Brevet FR3050888A1 — publié le 20171103

La présente invention concerne un système de support flottant pour un ensemble de panneaux solaires avec au moins un certain nombre de rangées de panneaux solaires disposées l'une à côté de l'autre, comprenant une structure flottante et une structure de support fixée sur cette structure flottante, qui est prévue pour soutenir l'ensemble de panneaux solaires. La présente invention concerne en particulier un système de support flottant qui est prévu en vue d'un placement sur un plan d'eau, comme par exemple un lac, un bassin de rétention ou des réservoirs d'eau potable. La présente invention concerne en outre une installation de panneaux solaires érigée sur de tels systèmes de support flottants. Au cours des dernières années, on a placé un grand nombre d'installations solaires, pour lesquelles une quantité de panneaux solaires (comme par exemple des panneaux photovoltaïques, des réflecteurs, des lentilles ou d'autres moyens optiques) ont été placés sur une structure de support sous-jacente. Les installations solaires actuelles sont le plus souvent des constructions terrestres ou des constructions sur des toits d'habitations privées ou de bâtiments industriels. Toutefois, dans de nombreuses contrées, le terrain est rare et il y a de moins en moins de toits disponibles, ce qui a obligé de rechercher d'autres solutions afin de pouvoir placer des installations 20 solaires. Une des idées est de placer des installations solaires sur l'eau. D'une part parce qu'il y a beaucoup de superficie aquatique disponible et d'autre part parce que le placement de panneaux solaires sur l'eau présente un certain nombre d'avantages, tels qu'un 25 meilleur refroidissement et donc un meilleur rendement électrique. A cet effet, on a élaboré dans le passé plusieurs solutions dans lesquelles il est fait usage d'éléments flottants s'étendant en longueur, sur lesquels une structure de support pour des panneaux solaires est ensuite montée. Un tel système est décrit par exemple dans la publication de brevet américain US 2008/0029148. 30 3050888 - 2 - Il est cependant apparu que les systèmes connus jusqu'à présent pour placer des panneaux solaires sur l'eau ont souvent une structure complexe et sont donc coûteux et en outre sont difficiles à entretenir parce que leurs composants, ou les panneaux solaires eux-mêmes, sont difficilement accessibles. 5 La présente invention a dès lors pour but de procurer un système de support flottant pour des panneaux solaires, qui est simple à construire, qui présente un coût intéressant et dont l'entretien est aisé. 10 Le but de l'invention est atteint en prévoyant un système de support flottant pour un ensemble de panneaux solaires comportant au moins un certain nombre de rangées de panneaux solaires placées l'une à côté de l'autre, comprenant une structure flottante et une structure de support fixée sur cette structure flottante, qui est prévue pour soutenir l'ensemble de panneaux solaires, dans lequel la structure flottante 15 comprend au moins deux profilés flottants s'étendant dans la direction de la longueur, qui forment une passerelle entre les rangées de panneaux solaires. En utilisant des profilés flottants qui d'une part procurent une flottabilité suffisante de sorte que l'ensemble continue à flotter sur l'eau et qui d'autre part créent une passerelle entre les différentes rangées de panneaux solaires placés les uns à côté des autres, on réalise un système de support qui est de construction simple et qui permet en outre que les panneaux (ou d'autres parties) soient aisément accessibles pour des travaux d'entretien et de réparation. Chaque rangée se compose de plusieurs panneaux solaires juxtaposés, les panneaux solaires sont de préférence fixés en position portrait sur la structure de support sous-jacente. L'avantage de la position portrait est que les panneaux sont mieux nettoyés par les précipitations et présentent donc une moindre charge de dépôt de poussières, qui est un inconvénient en termes de rendement. Un avantage additionnel de la position portrait est que la distance entre l'eau et la boîte de diodes du panneau est 3050888 - 3 - plus grande que dans la position paysage, ce qui est bénéfique pour la sécurité électrique et un bon fonctionnement. Il va de soi que les panneaux peuvent aussi être fixés dans la position paysage sur la structure de support. 5 Dans un mode de réalisation préféré du système de support selon la présente invention, lesdits profilés flottants présentent un espace intérieur creux fermé. De préférence, les profilés flottants possèdent une enveloppe à double couche. De préférence, les profilés flottants sont fabriqués en matière plastique, comme par exemple en polyéthylène, en polypropylène ou en chlorure de polyvinyle. Du fait de 10 leur composition, les profilés possèdent la flexibilité nécessaire permettant de prévenir des dégâts pendant l'installation ou l'utilisation. Cette flexibilité assure aussi que la construction peut dans une mesure limitée accompagner la houle de l'eau, de telle manière que celle-ci ne crée pas de contraintes dans la structure. De même, les profilés sont de forme suffisamment stable et sont suffisamment rigides, de telle 15 manière qu'ils ne se déforment guère lorsque l'on marche sur eux. Dans un mode de réalisation particulier préféré, le plan supérieur des profilés flottants forme ladite passerelle et le plan supérieur a une largeur qui se situe entre 10 cm et 80 cm. 20 L'enveloppe en matière plastique à double couche est fabriquée par extrusion simultanée du côté intérieur et du côté extérieur. Les deux couches sont attachées l'une à l'autre par chauffage pendant un processus continu. 25 Dans un mode de réalisation davantage préféré du système de support selon la présente invention, les profilés flottants sont des profilés en forme de caisson. Les profilés flottants ont en particulier un diamètre compris entre 100 et 800 mm et une longueur comprise entre 2 et 15 mètres. Normalement, les profilés ont une section transversale ronde, mais des formes de réalisation alternatives, comme par exemple 30 une section transversale polygonale, sont également possibles. 3050888 4 Selon un mode de réalisation particulier, les profilés flottants sont dotés d'un profil nervuré sur leur côté extérieur. Un tel profil nervuré assure une meilleure prise et une meilleure rigidité du profilé. 5 Dans un mode de réalisation plus particulier du système de support flottant selon l'invention, la structure de support comprend plusieurs profilés de support s'étendant transversalement sur les profilés flottants et plusieurs éléments de soutien fixés sur ces profilés de support, qui sont prévus pour le soutien et le maintien en position 10 inclinée d'un panneau solaire. Les profilés de support sont de préférence fabriqués en aluminium, en acier inoxydable ou sont revêtus de zinc. Dans un mode de réalisation davantage préféré, ils sont fabriqués en aluminium extrudé. Les profilés de support sont de préférence des profilés en U, en H ou en forme de caisson. 15 Les éléments de soutien sont de préférence fabriqués à partir d'un barreau plat plié en aluminium, en acier inoxydable ou en acier galvanisé. On peut choisir des éléments de soutien de différentes longueurs, ce qui permet d'adapter aisément le degré d'inclinaison des panneaux solaires. De plus, les éléments de soutien peuvent être placés de telle manière que les panneaux puissent être montés dans une exécution 20 Est-Ouest sur les profilés flottants. Dans un mode de réalisation avantageux du système de support selon l'invention, la structure de support est reliée aux profilés flottants au moyen d'éléments en étrier. Ces éléments en étrier sont de préférence fabriqués en inox, en acier galvanisé ou en 25 aluminium. Selon un mode de réalisation plus avantageux du système de support selon la présente invention, la structure de support comprend encore des éléments de couplage élastiques, par exemple fabriqués en caoutchouc, pour relier l'un à l'autre 30 plusieurs systèmes de support. Ces éléments de couplage sont fixés dans une 3050888 -5 première direction entre les éléments de mode de réalisation plus avantageux, fixés poutres de panneau. De préférence, on caoutchouc. 5 Dans un mode de réalisation très particulier, le système de support comprend un ou plusieurs élément(s) d'ancrage afin d'ancrer le système de support. De préférence, le système de support est ancré au fond ou contre la rive du plan d'eau sur lequel le système de support flotte. L'ancrage est conçu pour chaque projet mais il se compose 10 principalement d'une série de câbles ou de cordes qui doivent maintenir le système à sa place. On peut également choisir de munir le système d'éléments d'ancrage dits flottants. Ceux-ci se composent d'une toile qui est enroulée en forme de boucle autour d'un ou de plusieurs profilé(s) flottant(s) et qui pend dans l'eau. L'eau qui se trouve entre la toile et la surface de l'eau fait alors office de ballast (ancre) pour le 15 système. De courtes impulsions auxquelles le système est soumis sont ainsi amorties d'une façon très simple. Le système d'ancrage peut en outre être conçu de telle manière que le système flottant entier s'oriente pendant la journée en direction du soleil afin d'obtenir ainsi un rendement plus élevé en raison d'une meilleure irradiation directe. 20 Un autre objet de la présente invention concerne une installation solaire comprenant plusieurs systèmes de support flottants du type décrit ci-dessus reliés l'un à l'autre. Afin de mieux expliquer les propriétés de la présente invention et d'indiquer des 25 avantages et des détails supplémentaires de celle-ci, on présente ci-dessous une description plus détaillée du système de support flottant suivant la présente invention. Il doit être clair qu'aucun élément de la description qui suit ne peut être interprété comme une limitation de la protection de la présente invention réclamée dans les revendications. soutien et dans l'autre direction dans un entre les poutres les plus basses des deux utilise des "Silent" blocs élastiques en 30 3050888 - 6 - Dans cette description, il est fait référence au moyen de repères numériques aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1: est une représentation en perspective d'une partie du système de 5 support flottant selon l'invention; La figure 2: est une représentation du système de support flottant selon l'invention sur lequel on montre que les profilés flottants s'étendant selon la longueur forment une passerelle entre les rangées de panneaux solaires; La figure 3: montre la liaison entre deux systèmes de support selon l'invention, 10 via un élément de couplage élastique; La figure 4: est une représentation en détail de l'élément de couplage élastique; La figure 5: est une représentation en détail d'un premier élément de soutien; La figure 6: est une représentation de deux éléments de soutien sur lesquels il est chaque fois prévu une poutre de panneau et dans laquelle le premier élément 15 de soutien est plus court que le deuxième élément de soutien, de telle manière que le panneau solaire soit monté en position inclinée; La figure 7: montre une installation solaire composée de plusieurs systèmes de support selon l'invention reliés l'un à l'autre; La figure 8: est une représentation en perspective d'un mode de réalisation 20 possible de la structure de support; La figure 9: montre quelques modes de réalisation possibles des profilés flottants; La figure 10: montre un mode de réalisation possible de deux systèmes flottants selon l'invention reliés l'un à l'autre dans un montage Est-Ouest; 25 La figure 11: montre un mode de réalisation alternatif de deux systèmes flottants selon l'invention reliés l'un à l'autre dans un montage Est-Ouest, sans suppression du double profilé flottant central; La figure 12: montre encore un autre mode de réalisation de deux systèmes flottants selon l'invention reliés l'un à l'autre; 3050888 - 7 - La figure 13: montre plusieurs systèmes flottants qui ne sont pas encore couplés l'un à l'autre; La figure 14: est une représentation en perspective d'une installation solaire munie d'ancres flottantes. 5 Le système de support flottant (1) selon la présente invention a été spécifiquement développé afin de pouvoir placer un grand nombre de panneaux solaires (2) sur un plan d'eau, comme par exemple un lac, la mer, un bassin de rétention ou un réservoir d'eau potable. Le placement de panneaux solaires (2) sur l'eau présente notamment 10 plusieurs avantages: la structure peut tourner avec le soleil, l'eau procure un refroidissement pour les panneaux, la réflexion de l'eau assure un rendement plus élevé. Le système de support (1) selon la présente invention comprend une structure 15 flottante et une structure de support (3) fixée sur cette structure flottante, qui est prévue pour le soutien de plusieurs panneaux solaires (2). Les panneaux solaires (2) peuvent être des panneaux photovoltaïques, des réflecteurs, des lentilles ou d'autres moyens optiques. 20 La structure flottante comprend plusieurs profilés flottants (4) s'étendant selon la longueur qui forment une passerelle entre les rangées de panneaux solaires (2). Ce sont les profilés flottants (4) qui d'une part procurent une flottabilité suffisante de telle manière que l'ensemble continue à flotter sur l'eau, et qui d'autre part formeront une passerelle entre les différentes rangées de panneaux solaires juxtaposés (2), 25 comme cela est illustré dans la Figure 2. Les profilés flottants (4) sont fabriqués en matière plastique comme par exemple le polyéthylène, le polypropylène ou le PVC, et présentent un espace intérieur creux qui peut être ou qui est fermé. L'enveloppe des profilés (4) peut éventuellement se 30 composer de plusieurs, de préférence de deux, couches. Du fait de leur composition, 3050888 - 8 - les profilés possèdent la flexibilité nécessaire permettant de prévenir des dégâts pendant l'installation ou l'utilisation. Cette flexibilité permet également que la construction puisse dans une mesure limitée accompagner les mouvements de houle de l'eau, de telle manière que ceux-ci ne créent pas de contraintes dans la structure. 5 De même, les profilés sont de forme suffisamment stable et sont suffisamment rigides, de telle manière qu'ils ne se déforment guère lorsque l'on marche sur eux. Les profilés flottants (4) ont normalement une longueur de 2 à 15 mètres et présentent la plupart du temps une section transversale ronde ou polygonale. Dans la Figure 9, on a montré quelques modes de réalisation possibles. Le diamètre des 10 profilés ou la largeur du plan supérieur doit certes être suffisamment grand(e) (ou large), pour que l'utilisateur puisse circuler sans risque sur les profilés (4). Dans la pratique, le diamètre ou la largeur du plan supérieur est la plupart du temps compris(e) entre 100 et 800 mm. Pour offrir une meilleure prise, les profilés flottants peuvent en outre être dotés sur leur côté extérieur d'un profil nervuré. 15 Comme cela apparaît entre autres par les Figures 1 et 2, la structure de support (3) est constituée de plusieurs profilés de support (5) s'étendant transversalement sur les profilés flottants (4). Ces profilés de support (5) sont de préférence fabriqués en aluminium, en aluminium extrudé, en acier inoxydable ou sont revêtus de zinc. Les 20 profilés de support sont de préférence des profilés en forme de U, en forme de H ou en forme de caisson. Les profilés flottants (4) sont reliés aux profilés de support (5) au moyen d'éléments d'étrier (7). Des éléments de soutien (6) sont montés sur les profilés de support (5), comme on le 25 voit clairement notamment dans les Figures 5, 6 et 8. Ce montage peut être réalisé au moyen d'un assemblage boulonné. Les éléments de soutien (6) sont prévus pour le soutien et le maintien en position inclinée d'un panneau solaire (2). Dans la pratique, on travaille avec deux séries d'éléments de soutien (6), qui sont placés à une certaine distance l'un de l'autre. De cette manière, les éléments de soutien (6) de la première 30 série sont plus courts en longueur que les éléments de soutien de la deuxième série, 3050888 9 de sorte qu'il est possible de régler aisément le degré d'inclinaison des panneaux. Normalement, mais sans y être limité, les panneaux (2) sont placés sous une inclinaison de 12°, 15° ou 18°, en fonction de la localisation (largeur) du projet. 5 Les éléments de soutien (6) sont de préférence fabriqués à partir d'un barreau plat en aluminium, en acier inoxydable ou en acier galvanisé, qui est plié à la forme désirée. Au-dessus des éléments de soutien (6) et dans une direction perpendiculaire aux profilés de support (5) viennent ensuite deux poutres de panneau (9) par rangée de 10 panneaux (2). Ces poutres (9) sont également des profilés fabriqués en aluminium, en acier inoxydable ou en acier galvanisé. Les panneaux (2) sont montés de façon suffisamment étanche l'un à côté de l'autre sur ou dans ces poutres (9). Il faut seulement conserver un peu plus d'espace entre les différents systèmes de support (1) (de telle manière que les panneaux de systèmes de support adjacents ne se heurtent 15 pas l'un contre l'autre à cause de la houle de l'eau). De cette façon, la surface aquatique qui est nécessaire par puissance installée est limitée. Ceci est le contraire de solutions alternatives où tous les panneaux se déplacent mutuellement l'un par rapport à l'autre et où il faut donc prévoir chaque fois plus d'espace. 20 Le système de support (1) selon la présente invention est, comme cela apparaît par la description ci-dessus, constitué de plusieurs composants qui peuvent être aisément assemblés les uns aux autres, ce qui permet de monter et de placer le système en peu de temps. 25 Le système de support flottant (1) selon la présente invention peut parfaitement être considéré comme un système modulaire. A cet effet, il y a, comme on peut le voir clairement dans les Figures 3 et 4, des éléments de couplage (8), qui permettent de relier l'un à l'autre plusieurs systèmes de support (1) construits selon la présente invention. Les éléments de couplage (8) sont de préférence placés à hauteur de 30 l'extrémité d'un profilé de support (5) ou de la poutre de panneau (9). Les Figures 7 3050888 - 10 - et 10 à 13 montrent quelques modes de réalisation possibles d'une installation solaire (11) constituée de plusieurs systèmes de support (1) selon l'invention qui sont (ou peuvent être) couplés l'un à l'autre. Une telle installation peut alors être ancrée à une rive ou au fond au moyen d'un ou de plusieurs éléments d'ancrage (10). L'ancrage 5 peut être différent pour chaque projet, mais il se compose essentiellement d'une série de câbles ou de cordes qui doivent maintenir le système à sa place. On peut également, comme cela est représenté dans la Figure 14, choisir de prévoir sur le système des éléments d'ancrage dits flottants (10). Ceux-ci se composent d'une toile qui est enroulée en forme de boucle autour d'un ou de plusieurs profilés flottants (4) 10 et qui pend dans l'eau. L'eau qui se trouve entre la toile et la surface de l'eau fait alors office de ballast (ancre) pour le système. REVENDICATIONS1. Système de support flottant (1) pour un ensemble de panneaux solaires comportant au moins un certain nombre de rangées de panneaux solaires (2) placées les unes à côté des autres, comprenant une structure flottante et une structure de support (3) fixée sur cette structure flottante, qui est prévue pour soutenir l'ensemble de panneaux solaires, caractérisé en ce que la structure flottante comprend au moins deux profilés flottants (4) s'étendant dans la direction de la longueur, qui forment une passerelle entre les rangées de panneaux solaires (2). 2. Système de support flottant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits profilés flottants (4) présentent un espace intérieur creux fermé. 3. Système de support flottant (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les profilés flottants (4) sont fabriqués en matière plastique. 4. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plan supérieur des profilés flottants (4) forme ladite passerelle et a une largeur qui se situe entre 10 et 80 cm. 5. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profilés flottants (4) sont des profilés en forme de caisson. 6. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profilés flottants (4) ont un diamètre compris entre 100 et 800 mm. 3050888 - 12 - 7. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profilés flottants (4) ont une longueur comprise entre 2 et 15 mètres. 5 8. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profilés flottants (4) sont dotés d'un profil nervuré sur leur côté extérieur. 10 9. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de support (3) comprend plusieurs profilés de support (5) s'étendant transversalement sur les profilés flottants et plusieurs éléments de soutien (6) fixés sur ces profilés de support (5), qui sont prévus pour le soutien et le maintien en position inclinée d'un panneau 15 solaire (2). 10. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de support (3) est reliée aux profilés flottants (4) au moyen d'éléments en étrier (7). 11. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de support (3) comprend encore des éléments de couplage élastiques (8), pour relier l'un à l'autre plusieurs systèmes de support (1). 12. Système de support flottant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de support (1) comprend un ou plusieurs élément(s) d'ancrage (10) afin d'ancrer le système de support (1). 20 25 3050888 -13- 13. Installation solaire comprenant plusieurs systèmes de support flottants selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 reliés les uns aux autres.