Brevet FR2962464A1 — publié le 20120113

Description État de l'art Le champ d'application de ce brevet concerne les systèmes d'intégration de modules photovoltaïques en toiture inclinée. Selon les pays et selon les réglementations locales, il y a 10 plusieurs moyens de disposer un système photovoltaïque (PV) sur la toiture d'un bâtiment. a) Le premier moyen consiste à poser des rails de fixation directement sur la charpente existante (après avoir enlevé 15 par exemple les tuiles sur l'espace nécessaire) et d'insérer dans ces rails les modules PV. Le désavantage de cette solution réside dans la complexité d'assurer l'étanchéité à l'eau. D'autre part, l'utilisateur peut souhaiter avoir une double couverture, pour être certain de garantir l'étanchéité 20 du système. Enfin, le coût d'un tel système est élevé du fait de la complexité de fabrication de ses différents éléments. b) Le second moyen consiste à remplacer une partie de la couverture existante du bâtiment (par exemple les tuiles) par 25 des bacs sur lesquels viennent se fixer les modules PV. L'avantage principal de cette solution est de fournir une double couverture à l'utilisateur : le bac et le module PV. Son désavantage réside dans une ventilation qui est réduite par rapport à la solution présentée en a). 30 Selon cette seconde solution b), plusieurs types de bacs existent. Nous pouvons en décrire deux exemples : 1 bi) un bac en métal de taille rectangulaire de longueur L et de largeur 1, dont le profilé présente des crêtes sur toute la longueur par rapport à la base. Une crête a une hauteur H. La partie entre deux crêtes successives est appelée « Onde ». Le bac peut par ailleurs avoir un revêtement anticondensation sur sa face inférieure. Les crêtes permettent de canaliser l'eau et de l'évacuer vers le bas du système. (voir Figure la et Figure lb). b2) un bac en matière synthétique, dont les particularités géométriques et les fonctions sont analogues au bac en métal décrit en bl). Nous ne détaillerons pas plus longuement cet exemple. Dispositif objet du brevet L'objet de ce brevet est donc de résoudre le problème de coût et de ventilation, et de proposer une alternative. 20 Le dispositif proposé est composé de bacs et de leurs éléments de fixation sur la charpente de la toiture (1), de modules PV (3) et de leurs éléments de fixation sur les bacs (2). 25 L'innovation de ce brevet réside dans la structure d'un bac. Il est effectivement l'objet de ce brevet de concevoir un bac de longueur L et de largeur 1, dans lequel au moins une ouverture (4) est faite. De même il est l'objet de ce brevet 30 de concevoir une protection physique (41) autour de chaque ouverture pour empêcher l'écoulement de l'eau par les côtés dans ladite ouverture et d'assurer une étanchéité totale du système composé du module PV sur le bac ainsi conçu. Le bac15 ainsi conçu permet donc de faire évacuer l'air chaud par l'ouverture tout en assurant l'étanchéité totale du système. L'ouverture peut être conçue de différentes manières et avoir différentes formes. Nous pouvons par exemple concevoir une ouverte rectangulaire de dimension Lo x 10 x Ho (longueur x largeur x hauteur) par cisaillement et pliage. Une bande de protection semi rigide d'une hauteur HB est par exemple ensuite soudée ou collée autour de l'ouverture. Il est par ailleurs nécessaire que les contraintes suivantes soient respectées : Ho ~ H 15 HB De même il est nécessaire que les matériaux utilisés soient compatibles entre eux tant au niveau de l'adhésion qu'au niveau électro-chimique, et bien entendu qu'ils ne s'oxydent 20 ni à l'air ni à l'eau. La Figure 2a et la Figure 2b détaillent la structure du bac ainsi conçu. 25 La Figure 3a détaille les éléments constituant le dispositif complet. L'installation d'un champ photovoltaïque en intégration de toiture avec le dispositif objet de ce brevet se ferait de la 30 manière suivante dans les configurations classiques les plus communes : 1. étude et calepinage des bacs : dans cette phase, le choix des bacs et de leur disposition sous le champ photovoltaïque est fait. De même, la compatibilité de l'inclinaison de la toiture avec le dispositif est vérifiée. 2. dépose des tuiles (ou de toute autre couverture ardoises, etc...) sur la superficie nécessaire 3. fixation des bacs sur la charpente 4. pose des éléments de fixation des modules PV 5. mise à la terre des éléments métalliques : bacs, rails de fixation, etc... 6. pose des modules PV sur les éléments de fixation 7. câblage des polarités des modules PV et mise à la terre des cadres métalliques des modules. Dans la phase 1., il est possible de choisir un bac avec une seule ouverture au centre, et ne disposer que deux bacs de ce type dans le champ, le reste des bacs du champ ne présentant aucune ouverture. Dans l'exemple de la Figure 3b la configuration retenue est 20 la suivante : le champ de bacs est composé de 2 rangées de 4 bacs, un bac sur 2 ayant une ouverture. - Le champ photovoltaïque est composé de 2 rangées de 4 modules 25 Avantages du dispositif objet du brevet Nous résumons les différents avantages du dispositif objet du brevet : 30 - assurer une meilleure ventilation du champ photovoltaïque - la simplicité de la mise en oeuvre de l'installation photovoltaïque REVENDICATIONS1. Dispositif d'intégration de modules photovoltaïques en toiture inclinée, caractérisé en ce qu'il. comprend : - un champ de bacs, ledit champ de bacs étant composé d'au moins un bac possédant au moins une ouverture - les éléments de fixation dudit champ de bacs - un champ photovoltaïque, ledit champ photovoltaïque 10 est composé d'au moins un module photovoltaïque - les éléments de fixation dudit champ photovoltaïque sur ledit champ de bacs 2. Dispositif d'intégration de modules photovoltaïques en toiture inclinée selon la revendication 1., caractérisé 15 en ce que ladite ouverture est entourée totalement ou partiellement par une protection physique 3. Dispositif d'intégration de modules photovoltaïques en toiture inclinée selon la revendication 2., caractérisé en ce que ladite protection physique est un rebord de 20 hauteur Ho, ledit rebord faisant partie dudit bac 4. Dispositif d'intégration de modules photovoltaïques en toiture inclinée selon la revendication 2., caractérisé en ce que ladite protection physique est une bande de hauteur HB, ladite bande étant rajoutée sur ledit bac 25 5. Dispositif d'intégration de modules photovoltaïques en toiture inclinée selon la revendication 1., caractérisé en ce que ledit bac est formé d'ondes séparées par des crêtes permettant de canaliser l'eau vers le bas de la toiture 30 6. Procédé d'installation d'un dispositif d'intégration de modules photovoltaïques en toiture inclinée selon la revendication 1., caractérisé en ce que l'installation 10 2962464 se fait selon les phases suivantes : - dépose éventuelle de la couverture existante sur la superficie nécessaire, ladite dépose faisant apparaître la charpente de la toiture - fixation dudit champ de bacs sur la charpente de la toiture - pose des éléments de fixation dudit champ photovoltaïque - pose dudit champ photovoltaïque dans ses éléments de fixation