 équipée de films de 11 à 15 % de rendement offre une puissance de 2.2 kW à 3 kW 20 et pour une durée d'ensoleillement annuelle en France 1000 à 1200 heures elle produira de 2200 kW à 3600 kW par an, le suivi de la course du soleil augmentera cette production de 25 %. Il est possible d'accroître ce rendement en donnant une pente à la ligne de faîtage de la structure tubulaire ainsi une meilleure exposition au rayonnement apportera de 10 à 15 % supplémentaire et suivant sa situation 25 géographique sur le territoire français la serre produira de 2970 kW à 4860 kW par an. En été alors que l'élévation de la température provoque une forte chute du rendement des modules sur toiture les films photogénérateurs bénéficient d'une ventilation naturelle et le rendement ne connaît que de très faibles variations. 5 15 20 Le système d'enroulement des stores multiples trouve d'autres applications, il convient également pour couvrir les bassins et les piscines. Il est possible d'avoir recours à un mécanisme similaire à celui des stores pour lesquels la toile s'enroule sur un tube entraîné par un moteur tubulaire tandis qu'elle se déroule et se maintient sous tension par l'effet des bras télescopiques ou articulés équipés de ressorts ou de vérins. D'une manière identique au cas des serres les tubes d'enroulement sont portés par des supports mobiles solidaires d'une traverse à laquelle sont fixés les bras des stores. Lors du déroulement des films photogénérateurs les roulettes se déplacent le long du bassin sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des glissières afin de laisser les abords des bassins sans aucun obstacle. Après le déroulement complet des films, les roulettes de chaque support sont bloquées par un frein puis, afin d'incliner les films photogénérateurs, il est possible d'élever les tubes grâce à une coulisse montée sur chaque support. Cette inclinaison améliore le rendement des cellules photovoltaïques et supprime également le risque de formation de poches d'eau de pluie. A l'inverse lorsque le système est totalement fermé sa dimension est réduite et il est aisé de le déplacer sur le dallage et de l'étaler à nouveau sur une autre surface disponible afin de bénéficier de l'énergie solaire. 25 i0 7 Figure 1 mécanisme d'enroulement parallèle au faîtage, perspective Figure 2 détails figure 1 en perspective Figure 3 stores symétriques parallèles au faîtage en perspective Figure 4 : détail figure 3 en perspective Figure 5 : serre et filets, perspective Figure 6 serre en pente, perspective Figure 7 mécanisme à stores multiples Figure 8 : détail figure 7 en perspective Figure 9 supports mobiles, en perspective Figure 10 : arceaux et mécanisme, vue de dessus Figure 11 : filets et glissière Figure 12 : sangle et filet 15 20 25 io 15 20 25 REVENDICATIONS1. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets (1) photogénérateurs caractérisés en ce qu'il comporte un premier mecamsme pouvant faire évoluer un film et/ou un filet recouvert totalement ou partiellement de cellules solaires souples ou une succession de ces mêmes films et/ou filets entre une position rétractée et une position déployée porté par un second mécanisme pouvant incliner dans un sens et dans le sens opposé le premier mécanisme, ce système étant monté sur une structure tubulaire (2) recouverte d'une membrane. 2. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon la revendication une caractérisé en ce que le premier mécanisme présente un ou plusieurs tubes (3) d'enroulement motorisés montés parallèlement ou perpendiculairement à l'axe (4) de rotation du second mécanisme. 3. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon la revendication deux caractérisé en ce que la rotation dans un sens ou dans l'autre des tubes motorisés parallèles à l'axe de rotation du second mécanisme rétractent ou déploient les films et/ou filets équipés d'une ou plusieurs barres (5) entraînées par des sangles (6) situées dans des glissières latérales dont les extrémités supportent un galet (8) sur lequel passe la sangle 4. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon la revendication deux caractérisé en ce que la rotation dans un sens ou dans l'autre des tubes motorisés parallèles à l'axe de rotation du second mécanisme rétractent ou déploient les films et/ou filets fixés à une barre (9) d'extension entraînée par des bras de store articulés à ressorts ou à vérins ou télescopiques fixés à une traverse (10) faîtière porté par l'axe de rotation i.o 15 20 25 5. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon les revendication 3 et 4 caractérisé en ce que les extrémités des axes des tubes d'enroulement motorisés sont positionnées sur le second mécanisme, au centre des glissières (7) ou sur la traverse faîtière et au-dessus ou au-dessous de l'axe (4) de rotation entraîné par un moteur (11) électrique et un réducteur. 6. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon la revendication deux caractérisé en ce que la rotation dans un sens ou dans l'autre des tubes motorisés perpendiculaires à l'axe de rotation du second mécanisme rétractent ou déploient les films et/ou filets fixés à une traverse (12) entraînée par des bras articulés à ressorts ou à vérins ou par des bras télescopiques fixés successivement à des traverses portées par des supports (13) mobiles équipés de roulettes (14) circulant dans des glissières (15) formant un ou plusieurs cadres (16). 7. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon la revendication 6 caractérisé en ce que les supports mobiles sont en 2 parties coulissantes l'une dans l'autre bloquées par une goupille et que chaque partie supérieure porte l'axe d'un tube d'enroulement. 8. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon la revendication deux caractérisé en ce que la rotation dans un sens ou dans l'autre des tubes motorisés perpendiculaires à l'axe de rotation du second mécanisme rétractent ou déploient les films et/ou filets équipés d'une ou plusieurs barres entraînées par des sangles situées dans des glissières latérales formant un ou des cadres. 10 9. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon la revendication 6 et 8 caractérisé en ce que le ou les cadres sont inclinés en leur centre par un axe de rotation entraîné par un moteur électrique et un réducteur. 10. Système d'enroulement et d'inclinaison motorisé de films et filets photogénérateurs selon les revendications 4 et 7 caractérisés en ce que les axes de rotation du second mécanisme sont portés par des flasques à roulement fixées au sommet des arceaux disposés successivement afin de composer des structures tubulaires recouvertes de membrane dont la ligne de faîtage est plane ou en pente. 1.5 20 25