Brevet FR3131442A1 — publié le 20230630

Panneau solaire comportant notamment une pluralité de zones de composants électroniques connecté e s entre elles par une pluralité de câbles électriques . La présente invention se rapporte à un panneau solaire (10) comportant : - une embase définissant une face avant et une face arrière (18) ; - une pluralité de cellules photovoltaïques (14) ; - une pluralité de zones de composants électroniques (20A,…,20N) disposées sur la face arrière de l’embase et connectées entre elles par une pluralité de câbles électriques (22), - Une pluralité de dispositifs de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B) destinés à fixer la pluralité de câbles électriques sur la face arrière de l’embase; le panneau (10) étant caractérisé en ce que chaque dispositif de fixation comprend un profilé à section transversale en U, s’étendant selon un axe longitudinal (X), le profilé comportant une semelle plane , un premier flanc latéral et un deuxième flanc latéral sensiblement orthogonaux à la semelle plane , et une ouverture opposée à la semelle plane. Figure pour l’abrégé : Fig. 2. Panneau solaire comportant notamment une pluralité de zones de composants électroniques connectées entre elles par une pluralité de câbles électriques. La présente invention concerne un panneau solaire comportant notamment une pluralité de zones de composants électroniques connectées entre elles par une pluralité de câbles électriques. L’invention trouve notamment son application dans le domaine spatial. Ainsi, le panneau solaire selon l’invention peut être embarqué au bord d’un engin spatial tel qu’un satellite par exemple et constitue une source d’alimentation électrique pour un tel engin. De manière générale, le satellite comporte plusieurs panneaux solaires dont l’ensemble est appelé générateur solaire, qui sont utilisés pour alimenter au moins une partie de dispositifs électriques du satellite. Un panneau solaire comporte généralement une embase qui définit une face avant destinée à être exposée au Soleil, appelée face soleil et une face arrière opposée à la face avant également appelée face nuit. La face avant est pourvue de cellules photovoltaïques qui sont exposées face au Soleil et sont aptes à générer de l’énergie électrique. La face arrière comporte des zones de composants, par exemple électroniques, permettant de récupérer l’énergie électrique générée par les cellules et d’acheminer cette énergie vers les dispositifs électriques du satellite. Les zones de composants électroniques du panneau solaire sont notamment connectées l’une à l’autre par une pluralité de câbles électriques. Les câbles sont généralement isolés électriquement l’un de l’autre par des gaines diélectriques adaptées. Ils sont par ailleurs regroupés en torons, ou collés en nappe sur la surface du panneau avec de points de colles. Le routage de ces câbles sur la face arrière de l’embase se fait naturellement de manière symétrique et identique (on parle d’unicité de méthodologie de câblage). Selon cette méthodologie, les points de colles qui permettent de coller chacun des câbles sur la face arrière du panneau sont alignés voire parfois confondus entre câbles adjacents. Il en va de même pour les points de changement de direction des câbles qui sont également alignés entre câbles adjacents. Ainsi, les câbles sont montés de manière identiques sur le panneau solaire. Pendant la phase opérationnelle de vol, il arrive parfois que des défauts apparaissent dans un ou plusieurs câbles. Ces défauts sont dus notamment à des contraintes de nature mécanique, thermique et/ou à un vieillissement des matériaux dû à l’environnement spatial (dose radiative, UV du soleil, cyclage thermique sur l’orbite) (éventuellement couplées ensembles) qui sont exercés sur les câbles. Il a en outre été remarqué qu’en raison de l’unicité de la méthodologie de câblage de l’art antérieur, les contraintes subies par le panneau se reportait de manière identique sur des câbles voisins et augmentait de ce fait la probabilité de voir apparaitre un défaut identique sur deux câbles adjacents, au même endroit sur ces câbles. Ces défauts fragilisent notamment les gaines des câbles en faisant apparaitre des parties dénudées (craquelures) qui découvrent l’âme en matériau métallique des câbles. On conçoit alors que cela augmente considérablement le risque d’établissement d’un court-circuit, connu également sous le nom d’arc électrique, entre différents câbles électriques adjacents. Un tel arc électrique peut endommager sérieusement, voire détruire, le panneau solaire. Un arc peut apparaitre entre parties dénudées dès lors qu’elles sont mises en contact par un plasma (naturellement conducteur) d’origine, par exemple : une décharge électrostatique ou l’impact d’une micrométéorite au voisinage des parties dénudées. Il a en outre été remarqué que le collage des câbles sur la face arrière du panneau pouvait favoriser les contraintes subies par les câbles. Il en est de même pour d’autres principe de fixation (serrage sur une équerre etc.). La présente invention a pour but de proposer un panneau solaire dans lequel le risque d’établissement d’un arc électrique entre différents câbles est considérablement diminué. À cet effet, l’invention a pour objet un panneau solaire comportant : - une embase étant en contact avec un milieu ambiant et définissant une face avant et une face arrière; - une pluralité de cellules photovoltaïques disposées sur la face avant de l’embase; - une pluralité de zones de composants électroniques disposées sur la face arrière de l’embase et connectées entre elles par une pluralité de câbles électriques sur lesquels des contraintes de nature mécanique, thermique peuvent être exercées, - Une pluralité de dispositifs de fixation destinés à fixer la pluralité de câbles électriques sur la face arrière de l’embase; chaque dispositif de fixation comprend un profilé à section transversale en U, s’étendant selon un axe longitudinal, le profilé comportant une semelle plane, un premier flanc latéral et un deuxième flanc latéral sensiblement orthogonaux à la semelle plane, et une ouverture opposée à la semelle plane. La configuration du dispositif de fixation du panneau selon l’invention, et en particulier la présence des flancs latéraux forme une barrière entre les câbles adjacents et permet d’empêcher que les contraintes subies par le panneau se reporte de manière identique sur des câbles voisins et diminue de ce fait la probabilité de voir apparaitre un défaut identique sur deux câbles adjacents, au même endroit sur ces câbles. Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le panneau comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : Chaque câble électrique est fixé à la face arrière de l’embase au moyen d’au moins un dispositif de fixation, chaque câble électrique étant disposé dans le profilé, entre les flancs latéraux dudit au moins un dispositif de fixation et étant mobile par rapport audit au moins un dispositif de fixation. Chaque dispositif de fixation comprend au moins une portion de retenue conçue pour maintenir le câble électrique dans le profilé. Ladite au moins une portion de retenue est une élongation d’un bord d’un flanc latéral qui s’étend dans l’ouverture du dispositif de fixation. Chaque dispositif de fixation comprend deux portions de retenue. Les dispositifs de fixations sont disposés sur la face arrière de l’embase de sorte à guider les câbles électriques correspondant l’un parallèle à l’autre au moins sur une portion de guidage rectiligne suivant un axe de guidage. Au moins certains des dispositifs de fixation forment un groupe de dispositifs de fixations, les dispositifs de fixation de ce groupe fixant des câbles électriques différents et étant disposés dans la portion de guidage rectiligne en parallèle par rapport à un axe de fixation formant un angle non-nul avec un axe de guidage. Au moins certains des dispositifs de fixation forment un groupe de dispositifs de fixations, les dispositifs de fixation de ce groupe fixant des câbles différents et étant disposés dans la portion de guidage rectiligne en zigzag par rapport à un axe de fixation formant un angle non-nul avec l’axe de guidage. Engin spatial comprenant un panneau solaire tel que précédemment décrit. Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés. La est une vue schématique d’un panneau solaire selon l’invention ; La est une vue de dessous du panneau solaire de la ; La est une vue isométrique d’un dispositif de fixation selon l’invention. La est une vue isométrique de plusieurs dispositifs de fixation selon l’invention. La est une vue en coupe transversale de plusieurs dispositifs de fixation selon l’invention. Panneau solaire (10) comportant : - une embase (12) étant en contact avec un milieu ambiant et définissant une face avant (16) et une face arrière (18) ; - une pluralité de cellules photovoltaïques (14) disposées sur la face avant (16) de l’embase (12) ; - une pluralité de zones de composants électroniques (20A,…,20N) disposées sur la face arrière (18) de l’embase (12) et connectées entre elles par une pluralité de câbles électriques (22) sur lesquels des contraintes de nature mécanique, thermique peuvent être exercées, - Une pluralité de dispositifs de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B, 47A, 47B) destinés à fixer la pluralité de câbles électriques (22) sur la face arrière (18) de l’embase (12); le panneau (10) étant caractérisé en ce que chaque dispositif de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B) comprend un profilé (300) à section transversale en U, s’étendant selon un axe longitudinal (X), le profilé (300) comportant une semelle plane (310), un premier flanc latéral (320) et un deuxième flanc latéral (330) sensiblement orthogonaux à la semelle plane (310), et une ouverture (340) opposée à la semelle plane (310). Panneau solaire (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque câble électrique (22) est fixé à la face arrière (18) de l’embase (12) au moyen d’au moins un dispositif de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B), chaque câble électrique (22) étant disposé dans le profilé (300), entre les flancs latéraux (320, 330) dudit au moins un dispositif de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B) et étant mobile par rapport audit au moins un dispositif de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B). Panneau solaire (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque dispositif de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B ) comprend au moins une portion de retenue (322, 332) conçue pour maintenir le câble électrique (22) dans le profilé (300). Panneau solaire (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite au moins une portion de retenue (322, 332) est une élongation d’un bord d’un flanc latéral (320, 330) qui s’étend dans l’ouverture (310) du dispositif de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B). Panneau solaire (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque dispositif de fixation (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B) comprend deux portions de retenue (322, 332). Panneau solaire (10) selon la revendication 2 caractérisé en ce que les dispositifs de fixations (30A,…,30D, 32A,…,32D, 44A, 44B, 46A, 46B) sont disposés sur la face arrière (18) de l’embase (12) de sorte à guider les câbles électriques (22) correspondant l’un parallèle à l’autre au moins sur une portion de guidage rectiligne (33a, 33b) suivant un axe de guidage (X1, X2). Engin spatial comprenant un panneau solaire (10) selon l’une des revendication précédentes.