Brevet FR2963986A1 — publié le 20120224

La présente invention entre dans le domaine de la construction et de la couverture de toiture. L'invention concerne plus particulièrement les panneaux de couverture de toiture pour la captation d'énergie solaire et la génération d'électricité, tels des panneaux photovoltaïques. De manière connue, une couverture de toiture s'effectue par une juxtaposition de plusieurs panneaux photovoltaïques, reliés entre eux par un circuit électrique, créant un générateur photovoltaïque. La liaison des panneaux s'effectue en série les uns à la suite des autres, la borne positive d'un premier panneau étant reliée à la borne négative d'un second panneau adjacent, tandis que la borne négative dudit premier panneau est reliée à la borne positive d'un troisième panneau. Les deux panneaux d'extrémité sont quant à eux reliés à un réseau électrique conventionnel. Pour ce faire, chaque panneau est équipé d'un branchement, situé en face arrière au niveau d'un boîtier de jonction, auquel est relié deux câbles dont les extrémités libres comportent généralement des connecteurs destinés à coopérer avec les connecteurs de panneaux contigus. Un problème majeur lié à une telle installation électrique réside dans la création de différences de potentiels entre différents points de l'installation, en particulier au niveau des cadres métalliques des panneaux. Ces différences de potentiels entrainent un risque d'électrocution, en cours d'installation autant qu'après la pose. De plus, de telles différences peuvent s'accentuer dans des cas particuliers, comme un coup de foudre provoquant une forte surtension. De surcroît, la liaison directe de deux séries de panneaux contigus, par exemple sous forme de deux rangées, crée une boucle induite augmentant les différences de potentiels. En sommes, une rangée de panneaux prend une polarité positive tandis que l'autre rangée prend une polarité négative. Pour éviter ces différences de potentiel, il est alors nécessaire de lier à la masse les panneaux photovoltaïque. Pour ce faire, il est réalisé, toujours après la pose des panneaux sur la toiture, une opération de mise à la masse des cadres métalliques desdits panneaux, ainsi que de leurs supports. Cette liaison est généralement effectuée de manière empirique, en plaçant des câblages entre les panneaux déjà posés sur la toiture et laissant des fils de cuivre à nu, susceptibles d'entrer en contact avec les parties métalliques des panneaux. De plus, une telle liaison à la terre peut créer une nouvelle boucle induite entre les conducteurs actifs et le conducteur de masse, générant une différence de potentiels pouvant aller jusqu'à provoquer une destruction des onduleurs ou des panneaux photovoltaïques. Au final, les solutions adoptées ne permettent aucunement d'obtenir une sécurité satisfaisante, de sorte que près de la moitié des installations photovoltaïques implantées ne sont pas conformes aux règles de sécurités et aux normes électriques en vigueur. L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en proposant de prévoir directement lors de la fabrication d'un panneau photovoltaïque, un circuit de masse. Un tel circuit offre une mise à la terre en série de tous les panneaux contigus, ainsi que de leur cadre métallique et de leurs supports, tout en limitant les différences de potentiels. En particulier, l'invention envisage de rapprocher au plus près le circuit de masse des liaisons positives et négatives, limitant les créations de différences de potentiels et les boucles induites. Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif de couverture de toiture de type panneau photovoltaïque dispositif de couverture de toiture de type panneau photovoltaïque, comprenant au moins un module photovoltaïque en face supérieure et un branchement électrique en face inférieure relié à au moins un câble positif et un câble négatif, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un câble de masse relié audit module photovoltaïque. Selon d'autres caractéristiques, ledit module photovoltaïque comprend un cadre métallique et que ledit câble de masse est relié audit module en au moins un point dudit cadre. Avantageusement, ledit câble de masse comprend au moins une portion s'étendant depuis l'extrémité libre dudit câble positif jusqu'à l'extrémité libre dudit câble négatif. Préférentiellement, ladite portion du câble de masse s'étend le long desdits câbles positif et négatif. De plus, ladite portion dudit câble de masse comprend des moyens de fixation à chacun desdits câbles positif et négatif. Par ailleurs, ledit câble de masse comprend une jonction au niveau de sa portion, ladite jonction étant située au niveau dudit branchement. Selon un mode de réalisation, lesdits câbles positif, négatif et de masse comprennent à chacune de leur extrémité respective au moins un connecteur électrique destiné à coopérer avec un connecteur complémentaire. Ainsi, le dispositif selon l'invention offre une liaison équipotentielle entre les panneaux photovoltaïques, palliant les défauts entre les éléments conducteurs, tout en évitant la propagation de tout potentiel électrique extérieur au circuit. De plus, toutes les masses sont alors interconnectées et reliées à la même prise de terre, aucune polarité en courant continu n'y étant reliée, limitant les risques électriques. Ainsi, l'invention offre une sécurité améliorée avec une connexion à la terre, y compris lors de la pose des panneaux, et en accord avec les normes électriques en vigueur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement une vue depuis la face inférieure, en partie éclatée, d'un dispositif de couverture selon l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un détail du dispositif ; et - la figure 3 représente schématiquement une vue en face inférieure de trois dispositifs connectés entre eux. La présente invention concerne un dispositif 1 de couverture de toiture de type panneau photovoltaïque. Un tel panneau 1 comprend au moins un module photovoltaïque 2 situé en face supérieure. Ledit module est constitué d'une pluralité de cellules photovoltaïques, de manière à capter le rayonnement solaire pour le transformer et produire un courant électrique. Un tel module peut être avantageusement mono- ou poly-cristallins. De plus, en face arrière, ledit panneau 1 comprend un branchement électrique 3. Ce dernier peut se présenter sous la forme d'un boîtier solidaire dudit panneau 1 et vers lequel est acheminé le courant électrique généré par le module photovoltaïque 2. De plus, ledit branchement 3 est relié à au moins un câble positif 4 et un câble négatif 5, de manière à faire circuler ledit courant généré vers un réseau électrique conventionnel (non représenté). Avantageusement, la présente invention prévoit d'intégrer directement au moment de la fabrication dudit panneau 1 un circuit de mise à la terre. Pour ce faire, le dispositif 1 selon l'invention comprend au moins un câble de masse 6 relié audit module 25 photovoltaïque 2. Un tel câble de masse 6 est représenté seul sur la figure 2. Selon le mode préférentiel de réalisation, ledit module photovoltaïque 2 comprend un cadre métallique 7. Ce dernier 30 peut être constitué en aluminium et entoure les bords dudit panneau 1, en particulier en venant recouvrir les côtés en face inférieure. Dès lors, que ledit câble de masse 6 est relié audit module 2 en au moins un point 8 dudit cadre 7. Cette liaison peut s'effectuer au travers d'une patte 12 directement 35 fixée au cadre métallique 7. Par ailleurs, ledit câble de masse 6 comprend au moins une portion 9 s'étendant depuis l'extrémité libre 40 dudit câble positif 4 jusqu'à l'extrémité libre 50 dudit câble négatif 5. En somme, les extrémités de la portion 9 du câble 6 se situent au niveau des extrémités respectives 40 et 50 réciproquement des câbles positif 4 et négatif 5. Dans ce cas de figure, comme représenté sur la figure 3, il est aisément possible de relier ce circuit de mise à la terre entre plusieurs panneaux 1 juxtaposés. En particulier, les deux extrémités de la portion 9 du câble de masse 6 peuvent alors être connectées aux extrémités respectives des câbles de masse 60 et 61 de deux panneaux contigus 100 et 101. Il en va d'ailleurs de même pour les extrémités 40 et 50 des câbles positif 4 et négatif 5 d'un panneau 1, venant se connecter avec les extrémités respectives desdits panneaux adjacents 100 et 101, le câble positif 4 dudit panneau 1 étant alors connectée avec le câble négatif du panneau 100, tandis que le câble négatif du panneau 1 est connectée avec le câble positif du panneau 101. A ce titre, on notera que lesdits câbles positif 4, négatif 5 et de masse 6 peuvent comprendre à chacune de leur extrémité respective au moins un connecteur électrique destiné à coopérer avec un connecteur complémentaire, notamment présent sur l'extrémité du câble correspondant d'un panneau adjacent 100, 101. En particulier, lesdits connecteur et connecteur complémentaire peuvent être une paire de connectiques mâle et femelle. Selon le mode préférentiel de réalisation, ladite portion 9 du câble de masse 6 s'étend le long desdits câbles positif 4 et négatif 5. Pour ce faire, ladite portion 9 dudit câble de masse 6 peut comprendre des moyens de fixation 10 à chacun desdits câbles positif 4 et négatif 5. En particulier, lesdits moyens de fixation 10 peuvent se présenter sous la forme de serre-câble, en matériau isolant, tel du plastique. Lesdits moyens de fixation 10 Selon un autre mode de réalisation, lesdits moyens de fixation peuvent se présenter sous la forme d'une gaine en matériau isolant à l'intérieur de laquelle sont insérés lesdits câbles 4, 5 et 6. Dès lors, le câble de masse 6 se retrouve au plus près des autres câbles positif 4 et négatif 5, limitant les risques de créer des différences de potentiels ou des boucles induites. Comme visible sur le mode préférentiel de réalisation représenté sur les figures, ledit câble de masse 6 comprend une jonction 11 au niveau de sa portion 9, ladite jonction étant située au niveau dudit branchement 3. Ainsi, une telle jonction 11 auprès dudit branchement 3 minimise les différences de potentiels et les boucles induites entre le panneau 1 et son module photovoltaïque et les câbles positif 4 et négatif 5, ainsi qu'avec le circuit de mise à la terre. Ainsi, le dispositif de panneau 1 selon l'invention permet de relier aisément un panneau photovoltaïque à la terre, tout en créant une interconnexion des masses de plusieurs panneaux 1, 100 et 101 juxtaposés et reliés électriquement entre eux. L'invention offre une interconnexion des équipotentiels au sein d'une installation photovoltaïque, qui se veut rapide à mettre en oeuvre. En effet, la connexion de deux câbles de masse 6 de deux panneaux peut s'effectuer directement au moment de la connexion des câbles positif et négatif desdits panneaux, offrant une sécurité optimale, y compris pendant la pose des pannneaux, et en accord avec les normes électriques en vigueur. De plus, au niveau d'une installation déjà implantée sur une toiture, avec au moins trois panneaux juxtaposés, si le panneau central 1 est enlevé (notamment pour un remplacement), alors les deux autres panneaux contigus 100 et 101 restent connectés à la terre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de couverture de toiture de type panneau photovoltaïque, comprenant au moins un module photovoltaïque (2) en face supérieure et un branchement électrique (3) en face inférieure relié à au moins un câble positif (4) et un câble négatif (5), caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un câble de masse (6) relié audit module photovoltaïque (2). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit module photovoltaïque (2) comprend un cadre métallique (7) et que ledit câble de masse (6) est relié audit module (2) en au moins un point (8) dudit cadre (7). 3. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit câble de masse (6) comprend au moins une portion (9) s'étendant depuis l'extrémité libre dudit câble positif (4) jusqu'à l'extrémité libre dudit câble négatif (5). 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé 20 par le fait que ladite portion du câble de masse (6) s'étend le long desdits câbles positif (4) et négatif (5). 5. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que ladite portion (9) dudit câble de masse (6) comprend des moyens de 25 fixation à chacun desdits câbles positif (4) et négatif (5). 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que ledit câble de masse (6) comprend une jonction (11) au niveau de sa portion (9), ladite jonction (11) étant située au niveau dudit 30 branchement (3). 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits câbles positif (4), négatif (5) et de masse (6) comprennent à chacune de leur extrémité respective au moins un connecteur 35 électrique destiné à coopérer avec un connecteur complémentaire. 7