Brevet FR3011149A1 — publié le 20150327

La présente invention concerne un dispositif pour le réglage suivant 2 axes distincts d'une partie d'installation, en particulier un ou plusieurs panneaux solaires. Afin d'optimiser le rendement électrique des panneaux solaires ces derniers sont généralement équipés de systèmes de poursuite solaire permettant de modifier leur orientation en fonction de la course du soleil de manière à maximiser la captation de lumière par ledit panneau. En effet, le rendement d'un panneau solaire est maximal lorsque le rayonnement solaire a une incidence sensiblement perpendiculaire au panneau. Selon un premier mode de réalisation connu par le brevet WO 2009147454, l'axe de rotation sensiblement vertical possède un palier central unique équipé d'un système d'entrainement. L'ensemble étant monté en porte à faux et supportant 2 bras, possédant à chaque extrémité un palier permettant la rotation autour de l'axe horizontal. Ces paliers sont reliés par une barre de liaison très rigide laquelle supporte un réducteur ou un motoréducteur central. Un tel dispositif présente plusieurs inconvénients. Le palier central destiné à l'orientation horizontale nécessite un dimensionnement très important du fait des efforts engendrés ; de plus le guidage étant concentré sur la partie centrale, ce palier central doit être surdimensionné et être très précis pour éviter tout problème de battement ou de jeu dans le système. L'axe de rotation horizontal supporté par 2 bras possède 2 paliers. La présence de ces 2 paliers lisses nécessite une barre de liaison très rigide entre les 2 bras du châssis à orienter. Cette barre de liaison entrainée par un motoréducteur doit résister à tous les efforts exercés par la partie d'installation à régler. Ces efforts peuvent être particulièrement importants, provoqués par exemple par le vent. De plus un tel ensemble à 2 axes ne présente aucun caractère de standardisation entre l'ensemble pivot horizontal et l'ensemble pivot vertical .De ce fait les coûts de fabrication sont très importants. Un deuxième mode de réalisation est connu par le brevet WO 201124363. Sur ce dispositif on retrouve l'axe de rotation sensiblement vertical possédant un palier équipé 25, d'un ensemble intégré de réduction roue et vis sans fin. Cette première unité de pivotement supporte une deuxième unité de pivotement positionnée au-dessus de la première unité avec sensiblement le même assemblage et fonctionnement. Egalement ce dispositif présente plusieurs inconvénients : Les efforts engendrés nécessitent des mécanismes surdimensionnés avec des éléments de guidage très 30 précis intégrés aux unités de pivotement. Les dessins sont explicites pour montrer toute la complexité et la précision des différents composants. De plus la liaison du mécanisme avec l'arbre de sortie supportant le panneau solaire doit être garantie et dimensionnée pour résister à tous les efforts engendrés lors de l'exploitation du mécanisme. Egalement ce mécanisme présente l'inconvénient de ne pas être standard sur les 2 axes même si 35 certains composants internes le sont. Une autre difficulté est la limitation de l'angle de rotation sur les 2 axes, des butées externes ou internes au mouvement sont difficiles à mettre en oeuvre. Il existe donc un besoin pour un dispositif pour l'ajustement suivant 2 axes distincts ne présentant pas les inconvénients précédemment mentionnés. Pour ce faire, la présente invention se rapporte à un dispositif pour le réglage suivant 2 axes distincts d'une partie d'installation, en particulier un ou plusieurs panneaux solaires vis-à-vis d'une base fixée directement au sol ou sur une paroi verticale. Ces 2 axes distincts comportent des supports identiques, sont assemblés sensiblement perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, chaque axe distinct possédant à chaque extrémité des moyens identiques d'entrainement rotatifs ou articulation standard de forte résistance de type de siège automobile. Chaque articulation possèdent des butées limitant la course d'orientation horizontale ou verticale, chaque ensemble de 2 articulations sont mis en rotation par une barre de commande et entrainés par un ensemble moteur et réducteur ou un motoréducteur compact fixé sur une tôle support. L'ensemble moteur réducteur ou motoréducteur est dimensionné uniquement pour les efforts d'entrainement en rotation. Les articulations standards résistent aux différents efforts engendrés par l'environnement du système. Tous ces éléments sont identiques sur les 2 axes. Ainsi grâce à ces supports d'ensembles quasi identiques sur chaque mouvement les coûts et les investissements de fabrication sont très réduits, de plus les conditions d'assemblage et de transport sont facilitées du fait de la démontabilité des 2 ensembles mécanismes. L'utilisation d'articulations très résistantes et irréversibles standard de mécanismes de siège automobile permettent d'avoir une motorisation dimensionnée aux seuls efforts d'entrainement en rotation. De plus l'intégration des butées de course permet une réinitialisation journalière du départ de cycle de chaque mouvement. Bien sûr, ce dispositif de réglage suivant 2 axes est parfaitement adapté au positionnement continuel d'un panneau solaire face au soleil mais peut être envisagé pour d'autres applications comme l'orientation d'un écran de télévision par exemple ou tout autre matériel nécessitant une orientation. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée qui suit en regard du dessin annexé dans lequel : La figure 1 est une représentation schématique de côté du dispositif pour le réglage suivant 2 axes distincts vis-à-vis d'une base fixée au sol ou sur une base fixée sur une paroi verticale. La figure 2 est une perspective présentant le dispositif en position nominale avec les différents angles d'orientation des 2 unités pivot. La figure 3 est une représentation en perspective des 2 axes assemblés l'un à côté de l'autre. La figure 4 est une représentation en perspective de l'axe de rotation vertical. La figure 5 est une représentation éclatée en perspective de chaque mécanisme à chaque extrémité du module vertical. La figure 6 est une représentation en perspective de l'axe de rotation horizontal. La figure 7 est une représentation éclatée en perspective de chaque mécanisme à chaque extrémité du module horizontal. La figure 1 montre un ensemble photovoltaïque 1 comprenant un panneau solaire 2 fixé sur un châssis support 3 solidaire de l'unité pivot 4 par l'intermédiaire des flasques de liaison 5 le panneau solaire étant orienté d'une part par cette unité pivot 4 sensiblement horizontale permettant l'orientation par rapport à la hauteur du soleil et nommé réglage en élévation, cet unité pivot horizontale 4 étant solidaire et fixée sensiblement perpendiculairement à l'unité pivot 6. Le panneau solaire étant orienté d'autre part par cette unité pivot 6 permettant l'orientation par rapport à la position latérale du soleil et nommé réglage de l'azimut. Cette unité pivot 6 est fixée et maintenue en position sensiblement verticale par le mât 7. Ce mât 7 pouvant être fixé directement au sol par la chape 8. Une variante présentée sur la figure 1 en pointillés montre que l'ensemble photovoltaïque 1 peut être fixé directement sur une paroi verticale par l'intermédiaire de la poutre de liaison 9 et du flasque 10. La figure 2 présente l'ensemble photovoltaïque 1 positionné et implanté de manière précise par rapport au soleil en prenant par exemple comme référence de position en azimut le positionnement plein sud. A partir de cette position dite nominale le programme de gestion de l'électronique (non représenté) est établi pour avoir le positionnement optimal du panneau face au soleil. L'angle total de réglage en élévation 12 étant sensiblement de 75° et l'angle total de réglage en azimut 13 étant sensiblement de 150°. Ces angles sont suffisants pour permettre le rayonnement du soleil perpendiculairement au panneau pendant tous les jours de l'année. Conformément à l'invention visible sur la figure 3 le dispositif pour le réglage est composé de 2 unités pivot 4 et 6 de conception sensiblement identique. A cet effet chaque unité pivot comporte des tubes supports identiques 14 permettant la fixation de l'unité pivot 4 sur l'unité pivot 6. L'unité pivot 6 étant fixée sur le mât 17 par les tubes 15 de l'unité pivot 6. On retrouve bien le dispositif de réglage à 2 axes distincts, l'unité de pivot 4 de réglage en élévation 12 étant embarquée par l'unité de réglage 6 servant à l'orientation 13 de réglage en azimut. Le positionnement de l'unité pivot 4 par rapport à l'unité pivot 6 est donné à titre d'exemple mais peut être envisagé suivant toutes les plages de fixation disponibles. Egalement Les tubes 14 et 15 pourraient être remplaces par des supports en tôles. A l'extrémité des axes de chaque unité pivot et conformément à l'invention on retrouve les mêmes composants d'articulation avec pivot et butées intégrées plus facilement identifiés sur les figures 4, 5, 6 et 7. A cet effet, les tubes supports 14 possèdent à chaque extrémité un retour cambré (à 90°) 16 servant à fixer le gousset fixe 17 par l'intermédiaire des 2 retours cambrés et des vis de fixation 18. Cette liaison en chape permet une bonne rigidification de l'ensemble, une standardisation et un montage et un démontage aisé. Sur chaque gousset fixe 17 est positionné une articulation 19. Cette articulation ronde de type siège automobile a un rapport de réduction compris entre 1/30 et 1/96 suivant le modèle retenu, la résistance unitaire de chaque articulation est d'environ 1000N.m irréversible, ce qui fait un ensemble résistant avec les 2 articulations de 2000N.m largement suffisant dans la plupart des cas. Bien sûr, des articulations dites standard avec des résistances supérieures existent et peuvent être utilisées si nécessaire. Il peut être tout à fait possible d'utiliser un couple d'articulation 19 différent entre l'unité de réglage 4 et l'unité de réglage 6 en fonction des efforts requis. Chaque articulation peut être à mouvement concentrique à l'aide d'un double train de denture intérieure ou à mouvement orbital dans le cas d'utilisation d'un simple train de denture, l'excentration de rotation étant comprise généralement entre 1 à 2 mm. Chaque articulation possède également des guidages internes servant de paliers, ce qui évite l'ajout de tout élément de guidage, celui-ci étant parfaitement assuré par le montage opposé de 2 articulations. Les goussets fixes 17 possèdent des trous coopérants avec les semi découpes existantes des articulations 19. De ce fait une simple soudure assure une liaison très résistante entre le gousset fixe17 et l'articulation 19. 10 Sur le gousset fixe 17 sont positionnés un ou deux rivets 20 dont la tête saillante permet de limiter la course en coopérant avec d'autres éléments décrits ci-après. L'unité pivot 6 utilisée pour le réglage en azimut possède à chaque extrémité un deuxième gousset mobile 21 positionné sur les articulations 19. Ce gousset 21 possède également des trous permettant de coopérer avec les semi découpes de la 15 partie de l'articulation apte à recevoir ce gousset mobile 21. Sur le gousset mobile 21 est positionné également 1 rivet 22 sur le même diamètre de positionnement du rivet 20. Les rivets coopérant ensemble pour avoir une course totale en azimut 13 de plus ou moins 75° soit 150° de course au total. Le gousset mobile 21 est engagé sur l'articulation par les semi découpes et est assemblé par soudure dans les mêmes conditions que le gousset fixe 17. Les angles peuvent être modifiés en changeant les positions des rivets 22 20 du gousset mobile 21. Sur ces goussets mobiles 21 sont fixés les retours cambrés 23 des tubes 15, ces tubes 15 servant à venir se fixer sur la face avant du mât 7. L'unité pivot 4 utilisée pour le réglage en élévation possède à chaque extrémité une tôle butée 24 positionnée sur les articulations 19. Cette tôle butée 24 a une forme extérieure adaptée pour venir 25 coopérer avec le rivet 20 présent sur le gousset fixe 17. La forme est adaptée pour une course 12 de plus ou moins 37.5° soit 75° au total. D'autres angles peuvent être définis en faisant varier la forme de cette tôle butée 24. Sur la tôle butée 24 est indexé, positionné et soudé l'axe d'entrainement 26. Cet axe d'entrainement 26 monté à chaque extrémité de l'unité de réglage 4 de l'élévation possède une forme hexagonale saillante venant coopérer avec une découpe hexagonale présente sur les flasques 5 solidaires 30 du châssis 3. Ainsi le châssis 3 est disposé à être réglé en position optimisée par l'unité pivot 4 pour le réglage en élévation et par l'unité pivot 6 pour le réglage suivant l'azimut. L'entrainement motorisé de chaque unité pivot est également assuré indépendamment par des composants identiques et standards utilisés principalement pour le réglage des mouvements motorisés de 35 siège automobile. Sur la figure 3 est visible le mode d'entrainement identique sur l'unité pivot 4 et sur l'unité pivot 6. Chaque articulation 19 montée en opposition sur un même axe possède un évidement central destiné à rentrainement en rotation des dites articulations 19. La forme de cet évidement peut être carrée ou en étoile à 7 ou 8 branches ou de toute autre forme permettant un entrainement. Une barre de liaison 27 coopérant avec la forme des évidements présente sur les articulations 19 est mise en place entre les articulations 19. Cette barre de liaison permet d'entrainer simultanément les 2 articulations 19 permettant un entrainement simultané et aligné des 2 flasques 5 pour le réglage en élévation et des goussets 21 pour le réglage en azimut. La barre de liaison 27 et entrainée en rotation par le réducteur 28 possédant un rapport de réduction compris entre1/110 et 1/200 suivant le modèle retenu. Ce réducteur 28 fixé et centré sur la barre de commande n'assure pas de fonction de résistance de l'unité pivot, sa fonction est d'assurer l'entrainement de la barre, de ce fait l'utilisation d'un réducteur de très faible résistance est possible, ce qui diminue les coûts de la fonction. Le réducteur est fixé dans l'alignement de la barre de commande sur une tôle support 29 elle-même fixée horizontalement sur le tube 14 pour l'axe de réglage en élévation et verticalement sur le tube 14 pour l'axe de réglage en azimut. Ce réducteur est entrainé par le moteur 30 également solidaire de la tôle 29. De manière préférentielle, un flexible de liaison et d'entrainement 31 est mis en place entre le moteur et le réducteur. Ce flexible permet une liberté de positionnement du moteur 30 et permet de compenser tous les désalignements possibles. Dans le cas où l'encombrement le permet, cet ensemble peut être remplacé par un motoréducteur plus compact. Il est à noter que sur l'unité pivot 4 de réglage en azimut l'ensemble réducteur 30, moteur 28, flexible 31 et la tôle 29 pourrait être remplacé par une molette fixée directement sur la barre de liaison 27, dans ce cas le l'unité pivot 4 pour le réglage élévation serait effectué manuellement en fonction des différentes saisons. Ainsi le mode de fonctionnement est le suivant : Le programme de l'électronique (non représenté) positionne par la chaine cinématique décrite ci- dessus chaque jour en début de cycle : - l'unité pivot 4 est orientée sur la butée basse matérialisée par le rivet 20 et la tôle butée 24 cette butée basse correspond à la position la plus verticale possible du panneau. - l'unité pivot 6 est orientée sur la butée latérale matérialisée par les rivets 20 présents sur le flasque fixe 17 et sur le flasque mobile 2. Cette butée latérale correspond à la position présentant le panneau le plus à l'est en début de journée. Ensuite suivant la programmation définie, les 2 unités pivot 4 et 6 sont commandées pour effectuer une rotation partielle, par exemple toutes les heures de la journée de 8 heures le matin à 18 heures le soir par exemple pour permettre un positionnement optimal par rapport au soleil. Une programmation différente peut être envisagée, également une commande directe par un récepteur radio intégré à l'électronique peut permettre de piloter directement les mouvements d'orientation à distance. Bien que l'invention ait été décrite avec un exemple particulier de réalisation, il est bien évident qu'elle n'est nullement limitée et qu'elle comprend tous les éléments techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1) Dispositif pour installation photovoltaïque avec au moins un module photovoltaïque à orienter selon le soleil, comprenant une structure (3,5) supportant le module photovoltaïque, ce module étant monté en rotation sur une unité pivot (4) substantiellement horizontale, elle-même montée en rotation sur une unité pivot (6) sensiblement verticale, caractérisé en ce que chaque extrémité, de chaque unité pivot, est équipée d'un moyen d'entrainement rotatif, les deux moyens d'une même unité pivot étant reliés par une barre de commande motorisée. 2) Dispositif d'orientation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chaque dispositif d'entrainement rotatif est une articulation à mouvement orbital ou concentrique 3) Dispositif d'orientation suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité pivot horizontale est sensiblement identique à l'unité pivot verticale. 4) Dispositif d'orientation suivant l'une quelconque des revendications là 3, caractérisé en ce que le système de motorisation d'une barre de commande est un motoréducteur piloté par une électronique de gestion. 5) Dispositif d'orientation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le système de motorisation d'une barre de commande est un réduçteur relié à un moteur par un flexible, le moteur étant piloté par une électronique de gestion. 6) Dispositif d'orientation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'électronique est directement pilotée par un récepteur radio. 7) Dispositif d'orientation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque moyen d'entrainement rotatif possède des butées permettant de limiter la course du mouvement de rotation. 8) Dispositif d'orientation suivant la revendication 7, caractérisé en ce que, à la fin du cycle de la journée, le système se réinitialise sur les butées permettant une indexation journalière.25