Brevet FR2975421A1 — publié le 20121123

L'invention concerne un poste de transformation d'énergie électrique et trouvera une application particulière, non limitative, dans une installation photovoltaïque pour transformer le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif. Le domaine de l'invention est celui des dispositifs électrotechniques de puissance, plus particulièrement dans des installations photovoltaïques. Dans ce domaine, l'art antérieur connaît des installations comprenant des panneaux photovoltaïques qui sont associés à un ou plusieurs onduleurs. Ces onduleurs sont des dispositifs électrotechniques de puissance permettant de transformer le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif. Afin de protéger les onduleurs des intempéries ou des dégradations, il est connu des abris destinés à accueillir ces dispositifs électrotechniques. Des ouvertures de ventilation de l'abri permettent de refroidir les onduleurs qui sont équipés de ventilateurs à cet effet. Dans certains cas, toutefois le refroidissement n'est pas suffisant, les performances de l'onduleur chutant lorsque les températures sont supérieures ou égales à 50°. Cette dégradation de performance des onduleurs est d'autant plus regrettable en ce qu'elle coïncide généralement avec les pics d'ensoleillement et donc les pics de productivité des panneaux photovoltaïques. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un poste de transformation de l'énergie électrique permettant un refroidissement accru des dispositifs électrotechniques de puissance qu'il contient, sans coût énergétique supplémentaire. Un autre but de la présente invention est de proposer un tel poste de transformation, de mise en oeuvre aisée. Un autre but de l'invention est de proposer une installation photovoltaïque équipée d'un tel poste de transformation de l'énergie électrique. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. L'invention concerne un poste de transformation d'énergie électrique comprenant : - un bâti formant une enceinte à l'abri des intempéries, de forme sensiblement parallélépipédique, présentant quatre parois latérales et une paroi supérieure, - un ou plusieurs dispositifs électrotechniques de puissance, tels que des onduleurs, transformateurs ou autres, logés dans ladite enceinte. 10 Selon l'invention, ledit poste comprend : - une base pour le bâti, constituée d'un élément étanche d'un seul tenant, formant une cave, comprenant une paroi de fond, quatre parois latérales s'élevant à partir de ladite paroi de fond, ainsi qu'un bord supérieur défini à l'extrémité supérieure desdites quatre parois latérales sur lequel 15 repose ledit bâti, ladite base étant enfouie dans le sol en majeure partie de telle façon que ladite paroi de fond et les parois latérales soient à un niveau inférieur du niveau dudit sol, - un plancher en appui sur ledit bord supérieur de la base, perméable à l'air et des ouvertures de ventilation sur les parois latérales du 20 bâti agencés de telle façon à favoriser le refroidissement dudit un ou plusieurs dispositifs électrotechniques par ventilation naturelle dudit un ou plusieurs dispositifs électrotechniques à partir de l'atmosphère contenue dans ladite base. Selon des caractéristiques optionnelles de l'invention, prises 25 seules ou en combinaison : - le volume de ladite base défini entre ladite paroi de fond et les parois latérales est un volume libre, au moins en dessous de la surface dudit plancher perméable à l'air ; - ladite base est constituée d'un élément en béton armé, d'un 30 seul tenant ; - ledit poste comprend un élément passe-câble apte à permettre le passage de câbles électriques au travers de ladite paroi latérale de ladite base, ledit élément passe-câble étant surmoulé dans la paroi latérale de ladite base, comprenant une ou plusieurs ouvertures fermées de manière étanche par des obturateurs ; - lesdites parois latérales et supérieure du bâti sont constituées par des éléments en béton ; - les parois latérales dudit bâti peuvent être recouvertes d'un parement en bois ; - au moins l'une des quatre parois latérales du bâti comprend 10 une porte d'accès à l'enceinte, ladite porte étant pourvue de l'une des ouvertures de ventilation, constituée par une grille de ventilation ; - la paroi de fond de ladite base est à une profondeur comprise entre 60 cm et 90 cm par rapport au niveau du sol ; - ledit un ou au moins un desdits plusieurs dispositifs 15 électrotechniques de puissance est un onduleur, apte à transformer un courant continu en courant alternatif. L'invention concerne également une installation photovoltaïque comprenant des panneaux photovoltaïques et au moins un poste de transformation d'énergie électrique conforme à l'invention, le ou les onduleurs 20 dudit poste permettant de transformer le courant continu des panneaux photovoltaïques en courant alternatif. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue de coupe, selon un plan horizontal, 25 d'un poste de transformation d'énergie électrique conforme à l'invention selon un mode de réalisation. - la figure 2 est une vue selon la coupe II-II telle qu'illustrée à la figure 1. - la figure 3 est une vue selon la coupe III-III telle qu'illustrée 30 à la figure 1. L'invention concerne un poste 1 de transformation d'énergie électrique comprenant : - un bâti 2 formant une enceinte 3 à l'abri des intempéries, de forme sensiblement parallélépipédique, présentant quatre parois latérales 20, 21, 22, 23 et une paroi supérieure 24, - un ou plusieurs dispositifs 4 électrotechniques de puissance, tels que des onduleurs, transformateurs (BT/HT) ou autres, logés dans ladite enceinte 3. Selon l'invention, ledit poste comprend une base 5 pour le bâti 2, constitué d'un élément étanche d'un seul tenant. Cette base 5 forme une cuve, comprenant une paroi de fond 50 et quatre parois latérales 51, 52, 53, 54 s'élevant à partir de ladite paroi de fond 50. Cette base 5 comprend un bord supérieur 55 défini à l'extrémité supérieure desdites quatre parois latérales 51, 52, 53, 54. Le bâti 2 repose sur ce bord supérieur 55, les parois latérales 21, 22, 23, 24 du bâti prolongeant respectivement les parois latérales 51, 52, 53, 54 de ladite base 5. Avantageusement, ladite base 2 est enfouie dans le sol S en majeure partie de telle façon que ladite paroi de fond 50 et les parois latérales 51, 52, 53, 54 soient à un niveau inférieur du niveau dudit sol S. Par exemple, la paroi inférieure peut être enfouie à une profondeur h comprise entre 60 cm et 90 cm par rapport au niveau du sol S. Selon l'invention, ledit poste comprend un plancher 6 en appui sur ledit bord supérieur 55 de la base 5, perméable à l'air et des ouvertures de ventilation sur les parois latérales 20, 21, 22, 23 du bâti 2 notamment sur la ou les portes d'accès 26. Par exemple, ledit plancher 6 perméable à l'air se présente sous la forme d'un caillebotis. Avantageusement, le plancher perméable 6 à l'air et lesdites ouvertures 7 sont agencés telle façon à favoriser le refroidissement dudit un ou plusieurs dispositifs électrotechniques 4 par ventilation naturelle dudit un ou plusieurs dispositifs électrotechniques 4 à partir de l'atmosphère contenue dans ladite base 4. Telle qu'illustrée à la figure 2 par les flèches, la convection naturelle permet de ventiler les dispositifs 4. Sous l'effet de la convention, l'air extérieur Ae est aspiré et entre par les ouvertures, plus particulièrement par des grilles de ventilation sur les portes 26, puis se mélange avec l'air frais de la cave Ac traversant le plancher 6 pour refroidir les dispositifs, avant de ressortir par lesdites ouvertures 7 sur la partie supérieure du bâti 2. Ladite base 2, enfouie dans le sol permet avantageusement de constituer une source froide pour le refroidissement de l'air, par échange thermique entre les parois de la base 5 et l'air. Avantageusement et afin de ne pas entraver les phénomènes de convection, le volume de ladite base 5, défini entre ladite paroi de fond 50 et les parois latérales 51, 52, 53, 54, est un volume libre, au moins en dessous de la surface dudit plancher 6. Ladite base 5 peut être avantageusement un élément préfabriqué d'un seul tenant, en béton armé. Afin de permettre le passage de câbles électriques, enterrés, de l'extérieur jusqu'aux dispositifs électrotechniques intérieurs à l'enceinte, ladite base 5 peut comprendre un élément passe-câble 56, apte à permettre le passage de câbles électriques au travers de ladite paroi latérale 54 de ladite base 5. Dans le cas de ladite base 5 en béton armé, cet élément passe-câble 56 est surmoulé dans la paroi latérale de ladite base 5 lors de la fabrication de ladite base 5. Cet élément passe-câble 56 peut comprendre une ou plusieurs ouvertures fermées de manière étanche par des obturateurs vissés. Si besoin, le ou les obturateurs sont retirés pour permettre le passage d'un ou plusieurs câbles électriques. Lesdites parois latérales et supérieures 20, 21, 22, 23, 24 constituant l'abri peuvent être constituées par des éléments en béton. Dans un souci d'esthétique et/ou d'isolation, ces parois latérales 20, 21, 22, 23 et/ou supérieures 24 peuvent être recouvertes d'un parement en bois, extérieur. Au moins l'une des quatre parois latérales 20, 21, 22, 23 du bâti 2 peut comprendre une porte d'accès 26 à l'enceinte permettant notamment la maintenance des équipements électriques contenus dans ladite enceinte. Cette porte d'accès 26 peut comprendre l'une des ouvertures de ventilation 7 sous forme d'une grille de ventilation. Selon un mode de réalisation, ledit ou au moins un desdits plusieurs dispositifs 4 électrotechniques de puissance est un onduleur, apte à transformer un courant continu en courant alternatif. Un tel poste 1 de transformation d'énergie électrique peut être mis en oeuvre suivant un procédé d'installation comprenant les étapes suivantes . - on creuse dans le sol une fouille de hauteur correspondant 10 à la hauteur de ladite base 5 dudit poste 1, de dimension supérieure à ladite base 5, - on positionne conjointement l'ensemble bâti 2 et base 5 du poste 1 de transformation d'énergie électrique dans ladite fouille, - on remblaie ladite fouille de telle façon que ladite base 5 soit 15 enfouie dans le sol. Avantageusement, ledit poste 1, en tant que tel, comprenant le bâti 2, ladite base 5, et le ou les dispositifs électrotechniques de puissance 4, peut être préfabriqué en atelier et livré sur site. Afin de faciliter sa livraison, le poste 1 n'excède pas, de préférence, les dimensions de chargement d'un semi 20 remorque. La manutention du poste 1 et sa dépose en fond de fouille sont réalisées au moyen d'une grue et de câbles venant sécuriser conjointement le bâti 2 et ladite base 5, en divers points d'accrochage. A cette fin, la structure du bâti 2 et ladite base 5 peuvent 25 comprendre des boucles d'accrochage (non illustrées) destinées pour soulever ledit poste 1. L'invention concerne également une installation photovoltaïque comprenant des panneaux photovoltaïques et au moins un poste 1 de transformation d'énergie électrique, conforme à l'invention, comprenant des 30 dispositifs électrotechniques de puissance, et plus particulièrement un ou plusieurs onduleurs. Selon l'installation photovoltaïque conforme à l'invention, le ou les onduleurs dudit poste 1 permettent de transformer le courant continu des panneaux photovoltaïques en courant alternatif. Naturellement, d'autres modes de réalisation auraient pu être 5 envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention telle que définie par les revendications ci-après.