Brevet FR2961027A1 — publié le 20111209

La présente invention concerne un dispositif de mise à la terre, en particulier d'un ensemble de modules photovoltaïques constituant un générateur photovoltaïque. Les modules photovoltaïques, aussi appelés cellules ou tout simplement panneaux solaires, permettent de transformer la luminosité en électricité. Chaque module photovoltaïque est fixé dans un cadre métallique, le plus souvent en aluminium. Ce cadre entoure entièrement le module proprement dit et présente une hauteur qui généralement ne dépasse pas 50 mm, en surélevant le module de manière à créer un interstice entre le module et son support permettant la ventilation du module si besoin en est. l0 Les modules photovoltaïques sont disposés en rangées sur une structure porteuse d'intégration, le plus souvent placée sur le toit d'un immeuble. La structure porteuse peut être soit entièrement intégrée dans le toit de l'immeuble, soit reposer directement sur celui-ci. Si l'on utilise en grand nombre de modules, il faut également prévoir des 15 modules de ventilation. Les modules photovoltaïques sont reliés à un onduleur permettant la conversion du courant continu généré par les modules en courant alternatif utilisable par le réseau électrique. En outre, les normes électriques imposent l'établissement d'une liaison 20 équipotentielle entre toutes les parties métalliques du générateur photovoltaïque. I1 est donc indispensable de prévoir un câble de mise à la terre en contact avec le cadre de chaque module photovoltaïque. Ce câble de mise à la terre est généralement en cuivre et présente habituellement une section de 4 mm à 6 mm2. Pour la mise à la terre des modules, il est bien entendu possible d'utiliser tout 25 simplement un tronçon de câble entre chaque module pour les relier les uns aux autres. Chaque tronçon de câble est muni de cosses et serré par un écrou sur chaque module. Cela nécessite bien entendu le perçage d'un trou dans chaque cadre et cette façon de procéder est lente et fastidieuse. Afin de faciliter la connexion du cadre d'un module photovoltaïque, il existe 30 aujourd'hui des connecteurs spécialement conçus pour ce genre de montage, mais ils nécessitent également le perçage d'un trou dans le cadre du module photovoltaïque, ce qui entraîne un risque d'endommager les parties fonctionnelles sensibles de celui-ci. En outre, les normes d'un grand nombre de pays imposent l'utilisation de câbles gainés, c'est-à-dire pourvus d'une gaine isolante, ce qui nécessite de dénuder le câble aux endroits qui doivent être en contact électrique avec les connecteurs, ce qui doit être fait à la main à l'aide d'un outil spécial. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients des dispositifs connus en proposant un dispositif de mise à la terre qui est extrêmement simple, qui peut être rapidement monté sur un module photovoltaïque, et qui ne nécessite pas de dénudage préalable de certaines parties du câble de mise à la terre pour établir la liaison électrique entre le câble et les cadres des modules photovoltaïques. L'objet de l'invention est un dispositif de mise à la terre d'un ensemble de modules photovoltaïques constituant un générateur photovoltaïque, chaque module photovoltaïque comportant un cadre métallique pour être monté dans une structure porteuse de manière à former avec d'autres modules similaires au moins une rangée, le dispositif de mise à la terre comprenant des connecteurs comportant un corps de connecteur métallique portant des moyens de fixation dudit corps de connecteur au cadre d'un module respectif, et des moyens de liaison permettant de relier ledit corps de connecteur à un câble de mise à la terre, caractérisé par le fait que ledit corps de connecteur est un corps monobloc comportant à l'une de ses extrémités un premier évidement associé auxdits moyens de fixation pour la réception d'une protubérance dudit cadre faisant saillie vers l'intérieur de celui-ci, et à son extrémité opposée un deuxième évidement associé auxdits moyens de liaison pour la réception dudit câble de mise à la terre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - ledit premier évidement de réception de la protubérance du cadre a la forme d'une fente; - lesdits moyens de fixation comportent une vis de fixation coopérant avec un premier trou taraudé débouchant dans ledit premier évidement de réception de la protubérance du cadre, la vis de fixation pénétrant dans ledit premier évidement de manière à solliciter ladite protubérance contre une paroi opposée dudit premier évidement; - ladite protubérance du cadre est constituée par une nervure de celui-ci s'étendant sur tout le pourtour intérieur du cadre de manière à permettre la fixation du connecteur à un endroit quelconque sur le pourtour du cadre; - ladite vis de fixation est une vis pointeau formant lors de son serrage une empreinte dans la matière de la protubérance de manière à améliorer la résistance à l'arrachement du connecteur; - ledit premier trou taraudé débouche dans une rainure transversale prévue dans ledit premier évidement de réception de ladite protubérance du cadre en to s'étendant sur toute la largeur dudit corps de connecteur; - lesdits moyens de liaison du câble de mise à la terre comportent une vis de serrage coopérant avec un deuxième trou taraudé débouchant dans ledit deuxième évidement de réception dudit câble de mise à la terre, ladite vis de serrage pouvant être serrée contre le câble de mise à la terre de manière à établir une liaison 15 électrique entre celui-ci et le connecteur; - ledit deuxième évidement de réception dudit câble de mise à la terre présente une rainure transversale globalement cylindrique; - le câble de mise à la terre est un câble à gaine d'isolation et que ladite vis de serrage est une vis pointeau autodénudante; 20 - ledit deuxième évidement de réception dudit câble de mise à la terre est ouvert sur le côté de manière à faciliter l'introduction du câble de mise à la terre dans celui-ci par le côté; et - ledit corps de connecteur est en aluminium d'une qualité à haute conductivité électrique. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'ensemble en perspective montrant des modules photovoltaïques disposés en portrait sur une structure porteuse, ainsi que 30 des câbles de mise à la terre s'étendant sous l'emplacement d'autres modules 3 photovoltaïques devant être montés et connectés à un câble de mise à la terre, - la figure 2 est une vue schématique de dessous d'un module photovoltaïque montrant la disposition sur le cadre d'un connecteur selon l'invention pour un câble de mise à la terre, - la figure 3 est une vue plus en détail de la région d'angle de la figure 2 comportant le connecteur selon l'invention, - la figure 4 est une vue de dessous en perspective du connecteur selon l'invention, - la figure 5 est une vue de côté du connecteur de la figure 4, et - la figure 6 est une vue d'ensemble en coupe selon VI-VI de la figure 3 montrant le connecteur fixé d'un côté sur le cadre d'un module photovoltaïque et serrant du côté opposé un câble de mise à la terre. Dans les figures, les éléments identiques ou équivalents porteront les mêmes signes de référence. La vue d'ensemble de la figure 1 montre plusieurs modules photovoltaïques 1 déjà installés sur une structure porteuse 2 disposée par exemple sur le toit incliné d'un immeuble. Une partie de la structure porteuse 2 est prête à recevoir d'autres modules photovoltaïques 1 et un câble de mise à la terre 3 est posé sous l'emplacement des modules avant leur pose afin de relier tous les modules à la terre. La figure 2 montre en une vue de dessous le cadre métallique 4 dans lequel est fixé la cellule photovoltaïque 5 afin de constituer le module photovoltaïque 1 (voir figure 6). La cellule photovoltaïque est sur sa face supérieure recouverte par un verre de protection 6 et sur sa face inférieure revêtue d'une feuille en polyester 7. Ces éléments forme un paquet fixé dans le cadre 4. Le cadre 4 est de préférence en aluminium et présente une double paroi fermée vers le haut et vers le bas. Une prolongation d'une paroi extérieure 4' est déviée de 90° vers l'intérieur de manière à former un logement 8 recevant le paquet de la cellule photovoltaïque. La figure 2 montre en outre une boîte de connexion 9 du module 30 photovoltaïque 1 destinée à relier celui-ci à un onduleur (non représenté). Les figures 2 et 3 montrent un exemple d'emplacement d'un connecteur 10 selon l'invention sur le cadre 4 du module photovoltaïque 1. Ce connecteur 10 sera maintenant décrit en détail en référence aux figures 4 à 6. Le connecteur 10 comporte un corps de connecteur 11. Ce corps de 5 connecteur est métallique et de préférence en aluminium d'une qualité à haute conductivité électrique. Le corps de connecteur 11 est un corps monobloc qui porte des moyens de fixation 12 du connecteur 10 au cadre 4 de chaque module photovoltaïque 1, ainsi que des moyens de liaison 13 permettant de relier le corps de connecteur 11 au câble 10 3 de mise à la terre. Le corps de connecteur 11 comporte à l'une de ses extrémités un premier évidement 14 en forme de fente associé aux moyens de fixation 12 du connecteur 10 sur le cadre 4 du module photovoltaïque 1, et à son extrémité opposée un deuxième évidement 15 associé aux moyens de liaison 13 et destiné à la réception du câble 3 de 15 mise à la terre. Le cadre 4 est pourvu d'une protubérance faisant saillie vers l'intérieur de celui-ci et apte à être reçue dans le premier évidement 14 du corps de connecteur 11. Les moyens de fixation 12 comportent une vis de fixation 17 coopérant avec un premier trou taraudé 18 débouchant dans le premier évidement 14 de réception de la 20 protubérance 16 du cadre 4. La vis de fixation 17 pénètre dans le premier évidement 14 de manière à solliciter la protubérance 16 contre une paroi opposée du premier évidement 14. De préférence, la protubérance 16 du cadre 4 est constituée par une nervure s'étendant sur tout le pourtour intérieur du cadre de manière à permettre la fixation du 25 connecteur 10 à un endroit quelconque sur le pourtour du cadre. La vis de fixation 17 est avantageusement une vis pointeau formant lors de son serrage une empreinte (non représentée) dans la matière de la protubérance 16 de manière à améliorer la résistance à l'arrachement du connecteur 10. Par ailleurs, le premier trou taraudé 18 du corps de connecteur 11 débouche 30 dans une rainure transversale 19 prévue dans le premier évidement 14 de réception de la protubérance 16 du cadre 4 en s'étendant sur toute la largeur du corps de connecteur 11. Les moyens de liaison 13 du câble de mise à la terre 3 comportent une vis de serrage 20 coopérant avec un deuxième trou taraudé 21 débouchant dans le deuxième évidement 15 de réception du câble de mise à la terre 3. La vis de serrage 20 peut être serrée contre le câble de mise à la terre 3 de manière à établir une liaison électrique entre celui-ci et le connecteur 10. Afin de mieux s'adapter à la forme du câble de mise à la terre 3, le deuxième évidement 15 présente avantageusement une rainure transversale globalement cylindrique 22. Le câble de mise à la terre 3 est dans l'exemple illustré un câble à gaine d'isolation 23 et la vis de serrage est avantageusement une vis pointeau autodénudante qui perce la gaine pour établir le contact électrique entre le connecteur 10 et le conducteur du câble de mise à la terre 3. Le deuxième évidement 15 de réception du câble de mise à la terre 3 est 15 avantageusement ouvert sur le côté de manière à faciliter l'introduction du câble de mise à la terre 3 dans celui-ci par le côté. Aussi bien la vis de fixation 17 que la vis de serrage 20 sont de préférence des vis à six pans creux. Les trous de vis 18, 21 du corps de connecteur 11 doivent être dirigés vers le bas comme cela est montré à la figure 6 afin de faciliter l'accès aux 20 têtes des vis pour le serrage de celles-ci. Les connecteurs 10 peuvent être prémontés en usine sur les modules photovoltaïques ou simplement sur le chantier avant l'installation des modules sur la structure porteuse. Le câble de mise à la terre 3 doit préalablement à l'installation être tiré sous l'emplacement envisagé des modules photovoltaïques et ensuite, il suffit 25 d'introduire le câble de mise à la terre 3 par le côté dans le deuxième évidement du corps de connecteur 11 et de serrer la vis de serrage pour établir la connexion électrique entre le câble et le cadre de chaque module photovoltaïque. Grâce à l'invention, les connecteurs du dispositif de mise à la terre sont montés sur le cadre des modules photovoltaïques sans perçage de trous et la mise à la 30 terre des modules photovoltaïques est ainsi facilitée sans risque d'endommager les modules. On obtient en outre une réduction sensible du temps global du montage des modules. 6 REVENDICATIONS1. Dispositif de mise à la terre d'un ensemble de modules photovoltaïques (1) constituant un générateur photovoltaïque, chaque module photovoltaïque (1) comportant un cadre métallique (4) pour être monté dans une structure porteuse (2) de manière à former avec d'autres modules similaires au moins une rangée, le dispositif de mise à la terre comprenant des connecteurs (10) comportant un corps de connecteur métallique (11) portant des moyens de fixation (12) dudit corps de connecteur au cadre (4) d'un module respectif (1), et des moyens de liaison (13) permettant de relier ledit corps de connecteur (11) à un câble de mise à la terre (3), caractérisé par le fait que ledit corps de connecteur (11) est un corps monobloc comportant à l'une de ses extrémités un premier évidement (14) associé auxdits moyens de fixation (12) pour la réception d'une protubérance (16) dudit cadre (4) faisant saillie vers l'intérieur de celui-ci, et à son extrémité opposée un deuxième évidement (15) associé auxdits moyens de liaison (13) pour la réception dudit câble de mise à la terre (3). 2. Dispositif de mise à la terre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit premier évidement (14) de réception de la protubérance (16) du cadre (4) a la forme d'une fente. 3. Dispositif de mise à la terre selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite protubérance (16) du cadre (4) est constituée par une nervure de celui-ci s'étendant sur tout le pourtour intérieur du cadre (4) de manière à permettre la fixation du connecteur (10) à un endroit quelconque sur le pourtour du cadre. 4. Dispositif de mise à la terre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de fixation (12) comportent une vis de fixation (17) coopérant avec un premier trou taraudé (18) débouchant dans ledit premier évidement (14) de réception de la protubérance (16) du cadre (4), la vis de fixation (17) pénétrant dans ledit premier évidement (14) de manière à solliciter ladite protubérance (16) contre une paroi opposée dudit premier évidement (14). 5. Dispositif de mise à la terre selon la revendication 4, caractérisé par le fait 30 que ladite vis de fixation (17) est une vis pointeau formant lors de son serrage une empreinte dans la matière de la protubérance (16) de manière à améliorer la résistance à l'arrachement du connecteur. 6. Dispositif de mise à la terre selon la revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que ledit premier trou taraudé (18) débouche dans une rainure transversale (19) prévue dans ledit premier évidement (14) de réception de ladite protubérance (16) du cadre (4) en s'étendant sur toute la largeur dudit corps de connecteur (Il). 7. Dispositif de mise à la terre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaison (13) du câble de mise à la terre (3) comportent une vis de serrage (20) coopérant avec un deuxième trou taraudé (21) débouchant dans ledit deuxième évidement (15) de réception dudit câble de mise à la terre (3), ladite vis de serrage (20) pouvant être serrée contre le câble de mise à la terre (3) de manière à établir une liaison électrique entre celui-ci et le connecteur (10). 8. Dispositif de mise à la terre selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit deuxième évidement (15) de réception dudit câble de mise à la terre (3) présente une rainure transversale (22) globalement cylindrique. 9. Dispositif de mise à la terre selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait que le câble de mise à la terre (3) est un câble à gaine d'isolation (23) et que ladite vis de serrage (20) est une vis pointeau autodénudante. 10. Dispositif de mise à la terre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit deuxième évidement (15) de réception dudit câble de mise à la terre (3) est ouvert sur le côté de manière à faciliter l'introduction du câble de mise à la terre (3) dans celui-ci par le côté. 11. Dispositif de mise à la terre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit corps de connecteur (11) est en aluminium d'une qualité à haute conductivité électrique.