Brevet FR3033461A1 — publié le 20160909

Contexte technique L'invention porte sur un panneau solaire photovoltaïque pour la constitution d'une surface photovoltaïque constituée de la juxtaposition de plusieurs panneaux similaires, utilisés comme tuiles élémentaires. Ainsi, on parle classiquement de tuiles photovoltaïques. On connaît de telles tuiles, par exemple du document W02011004092, qui décrit une tuile rectangulaire qui dispose de bords de chevauchement par emboitement sur ses petits côtés et sur ses grands côtés. De plus, une connexion électrique d'une tuile à la tuile voisine, pour les connecter en série ou en parallèle, est effectuée par des connecteurs électriques qui s'emboitent quand les bords de chevauchement sont positionnés pour eux-mêmes s'assembler par emboîtement. On connaît aussi du document W000/30184 une tuile photovoltaïque dans laquelle on utilise du caoutchouc pour fermer le panneau qui est en deux parties. On connaît aussi du document US 2006/0266406 une tuile photovoltaïque dont le corps est en élastomère. Néanmoins, ces documents n'abordent pas un problème qui se manifeste quand la surface photovoltaïque est soumise à une montée en température ou à des écarts en température, pendant l'utilisation de la surface pour la production d'électricité. Certaines structures voient alors des pertes de contact électrique entre tuiles adjacentes, du fait des déformations qui se produisent sous la chaleur, causées notamment par la dilatation différentielle subie par les divers matériaux des tuiles. Définition de l'invention Pour résoudre ce problème, il est ici proposé un panneau solaire photovoltaïque pour la constitution d'une surface photovoltaïque constituée de la juxtaposition d'une pluralité de tels panneaux solaires photovoltaïques juxtaposés, ledit panneau comprenant un corps en matériau rigide, un premier moyen de connexion électrique et un deuxième moyen de connexion 3033461 2 électrique, le premier moyen de connexion électrique étant configuré pour connecter électriquement ledit panneau à un panneau adjacent parmi lesdits panneaux juxtaposés via le deuxième moyen de connexion électrique dudit panneau adjacent, par engagement réciproque des premier et deuxième 5 moyens de connexion électrique conduisant à une solidarisation du corps du panneau avec le corps du panneau adjacent et à un contact entre contacteurs électriques des premier et deuxième moyens de connexion électrique, caractérisé en ce que le premier moyen de connexion électrique comprend un élément d'interposition en matière élastomère qui, interposé entre le corps 10 du panneau et le corps du panneau adjacent, participe à ladite solidarisation au cours de la pose de la pluralité de panneaux et au cours de leur utilisation, et absorbe, au cours de l'utilisation des panneaux pour produire de l'électricité photovoltaïque, des mouvements relatifs causés par une dilatation thermique différentielle d'éléments de la pluralité de panneaux. 15 L'invention peut présenter de plus certaines des caractéristiques suivantes, avantageuses : - l'engagement réciproque des premier et deuxième moyens de connexion électrique peut se faire dans une direction transversale au plan moyen du panneau, 20 - l'élément d'interposition peut avoir une forme générale oblongue dans le plan moyen du panneau, allongée parallèlement à un bord du panneau, - l'élément d'interposition peut être en caoutchouc ou en hytrel (marque déposée), ou tout autre matériau élastomère, synthétique 25 ou naturel, - l'élément d'interposition peut comprendre deux passages pour laisser passer chacun un contacteur électrique pour établir la connexion électrique entre le panneau et le panneau adjacent, - l'élément d'interposition peut comprendre au moins un cylindre 30 femelle coopérant avec un cylindre mâle en matériau rigide du deuxième moyen de connexion électrique, formé dans le corps du panneau, 3033461 3 - les premier et deuxième moyens de connexion électrique peuvent définir une unique zone de connexion électrique localisée sur une portion d'un bord allongé du panneau, - les premier et deuxième moyens de connexion électrique peuvent 5 définir une zone de connexion électrique sur les petits côtés des panneaux, ceux-ci étant rectangulaires, - l'engagement réciproque peut se faire dans une direction perpendiculaire à une surface pour appui du panneau adjacent sur le panneau, ladite surface pour appui étant oblique par rapport à la 10 surface inférieure du panneau, et à la surface supérieure du panneau, - une surface photovoltaïque du panneau peut être plane ou ondulée. Le panneau peut de plus comprendre un convertisseur de courant 15 continu en courant alternatif intégré, ou à l'inverse, fournir à ses bornes un courant continu. Le corps peut comprendre une coque en deux parties renfermant des moyens d'isolation thermique et de gestion de l'énergie électrique. Liste des figures 20 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : 25 - La figure 1 présente une vue générale d'une tuile selon un mode de réalisation de l'invention. - La figure 2 présente une vue de détail de la fabrication de la tuile de la figure 1. - La figure 3 (figure 3A et figure 3B) présente la géométrie précise 30 d'un élément de la tuile de la figure 1. - La figure 4 présente une vue de coupe de la mise en place de l'élément de la figure 3. 3033461 4 - La figure 5 présente, dans la même coupe, deux tuiles connectées l'une à l'autre. Description d'un mode de réalisation En référence à la figure 1, une tuile photovoltaïque 100 est 5 représentée. Elle a une forme générale rectangulaire, parallèlement à un plan de pose sur lequel elle est configurée pour être posée. Sur une face supérieure de la tuile 100, est présente une surface photovoltaïque 110. Sur la surface opposée (inférieure) de la tuile photovoltaïque 100 est présente une surface de pose 115, définissant le plan de pose, pour la mise en place sur 10 une structure telle que la charpente d'un toit. La tuile photovoltaïque dispose d'un premier bord de recouvrement sur grand côté 120 et d'un deuxième bord de recouvrement sur grand côté 130, opposé au premier bord 120. La tuile dispose de plus d'un premier bord de recouvrement sur petit côté 140 et d'un deuxième bord de recouvrement sur petit côté 150 opposé au premier bord 15 140. Les premier et deuxième bords 120 et 130 permettent l'assemblage de tuiles selon une rangée de tuiles s'étendant parallèlement au petit côté de la tuile 100, par imbrication de formes d'imbrication présentes sur la surface inférieure du premier bord 120, dans des formes d'imbrication présentes sur la 20 face supérieure du deuxième bord 130. Les premier et deuxième bords 140 et 150 permettent, quant à eux, la juxtaposition de tuiles photovoltaïques 100 identiques selon une direction d'alignement parallèle au grand côté de la tuile 100, par imbrication d'une forme d'imbrication présente sur la face inférieure du deuxième bord 150 dans 25 une forme d'imbrication présente sur la face supérieure du premier bord 140. Ainsi, on est en mesure de mettre en place une juxtaposition de tuiles photovoltaïques similaires selon deux directions de développement perpendiculaires l'une à l'autre, constituant ainsi une surface photovoltaïque constituée de tuiles élémentaires. 30 Le premier bord de recouvrement sur petit côté 140 comprend, sur sa surface supérieure, un premier connecteur électrique 160 non loin d'un coin de la tuile 100 et du bord de recouvrement sur grand côté 130. Celui-ci est entouré d'une surface d'appui 180 s'étendant sur toute la longueur du petit 3033461 5 côté servant à l'appui d'une tuile photovoltaïque adjacente sur la tuile photovoltaïque 100. Le deuxième bord de recouvrement sur petit côté 150 comprend une surface d'appui opposée à la surface d'appui 180. Cette surface d'appui opposée présente, à une hauteur correspondant à la hauteur 5 du premier connecteur électrique 160, un deuxième connecteur électrique 170 (non visible, mais que l'on voit en figure 5), destiné à interagir avec le premier connecteur électrique 160 lors de la mise en place de deux tuiles photovoltaïques 100 juxtaposées dans la direction d'alignement parallèle au grand côté. 10 Les premier et deuxième moyens de connexion électrique 160 et 170 définissent une unique zone de connexion électrique localisée sur une portion du premier bord de recouvrement sur petit côté 140 et sur une portion correspondante du deuxième bord de recouvrement sur petit côté 150. Le corps de la tuile comprend une coque en deux parties, 15 éventuellement réalisée en matériaux composites organiques rigides, et renfermant, dans certains de mode de réalisation, des moyens d'isolation thermique, et éventuellement de gestion et d'optimisation de l'énergie électrique produite, tels qu'un convertisseur de courant continu en courant alternatif intégré ou des moyens de commande et de maintenance à distance 20 de la tuile. En figure 2, on a représenté une vue de l'assemblage du premier connecteur électrique 160. On reconnaît la surface d'appui 180, qui est traversée par une ouverture 190 de forme oblongue, allongée parallèlement au petit côté de la tuile photovoltaïque 100. L'ouverture 190 permet la mise en 25 place d'un élément d'interposition et de connexion 200 en caoutchouc, ou en un autre matériau élastomère, ou un autre matériau flexible élastique, par exemple un matériau synthétique, ou encore un matériau naturel. L'Hytrel est également utilisé dans un mode de réalisation particulier, pour ses propriétés à la fois élastomère et thermoplastique. On choisira un grade d'Hytrel adapté 30 en fonction des variations de température attendues, ainsi que des contraintes mécaniques. 3033461 6 Dans la vue de la figure 2, on a représenté l'élément d'interposition et de connexion 200 lors de sa mise en place, au droit de l'ouverture 190 à distance de celle-ci, au-dessus de la surface d'appui 180. L'élément d'interposition et de connexion 200 a également une forme 5 générale oblongue dans un plan parallèle à la surface d'appui 180 et des dimensions permettant sa mise en place dans l'ouverture 190, par encastrement. Plus précisément, la circonférence de l'élément d'interposition et de connexion 200 porte une gorge qui, au cours de la mise en place dans l'ouverture 190, reçoit une nervure du corps de la tuile photovoltaïque 100, 10 pour la solidarisation de l'élément d'interposition et de connexion 200 au corps de la tuile photovoltaïque 100. En figure 3 (figure 3A et figure 3B), on a représenté plus en détail la géométrie de l'élément d'interposition et de connexion 200. Celui-ci comporte d'un côté du plan de la forme oblongue une embouchure 210 ouverte. De 15 l'autre côté du plan de la forme oblongue, un fond inférieur 220 est présent, essentiellement plein. Sur la circonférence de la forme oblongue, parallèlement au plan de celle-ci, une gorge 260 fait le tour de l'élément d'interposition et de connexion 200. De plus, deux cylindres d'encastrement 230 et 240, alignés parallèlement à la direction d'allongement de la forme 20 oblongue sont présents dans le volume intérieur de l'élément d'interposition et de connexion 200. Ils sont fixés sur le fond inférieur 220, ont une génératrice perpendiculaire au plan de la forme oblongue, et ont une embouchure ouverte du côté de l'embouchure supérieure large 210. A l'opposé de leur embouchure ouverte, ces cylindres d'encastrement 230 et 240 présentent des 25 passages étroits pour contacteurs électriques 235 et 245. Les cylindres 230 et 240 sont par exemple des cylindres de révolution, et les passages 235 et 245 sont constitués par des ouvertures circulaires au centre d'une surface fermée constituant une section droite des cylindres 230 et 240. 30 En figure 4, on a représenté, en vue de coupe, le positionnement de l'élément d'interposition et de connexion 200 dans le corps de la tuile photovoltaïque 100. Sur cette figure, on voit la nervure de fixation 195 qui est introduite dans la gorge de fixation 260 de l'élément d'interposition et de 3033461 7 connexion 200. Les embouchures ouvertes des cylindres d'encastrement 230 et 240 sont disposées du côté de la surface photovoltaïque 110, alors que les passages pour contacteurs électriques 235 et 245 sont mis en place du côté de la surface de pose 115. 5 On voit sur cette figure que la surface d'appui 180 est penchée par rapport aux surfaces supérieures et inférieures de la tuile, ici la surface de pose 115 et la surface photovoltaïque 110. La surface d'appui 130 se rapproche, vue dans la coupe de la figure, de la surface de pose 115 à l'approche du deuxième bord de recouvrement sur grand côté 130, et en 10 s'éloignant du premier bord de recouvrement sur grand côté 120. La figure 5 représente une vue de détail, en coupe, d'un ensemble de deux tuiles connectées l'une à l'autre en utilisant les premier connecteur électrique 160 et deuxième connecteur électrique 170. La vue est présentée dans le même plan de coupe que la figure 4. Les références utilisées pour la 15 deuxième tuile photovoltaïque correspondent aux références utilisées pour la première tuile photovoltaïque, incrémentées de 1000. Le deuxième connecteur 1170 comprend deux cylindres d'encastrement 1172 et 1174 formés dans la matière du corps de la tuile photovoltaïque 1100. Ces deux cylindres d'encastrement 1172 et 1174 20 s'imbriquent à l'intérieur des cylindres d'encastrement 230 et 240 de l'élément d'interposition et de connexion 200. La surface d'appui opposée 1185 de la deuxième tuile photovoltaïque 1100 est en contact avec la surface d'appui 180 de la première tuile photovoltaïque 100. 25 La connexion électrique se fait par des contacteurs électriques non représentés, mis en contact grâce à l'imbrication des cylindres d'encastrement 230 et 240 d'un côté et 1172 et 1174 de l'autre. Deux contacts électriques distincts sont établis, l'un à l'aide des cylindres d'encastrement 230 et 1172, et l'autre à l'aide des cylindres d'encastrement 240 et 1174. Les cylindres 230 et 30 240 sont des cylindres femelles coopérant avec les cylindres mâles 1172 et 1174 en matériau rigide formés dans le corps du panneau. 3033461 8 Les passages 235 et 245 de l'élément d'interposition et de connexion 200 laissent passer chacun un contacteur électrique pour établir la connexion électrique entre le panneau et le panneau adjacent. Plus généralement, les premier et deuxième moyens de connexion 5 électrique 160 et 170 sont engagés réciproquement l'un vis-à-vis de l'autre, et cet engagement est effectué dans une direction perpendiculaire à la surface d'appui 180 et donc transversale au plan moyen de la tuile 100, ou à son plan de pose. L'élément d'interposition et de connexion 200 est ainsi interposé entre 10 le corps de la tuile et le corps de la tuile adjacente, participe à la solidarisation des deux tuiles tout en absorbant, au cours de l'utilisation des tuiles pour produire de l'électricité photovoltaïque, des mouvements relatifs causés par une dilatation thermique différentielle d'éléments de tuiles. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté mais 15 s'étend à toutes les variantes dans le cadre de la portée des revendications. On précise en particulier que la surface photovoltaïque 110 du panneau peut être, non pas plane mais ondulée, sans pour autant que cela modifie les principes de connexion mécanique et électrique sur les bords de la tuile. REVENDICATIONS1. Panneau solaire photovoltaïque (100) pour la constitution d'une surface photovoltaïque constituée de la juxtaposition d'une pluralité de tels panneaux solaires photovoltaïques (100) juxtaposés, ledit panneau comprenant un corps en matériau rigide, un premier moyen de connexion électrique (160) et un deuxième moyen de connexion électrique (170), le premier moyen de connexion électrique (160) étant configuré pour connecter électriquement ledit panneau (100) à un panneau adjacent parmi lesdits panneaux juxtaposés via le deuxième moyen de connexion électrique (170) dudit panneau adjacent, par engagement réciproque des premier et deuxième moyens de connexion électrique (160, 1170) conduisant à une solidarisation du corps du panneau avec le corps du panneau adjacent et à un contact entre contacteurs électriques des premier et deuxième moyens de connexion électrique, caractérisé en ce que le premier moyen de connexion électrique (160) comprend un élément d'interposition (200) en matière élastomère, synthétique ou naturel, qui, interposé entre le corps du panneau et le corps du panneau adjacent, participe à ladite solidarisation de la pluralité de panneaux et absorbe, au cours de l'utilisation des panneaux pour produire de l'électricité photovoltaïque, des mouvements relatifs causés par une dilatation thermique différentielle d'éléments de la pluralité de panneaux. 2. Panneau solaire photovoltaïque selon la revendication 1, dans lequel l'engagement réciproque des premier et deuxième moyens de connexion électrique (160, 170) se fait dans une direction transversale au plan moyen du panneau. 3. Panneau solaire photovoltaïque selon la revendication 2, dans lequel l'élément d'interposition (200) a une forme générale oblongue dans le plan moyen du panneau, allongée parallèlement à un bord (140) du panneau. 4. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément d'interposition en matière élastomère (200) est en caoutchouc ou en Hytrel. 3033461 10 5. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément d'interposition (200) comprend deux passages pour laisser passer chacun un contacteur électrique pour établir la connexion électrique entre le panneau et le panneau adjacent. 5 6. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'élément d'interposition (200) comprend au moins un cylindre femelle (230, 240) coopérant avec un cylindre mâle (1172, 1174) en matériau rigide du deuxième moyen de connexion électrique (170), formé dans le corps du panneau. 10 7. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les premier et deuxième moyens de connexion électrique (160, 170) définissent une unique zone de connexion électrique localisée sur une portion d'un bord allongé (140) du panneau. 8. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 15 à 7, dans lequel les premier et deuxième moyens de connexion électrique (160, 170) définissent une zone de connexion électrique sur les petits côtés (140, 150) des panneaux, ceux-ci étant rectangulaires. 9. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'engagement réciproque se fait dans une direction 20 perpendiculaire à une surface (180) pour appui du panneau adjacent sur le panneau, ladite surface (180) pour appui étant oblique par rapport à la surface inférieure (115) du panneau, et à la surface supérieure (110) du panneau. 10. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel une surface photovoltaïque (110) du panneau est plane ou 25 ondulée. 11. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant un convertisseur de courant continu en courant alternatif intégré, ou fournissant à ses bornes un courant continu. 12. Panneau solaire photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 3 0 11, dans lequel le corps comprend une coque en deux parties renfermant des moyens d'isolation thermique et de gestion de l'énergie électrique.