Brevet FR3099861A1 — publié le 20210212

Description Titre de l'invention : Système de panneaux photovoltaïques et une centrale photovoltaïque comprenant ledit système Domaine de l'invention [0001] L'invention concerne un système de panneaux photovoltaïques fixés au-dessus d'un support, selon une inclinaison déterminée par rapport au support, ledit système comprenant des poteaux de support fixés sur le support, des câbles suspendus entre les poteaux du support et des moyens de fixation pour fixer des panneaux photovoltaïques aux câbles. [0002] Le système de panneaux photovoltaïques selon l'invention est adapté pour libérer l'espace au-dessous (lesdits panneaux photovoltaïques, ledit espace pouvant de ce fait être utilisé, par exemple, pour des activités agricoles. Etat de la technique [0003] L'utilisation de systèmes comprenant des panneaux photovoltaïques, disposés au- dessus d'un support selon une inclinaison déterminée par rapport audit support, a déjà été divulguée dans l'art antérieur. Plusieurs systèmes de ce type, pourvus de panneaux photovoltaïques, sont actuellement utilisés lors de créations de centrales photovoltaïques adaptées à la production d'électricité. [0004] En règle générale, pour créer une centrale photovoltaïque, des panneaux photo- voltaïques sont fixés sur des structures positionnées sur le sol, lesdits panneaux photovoltaïques demeurant près du sol. Ce type d'installation permet d'accéder aisément aux panneaux photovoltaïques pour leur entretien et leur éventuel remplacement en cas de besoin. [0005] Dans l'art antérieur, des systèmes pourvus de panneaux photovoltaïques sont connus, lesdits panneaux photovoltaïques étant fixés sur une structure, à une distance déterminée par rapport au sol. Ces systèmes présentent l'avantage de libérer la surface du sol et permettre l'utilisation de la surface présente au-dessous desdits panneaux photovoltaïques dans un but autre que la production d'énergie électrique. A titre d'exemple, le fait de positionner des panneaux photovoltaïques au-dessus des parkings destinés aux véhicules est déjà connu dans l'art antérieur. Ceci présente l'avantage de permettre l'utilisation de l'espace pour deux objectifs distincts, d'une part garer les véhicules et, d'autre part produire de l'énergie électrique grâce aux panneaux photovoltaïques installés au-dessus des véhicules. [0006] Les systèmes divulgués dans l'art antérieur présentent des inconvénients. En effet, les structures nécessaires à la fixation des panneaux photovoltaïques à une distance déterminée par rapport au sol sont relativement encombrantes. Ces systèmes utilisent une 2 quantité importante de poteaux nécessaires pour supporter l'installation des panneaux photovoltaïques, ce qui limite les possibilités d'utilisation de l'espace situé au-dessous desdits panneaux. Dans le cas des parkings dédiés aux véhicules, la présence des poteaux est acceptable car ceux-ci délimitent des places individuelles sur lesdits parkings. En revanche, une telle quantité de poteaux représente un inconvénient dans le cas où l'utilisateur souhaite utiliser l'espace situé au-dessous des panneaux photovoltaïques pour des activités agricoles. [0007] Les systèmes utilisant des panneaux photovoltaïques connus dans l'art antérieur présentent un autre inconvénient. En effet, les structures soutenant les panneaux photovoltaïques se situent à une distance déterminée par rapport au sol et ces systèmes sont souvent relativement onéreux. [0008] Pour des raisons d'efficacité et de réduction des coûts, il existe un besoin de proposer de nouvelles solutions permettant de disposer de l'espace situé au-dessous des panneaux photovoltaïques. Un premier objectif de la présente invention consiste à fournir un système pourvu de panneaux photovoltaïques permettant de libérer l'espace situé au-dessous de l'installation desdits panneaux photovoltaïques pour certaines activités comme, par exemple, des activités agricoles. [0009] Un second objectif de la présente invention consiste à fournir un système pourvu de panneaux photovoltaïques dont l'installation engendre des frais relativement maîtrisés. Objet de l'invention [0010] En considération des observations ci-dessus, l'objet de la présente invention concerne un système de panneaux photovoltaïques disposés au-dessus d'un support selon une inclinaison déterminée par rapport au support, le système comprenant des poteaux de support fixés sur ledit support, des câbles suspendus entre les poteaux de support et des moyens de fixation pour fixer les panneaux photovoltaïques aux câbles, lesdits moyens de fixation comprenant des tubes de support assemblés mobiles en rotation par rapport aux câbles, le système comprenant des moyens d'entraînement pour faire tourner les tubes de support par rapport aux câbles afin de modifier l'inclinaison des panneaux photovoltaïques par rapport au support. [0011] Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque tube de support est fixé à un câble au moyen d'un boîtier, ledit boîtier comprenant une première pallie adaptée pour être fixée au câble et une seconde partie adaptée pour être assemblée mobile en rotation par rapport à la première partie du boîtier, la deuxième partie du boîtier fournissant au moins un siège pour l'extrémité du tube de support, le siège étant adapté pour fixer ladite extrémité dudit tube de support à l'intérieur de la deuxième partie du boîtier. [0012] Selon un mode de réalisation de l'invention, le boîtier comprend un mécanisme d'entraînement, tel qu'un moteur électrique, pour permettre à la deuxième partie du 3 boîtier de tourner par rapport à la première partie du boîtier. [0013] Selon un mode de réalisation de l'invention, les panneaux photovoltaïques com- prennent des panneaux photovoltaïques à double face. [0014] Selon un mode de réalisation de l'invention, le système est adapté pour positionner les panneaux photovoltaïques à une hauteur déterminée par rapport au support, la hauteur déterminée étant comprise entre 2 et 10 mètres, de préférence entre 3 et 8 mètres, avec plus de préférence entre 4 et 5 mètres [0015] Selon un mode de réalisation de l'invention, les panneaux photovoltaïques sont fixés sur les tubes de support pour former des rangées de panneaux photovoltaïques, chaque rangée de panneaux photovoltaïques comprenant au moins deux panneaux photovoltaïques. [0016] Selon un mode de réalisation de l'invention, le système comprend un dispositif de contrôle adapté pour contrôler les moyens d'entraînement. [0017] Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle comprend un or- dinateur. [0018] Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de contrôle comprend un module météorologique comprenant au moins un capteur pour collecter des paramètres météorologiques. [0019] Selon un mode de réalisation de l'invention, le système comprend un revêtement adapté pour recouvrir le support au-dessus duquel le système est fixé, le revêtement étant adapté pour augmenter la réflexion du rayonnement solaire sur le support. [0020] Selon un mode de réalisation de l'invention, le système comprend un écran adapté pour recouvrir au moins une partie de la surface délimitée par un ensemble d'au moins deux poteaux de support adjacents. [0021] La présente invention concerne également une centrale photovoltaïque comprenant le système selon l'invention. Brève description des dessins [0022] Les but, objet et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence aux figures dans lesquelles : [0023[ [fig.1] montre un système de panneaux photovoltaïques selon l'invention, installé dans un champ, [0024] [fig.2] représente une vue détaillée d'un poteau de support d'un système de panneaux photovoltaïques selon la figure 1, et [0025] [fig.3] illustre un mode de réalisation d'une fixation d'un tube de support sur un câble à l'aide d'un boîtier. [0026] La figure 1 montre un système de panneaux photovoltaïques 1 selon l'invention. Ledit système de panneaux photovoltaïques 1 est positionné sur le sol 2, dans un champ, ledit sol 2 formant le support dudit système de panneaux photovoltaïques 1. Comme illustré sur la figure 1, le système de panneaux photovoltaïques 1 comprend une pluralité de panneaux photovoltaïques 3 disposés au-dessus du sol 2, selon une inclinaison déterminée par rapport audit sol 2. [0027] Selon l'exemple illustré sur la figure 1, les panneaux photovoltaïques 3 sont po- sitionnés à une distance déterminée par rapport au sol 2 afin de permettre l'utilisation du sol pour une activité agricole. Selon cet exemple, le sol sert à accueillir des troupeaux de bétail pouvant paître librement sous lesdits panneaux photovoltaïques 3. Selon le même exemple, les panneaux photovoltaïques 3 permettent l'utilisation du sol 2 au-dessous des panneaux photovoltaïques car ils sont positionnés à une distance déterminée par rapport au sol 2, ladite distance étant comprise entre 2 et 10 mètres, de préférence entre 3 et 8 mètres, avec plus de préférence entre 4 et 5 mètres. Les panneaux photovoltaïques 3 étant positionnés au-dessus du sol 2 selon une telle distance, cela permet une libre circulation des agriculteurs et de leurs machines agricoles ainsi que le travail de la terre au-dessous desdits panneaux photovoltaïques 3. [0028] Il est évidemment possible d'envisager d'autres utilisations agricoles. En effet, à titre d'exemple, l'espace disponible sous les panneaux photovoltaïques 3 peut être utilisé pour la culture de toute végétation, par exemple des arbres fruitiers, des légumes ou encore des fleurs. [0029] La présence des panneaux photovoltaïques 3 permet aux agriculteurs de considérer l'utilisation du sol 2 comme une première source de revenus. Le système pourvu de panneaux photovoltaïques 3 permet aux agriculteurs de disposer d'une deuxième source de revenus grâce à la production de l'énergie électrique générés par ledit système 1. En effet, Les agriculteurs peuvent louer leur(s) terrain(s) à un opérateur de centrales photovoltaïques comprenant des systèmes 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 selon l'invention. [0030] Un aspect important de l'invention réside dans la présence des panneaux photo- voltaïques 3 situés au-dessus du sol 2 qui offre aux agriculteurs la possibilité d'optimiser l'utilisation dudit sol 2. A titre d'exemple, la présence des panneaux photovoltaïques 3 peut créer des zones ombragées permettant de protéger la végétation cultivée au-dessous desdits panneaux photovoltaïques 3. Ces zones ombragées assurent non seulement la protection contre un rayonnement direct du soleil mais également contre de fortes précipitations, sous forme de grêle par exemple. L'inclinaison des panneaux photovoltaïques 3 permet d'ajuster la quantité de rayonnement solaire sur la végétation en culture au-dessous desdits panneaux photovoltaïques 3 donc de réguler le degré de la protection assurée par lesdits panneaux photovoltaïques 3. [0031] Par ailleurs, la présence d'un système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 selon l'invention permet aux agriculteurs d'assurer, au-dessous desdits panneaux photo- voltaïques 3, des conditions de culture agricole optimales. En effet, à titre d'exemple, un système d'arrosage et/ou de brumisation peut être intégré au sein du système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3, permettant ainsi à la végétation ou aux cultures agricoles de recevoir un arrosage et/ou une brumisation adaptés. La présence des panneaux photovoltaïques 3 permet d'éviter une évaporation trop rapide de l'eau ainsi dirigée vers le sol 2. [0032] Pour compléter l'utilisation du système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 selon l'invention, et ce à des fins agricoles, il est possible d'intégrer, aux extrémités dudit système 1, un écran adapté pour recouvrir au moins une partie de la surface délimitée par l'ensemble des poteaux 4 formant le support du système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3. Un écran de ce type (non montré sur la figure 1), peut être fourni sous la forme de filets. Le but de l'utilisation d'un tel écran consiste à renforcer l'effet de serre obtenu avec le système 1. Une autre alternative d'écran peut être réalisée en plantant des arbres de densité optimale, obturant ainsi au moins une partie de l'espace situé entre les poteaux 4. Le périmètre du système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 selon la figure 1 peut, par exemple, être partiellement fermé grâce à des plantations de conifères. [0033] Le système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 peut s'avérer utile pour récupérer et réutiliser de l'eau de pluie en l'équipant de gouttières (non montrées sur la figure 1) adaptées pour collecter et amener ladite eau de pluie vers des points de récolte telle qu'une citerne. L'eau de pluie ainsi récoltée et stockée dans ladite citerne pourrait alimenter des systèmes d'arrosage et assurer ainsi l'arrosage de la végétation ou des cultures présentes sous les panneaux photovoltaïques 3. Un tel système d'arrosage pourrait se présenter sous la forme d'un goutte-à-goutte au pied desdites cultures. [0034] La figure 2 montre une vue détaillée du système 1 pourvu de panneaux photo- voltaïques 3 selon la figure 1, et notamment la fixation (lesdits panneaux photovoltaïques 3 à une distance déterminée par rapport au sol 2. [0035] Le système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 comprend tout d'abord des poteaux de support 4 fixés sur le sol 2. La figure 2 représente uniquement la partie du poteau de support 4 qui sort du sol 2. Le poteau 4 est pourvu d'un ancrage dans le sol 2, par exemple en forme d'un poids mort tel qu'un bloc de béton. Le poteau de support 4 peut être réalisé dans tout matériau adapté, tel que de l'acier, de l'aluminium ou un matériau composite. [0036] En référence aux figures 1 et 2, l'on peut constater que des câbles 5 sont suspendus entre deux poteaux de support opposés. Les câbles 5 sont utilisés pour fixer des panneaux photovoltaïques 3. Pour compléter l'installation, le système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 est pourvu de câbles additionnels 6, fixés à la hauteur des 6 câbles 5 et prévus pour éviter une déformation des poteaux de support 4 lors de l'utilisation du système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3. [0037] Comme illustré sur la figure 2, les panneaux photovoltaïques 3 sont fixés à l'aide de tuhes de support 7 eux-mêmes fixés sur les câbles 5. Les panneaux photovoltaïques 3 sont fixés sur les tuhes de support 7 afin de former des rangées de panneaux photovoltaïques 3. Selon l'exemple illustré sur la figure 2, une rangée de panneaux photovoltaïques 3 comprend 10 panneaux photovoltaïques 3. Une telle rangée peut comporter toute autre quantité de panneaux photovoltaïques 3, et ce en fonction des besoins. [0038] Les tubes de support 7 sont fixés sur les câbles 5 à l'aide de boîtiers 8. Un mode de réalisation d'un tel boîtier est montré sur la figure 3. La figure 3 représente un exemple d'un boîtier 8 permettant de fixer un tube de support 7 sur le câble 5. Bien évidemment, l'exemple illustré sur la figure 3 n'est pas limitatif, d'autres types de boîtiers sont donc envisageables. Le boîtier 8 comprend une première partie 81 fixée sur le câble 5 à l'aide d'un élément de fixation 11 et ne peut effectuer aucun mouvement par rapport audit câble 5. A l'intérieur de la première partie 81, le boîtier 8 comprend une deuxième partie 82 pouvant effectuer une rotation par rapport à ladite première partie 81. Un premier roulement à billes 12 et un deuxième roulement à billes 13, présents entre la première partie 81 et la deuxième partie 82 du boîtier 8, permettent ladite rotation de la deuxième partie 82 par rapport à la première partie 81 du boîtier 8. Le boîtier 8 comprend un moteur électrique 14 en forme de tube dont le corps 15 est fixé à l'intérieur de la première partie 81 du boîtier 8. Le moteur électrique 14 comprend une tête 16 capable d'effectuer une rotation par rapport au corps 15 dudit moteur électrique 14 et fixée à l'intérieur de la deuxième partie 82 du boîtier 8. Comme illustré sur la figure 3, la deuxième partie 82 du boîtier 8 forme un « siège » pour l'extrémité d'un tube de support 7. Avec le boîtier 8 tel que montré sur la figure 3, le tube de support 7 est capable d'effectuer un mouvement rotatif sur lui-même par rapport au câble 5 à l'aide du moteur électrique 14. [0039] La fixation des tubes de support 7 sur les câbles 5 est adaptée pour permettre auxdits tubes de support 7 d'être mobiles en rotation par rapport auxdits câbles 5. Le fait que les panneaux photovoltaïques 3 soient fixés sur les câbles 5 à l'aide des tubes de support 7, eux-mêmes mobiles en rotation par rapport auxdits câbles 5, permet de modifier l'inclinaison desdits panneaux photovoltaïques 3 par rapport au sol 2 grâce à la rotation des tubes de support 7 pal- rapport aux câbles 5. [0040] Pour permettre aux tubes de support 7 d'effectuer une rotation par rapport aux câbles 5, le système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 est tout d'abord pourvu de moyens d'entraînement. Lesdits moyens d'entraînement sont, par exemple, pourvus de moteurs électriques présents à l'intérieur des tubes de support 7 et sont connectés à un 7 dispositif de contrôle adapté pour contrôler lesdits moyens d'entraînement et modifier l'inclinaison des panneaux photovoltaïques 3 par rapport au sol 2 si besoin et de façon optimale. Cela signifie que les panneaux photovoltaïques 3 peuvent être orientés, par exemple au cours de la journée, afin d'optimiser leur rendement et augmenter la production d'énergie électrique. [0041] De préférence, le dispositif de contrôle du système 1 pourvu de panneaux photo- voltaïques 3 selon l'invention comprend un ordinateur. L'ordinateur permet de recevoir des instructions visant à manipuler les tubes de support 7, optimisant ainsi l'inclinaison des panneaux photovoltaïques 3 en prenant en considération la position du soleil en fonction de la saison dans l'année et de l'heure dans la journée. De plus, le dispositif de contrôle peut être complété à l'aide d'un module météorologique muni d'au moins un capteur capable de collecter des paramètres météorologiques. Un module de cc type peut transmettre des données météorologiques à l'ordinateur afin de définir des positions optimales pour les panneaux photovoltaïques 3, par exemple des données relatives aux prévisions de précipitations, d'humidité de l'air, d'exposition solaire, etc. [0042] Les panneaux photovoltaïques 3 peuvent être réalisés en « double-face » afin d'augmenter leur rendement, leur première face pouvant être orientée essentiellement en direction du soleil et leur deuxième face pouvant être orientée à l'opposé. L'utilisation de ce type de panneaux photovoltaïques 3 « double-face » permet d'augmenter d'environ 15 % le rendement du système 1 pourvu de ce type de panneaux photovoltaïques 3. [0043] Afin d'augmenter la production d'énergie électrique avec les panneaux photo- voltaïques « double face » 3, le sol 2 peut être revêtu d'un matériau permettant d'augmenter la réflexion du rayonnement solaire. [0044] Selon l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, un revêtement de ce type peut être réalisé avec des fleurs à pétales blanches, des cailloux de couleur blanche, des abreuvoirs remplis d'eau pour le bétail ou des réservoirs pour stocker de l'eau de pluie, ouverts pour profiter de la réflexion du soleil sur la surface de l'eau. Bien évidemment, d'autres types de revêtements sont disponibles pour augmenter la réflexion du rayonnement solaire sur le sol 2. [0045] En faisant référence aux figures 1 et 2, il convient de constater que le système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 est adapté pour recouvrir une surface relativement étendue avec une quantité réduite d'obstacles présents sur le sol 2. Entre les poteaux de support 4 opposés, les câbles fournissent une longue portée pour fixer des tubes de support 7. Il est possible de suspendre des câbles 5 sur une distance d'environ 50 mètres. Une pluralité de poteaux de support 4 peuvent être positionnés les uns à côté des autres afin de former une longueur d'environ 200 mètres pour le système 1 8 pourvu de panneaux photovoltaïques 3. Ainsi, un système 1 pourvu de panneaux photovoltaïques 3 représente une surface d'environ un hectare et forme un module. Un ou plusieurs modules de ce type peuvent être utilisés pour réaliser une centrale photovoltaïque complète. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] REVENDICATIONSSystème de panneaux photovoltaïques (1) disposés au-dessus d'un support (2) selon unc inclinaison déterminée par rapport au support (2), le système (1) comprenant des poteaux de support (4) fixés sur ledit support (2), des câbles (5) suspendus entre les poteaux de support (4) et des moyens de fixation pour fixer les panneaux photovoltaïques (3) aux câbles (5), lesdits moyens de fixation comprenant des tubes de support (7) assemblés mobiles en rotation par rapport aux câbles (5), le système (1) comprenant des moyens d'entraînement pour faire tourner les tubes de support (7) par rapport aux câbles (5) afin de modifier l'inclinaison des panneaux photovoltaïques (3) par rapport au support (2). Système (1) selon la revendication 1, dans lequel chaque tube de support (7) est fixé à un câble (5) au moyen d'un boîtier (8), ledit boîtier (8) comprenant une première partie (81) adaptée pour être fixée au câble (5) et une seconde partie (82) adaptée pour être assemblée mobile en rotation par rapport à la première partie (81) du boîtier (8), la deuxième partie (82) du boîtier (8) fournissant au moins un siège pour l'extrémité du tube de support (7), le siège étant adapté pour fixer ladite extrémité dudit tube de support (7) à l'intérieur de la deuxième partie (82) du boîtier (8). Système (1) selon la revendication 2, dans lequel le boîtier (8) comprend un mécanisme d'entraînement, tel qu'un moteur électrique, pour permettre à la deuxième pallie (82) du boîtier (8) de tourner par rapport à la première partie (81) du boîtier (8). Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les panneaux photovoltaïques (3) comprennent des panneaux photovoltaïques (3) à double face. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système (1) est adapté pour positionner les panneaux photovoltaïques (3) à une hauteur déterminée par rapport au support (2), la hauteur déterminée étant comprise entre 2 et. 10 mètres, de préférence entre 3 et 8 mètres, avec plus de préférence entre 4 et 5 mètres. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les panneaux photovoltaïques (3) sont fixés sur les tubes de support (7) pour former des rangées de panneaux photovoltaïques (3), chaque rangée de panneaux photovoltaïques (3) comprenant au moins deux panneaux photovoltaïques (3). 10 [Revendication 7] Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système (1) comprend un dispositif de contrôle adapté pour contrôler les moyens d'entraînement. [Revendication 8] Système (1) selon la revendication 7, le dispositif de contrôle comprenant un ordinateur. [Revendication 9] Système (1) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le dispositif de contrôle comprend un module météorologique comprenant au moins un capteur pour collecter des paramètres météorologiques. [Revendication 10] Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système comprend un revêtement adapté pour recouvrir le support au-dessus duquel le système est fixé, le revêtement étant adapté pour augmenter la réflexion du rayonnement solaire sur le support. [Revendication 11] Système (1) selon l'une des revendications précédentes, le système comprenant un écran adapté pour recouvrir au moins une partie de la surface délimitée par un ensemble d'au moins deux poteaux de support adjacents. [Revendication 12] Centrale photovoltaïque comprenant le système (1) selon rune des re- vendications précédentes.