Brevet FR3046510A1 (20170707)
REVENDICATIONS1. Procédé de pilotage de l'orientation (0) d'un module solaire (1) comprenant : - un suiveur solaire (2) mono-axe orientable autour d'un axe de rotation (A) pour une orientation du module solaire (1) permettant de suivre le soleil (SO) lors de son élévation et de sa descente d'est en ouest ; et - un dispositif photovoltaïque (3) supporté par ledit suiveur solaire (2) et présentant une face supérieure (31) photo-active faisant face au ciel et munie de cellules photovoltaïques et une face inférieure (32) photo-active faisant face au sol (SOL) et munie de cellules photovoltaïques ; ledit procédé comprenant les étapes successives suivantes : - mesure d'une répartition de la luminance solaire dite incidente issue du rayonnement solaire dit incident (Rdir, Rdif) qui provient du ciel et qui est propre à atteindre la face supérieure (31) du dispositif photovoltaïque (3), ladite répartition de la luminance solaire incidente étant établie selon plusieurs angles d'élévation (eSi) correspondants à plusieurs orientations du module solaire (1) autour de l'axe de rotation (A) ; - mesure d'une répartition de la luminance solaire dite réflective issue du rayonnement solaire dit albédo (Ralb) qui correspond à la réflexion du rayonnement solaire sur le sol (SOL) et qui est propre à atteindre la face inférieure (32) du dispositif photovoltaïque (3), ladite répartition de la luminance solaire réflective étant établie selon plusieurs angles d'élévation (eNk) correspondants à plusieurs orientations du module solaire (1) autour de l'axe de rotation (A) ; - détermination d'une orientation optimale (eopt) du module solaire (1) compte tenu des mesures de la répartition de la luminance solaire incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective ; - asservissement de l'orientation du module solaire (1) sur ladite orientation optimale (eopt).\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon la revendication 1, comprenant les étapes suivantes : - mémorisation des mesures passées de la répartition de la luminance solaire incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective ; 3046510 26 - mémorisation des orientations optimales passées déterminées pour les mesures passées de la répartition de la luminance solaire incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective ; - prévision des évolutions futures de la répartition de la luminance solaire 5 incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective, sur la base des mesures passées de la répartition de la luminance solaire incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective ; - calcul de l'évolution future de l'orientation optimale en fonction de la prévision des évolutions futures de la répartition de la luminance solaire 10 incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective ; - asservissement de l'orientation du module solaire (1) sur l'orientation optimale (eopt) en fonction des orientations optimales passées et en fonction de l'évolution future de l'orientation optimale. 15\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon la revendication 2, dans lequel la prévision des évolutions futures de la répartition de la luminance solaire incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective est basée sur un calcul de prévision météorologique dans une zone de localisation du module solaire (1). 20\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la détermination de l'orientation optimale (eopt) du module solaire (1) est basée au moins en partie sur une recherche, dans la répartition de la luminance solaire incidente et dans la répartition de la 25 luminance solaire réflective, d'un angle d'élévation associé à un maximum d'éclairement solaire sur les deux faces du dispositif photovoltaïque (3).\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la détermination de l'orientation optimale (eopt) du 30 module solaire (1) est basée au moins en partie sur une recherche, dans la répartition de la luminance solaire incidente et dans la répartition de la luminance solaire réflective, d'un angle d'élévation associé à un maximum de production énergétique du module solaire (1). 35\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon les revendications 4 ou 5, dans lequel la détermination de l'orientation optimale (eopt) du suiveur solaire (2) est 3046510 27 basée également sur la prise en compte de l'un au moins des paramètres suivants : - une consommation d'énergie électrique nécessaire pour modifier l'orientation du module solaire (1) ; 5 - un taux d'usure d'organes mécaniques du suiveur solaire (2) sollicités lors d'un changement d'orientation du module solaire (1) ; - une vitesse angulaire du suiveur solaire (2) lors d'un changement d'orientation du module solaire (1) ; - un débattement angulaire du module solaire (1) entre une orientation 10 minimale et une orientation maximale.\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - lors de la mesure de la répartition de la luminance solaire incidente, est 15 mise en oeuvre une pondération fréquentielle fonction d'une réponse en fréquence des cellules photovoltaïques de la face supérieure (31) du dispositif photovoltaïque (3) ; et - lors de la mesure de la répartition de la luminance solaire réflective, est mise en oeuvre une pondération fréquentielle fonction d'une réponse en 20 fréquence des cellules photovoltaïques de la face inférieure (32) du dispositif photovoltaïque (3).\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lors de l'étape de détermination d'une orientation 25 optimale (eopt), sont mises en oeuvre les étapes suivantes : - conversion de la mesure de la répartition de la luminance solaire incidente en une cartographie de luminance incidente (CLI) définissant une répartition de valeurs de la luminance (LumS(i, j)) selon des bandes dites supérieures (50S(i)), établies selon une première direction (X) horizontale 30 parallèle à l'axe de rotation (A), et selon des colonnes dites supérieures (51S(j)), établies selon une seconde direction (Y) horizontale orthogonale à la première direction (X), où chaque bande supérieure (50S(i)) est associée à un angle d'élévation (eSi) et chaque colonne supérieure (51S(j)) est associée à un angle d'azimut (RSj) ; 35 - conversion de la mesure de la répartition de la luminance solaire réflective en une cartographie de luminance réflective (CLR) définissant une 3046510 28 répartition de valeurs de luminance (LumN(k, m)) selon des bandes dites inférieures (50N(k)), établies selon la première direction (X), et selon des colonnes dites inférieures (51N(m)), établies selon la seconde direction (Y), où chaque bande inférieure (50N(k)) est associée à un angle d'élévation 5 (eNk) et chaque colonne inférieure (51N(m)) est associée à un angle d'azimut (RNm) ; - calcul, pour chaque bande supérieure et inférieure (50S(i) ; 50N(k)), d'une valeur de luminance équivalente (LeqS(i) ; LeqN(k)) à partir de l'ensemble des valeurs de luminance (LumS(i, j) ; LumN(k, m)) prises dans la bande 10 (50S(i) ; 50N(k)) considérée ; - calcul, pour plusieurs angles d'élévation théoriques (eth) correspondant à plusieurs orientations du module solaire (1), de valeurs de luminance perçue (Lperc(eth)) par les deux faces (31,\n<CLM>\1\tdu dispositif photovoltaïque (3) à partir des valeurs de luminance équivalentes (LeqS(i), LeqN(k)) calculées 15 pour toutes les bandes (50S(i), 50N(k)) et à partir des écarts angulaires entre les angles d'élévation théoriques (eth) et les angles d'élévation (eSi, eNk) associées aux bandes ; - détermination d'un angle d'élévation théorique associé à un maximum de la valeur de luminance perçue et sélection dudit angle d'élévation théorique 20 comme orientation optimale (eopt).\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les mesures de la répartition de la luminance solaire incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective sont réalisées au moyen 25 d'un dispositif de prise d'images qui assure, d'une part, une prise d'images du ciel pour la mesure de la répartition de la luminance solaire incidente et, d'autre part, une prise d'images du sol (SOL) pour établir la mesure de la répartition de la luminance solaire réflective. 30\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les mesures de la répartition de la luminance solaire incidente et de la répartition de la luminance solaire réflective sont réalisées au moyen d'un système de mesure (5) comprenant plusieurs capteurs photosensibles (54, 55), notamment du type capteur pyranométrique, avec, d'une part, un 35 dispositif de mesure supérieur (51) présentant des capteurs photosensibles supérieurs (54) répartis face au ciel pour la mesure de la répartition de la 3046510 29 luminance solaire incidente et, d'autre part, un dispositif de mesure inférieur (52) présentant des capteurs photosensibles inférieurs (55) répartis face au sol (SOL) pour la mesure de la répartition de la luminance solaire réflective. 5\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'asservissement de l'orientation du module solaire (1) est réalisée en fonction de la consommation d'énergie (Cons) nécessaire pour modifier l'orientation du module solaire (1). 10\n<CLM>\1\tProcédé de pilotage selon la revendication 11, dans lequel, lors de l'étape d'asservissement de l'orientation du module solaire (1), est établi un scénario potentiel au cours duquel l'orientation (0) du module solaire (1) est modifié en partant d'une orientation présente (Op) jusqu'à atteindre l'orientation optimale (Oopt), et à ce scénario potentiel sont associés les 15 calculs de : - une évolution de l'orientation du module solaire (1) au cours du changement d'orientation en partant de l'orientation présente (Op) jusqu'à atteindre l'orientation optimale (Oopt), cette évolution dépendant de la vitesse de déplacement en rotation du module solaire (1) ; 20 - une évolution de la consommation d'énergie (Cons) nécessaire pour modifier l'orientation (0) du module solaire (1) ; - une évolution de la production d'énergie solaire (Prod) supplémentaire attendue avec un tel changement d'orientation ; - une évolution du rendement énergétique (Rend) attendu basée sur la 25 différence entre la production d'énergie solaire (Prod) et la consommation d'énergie (Cons) ; et ensuite l'orientation (0) du module solaire (1) est asservie sur ladite orientation optimale (Oopt) si le rendement énergétique (Rend) est globalement positif pour le scénario, sinon l'orientation (0) du suiveur solaire 30 (2) est maintenue à l'orientation présente (Op).\n<CLM>\1\tModule solaire (1) comprenant : - un suiveur solaire (2) mono-axe orientable autour d'un axe de rotation (A) pour une orientation du module solaire (1) permettant de suivre le soleil (SO) 35 lors de son élévation et de sa descente d'est en ouest, ledit suiveur solaire 3046510 30 (2) étant actionnable en rotation selon ledit axe de rotation (A) au moyen d'un système d'actionnement (6) ; - un dispositif photovoltaïque (3) supporté par ledit suiveur solaire (2) et présentant une face supérieure (31) photo-active faisant face au ciel et 5 munie de cellules photovoltaïques et une face inférieure (32) photo-active faisant face au sol (SOL) et munie de cellules photovoltaïques ; ledit module solaire (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un dispositif de mesure supérieur (51) propre à mesurer une répartition de la luminance solaire incidente issue du rayonnement solaire incident (Rdir, 10 Rdif) qui provient du ciel et qui est propre à atteindre la face supérieure (31) du dispositif photovoltaïque (3), ladite répartition de la luminance solaire incidente étant établie selon plusieurs angles d'élévation (eSi) correspondants à plusieurs orientations du module solaire (1) autour de l'axe de rotation (A) ; 15 - un dispositif de mesure inférieur (52) propre à mesurer une répartition de la luminance solaire réflective issue du rayonnement solaire albédo (Ralb) qui correspond à la réflexion du rayonnement solaire sur le sol (SOL) et qui est propre à atteindre la face inférieure (32) du dispositif photovoltaïque (3), ladite répartition de la luminance solaire réflective étant établie selon 20 plusieurs angles d'élévation (eNk) correspondants à plusieurs orientations du module solaire (1) autour de l'axe de rotation (A) ; et - une unité de contrôle (4) en liaison, d'une part, avec les dispositifs de mesure supérieur et inférieur (51,\n<CLM>\1\tet, d'autre part, avec le système d'actionnement (6) pour piloter la rotation du suiveur solaire (2), où ladite 25 unité de contrôle (4) est conformé pour mettre en oeuvre les étapes du procédé de pilotage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 30