Brevet FR3043840A1 (20170519)
REVENDICATIONS1. Module photovoltaïque (1) comportant : - une première couche (2) transparente formant la face avant du module photovoltaïque (1), destinée à recevoir un flux lumineux, - une pluralité de cellules photovoltaïques (4) disposées côte à côte et reliées électriquement entre elles, - un ensemble encapsulant (3) la pluralité de cellules photovoltaïques (4), - une deuxième couche (5) formant la face arrière du module photovoltaïque (1), la deuxième couche (5) comportant une surface interne (8i), au contact de l'ensemble encapsulant (3), et une surface externe (8e), opposée à la surface interne (8i), l'ensemble encapsulant (3) et la pluralité de cellules photovoltaïques (4) étant situés entre les première (2) et deuxième (5) couches, caractérisé en ce que la première couche (2) est réalisée en verre et/ou en au moins un matériau polymère et présente une épaisseur (e2) inférieure ou égale à 1,1 mm, en ce que les surfaces interne (8i) et externe (8e) de la deuxième couche (5) sont sensiblement planes, et en ce que la deuxième couche (5) comporte en outre une couche arrière formant un panneau arrière (5, 5b) en matériau composite, comprenant une sous-couche principale, formant l'âme (9a) du panneau arrière (5, 5b), et deux sous-couches de recouvrement, formant chacune une plaque (9b, 9c) du panneau arrière (5, 5b), disposées de part et d'autre de l'âme (9a) de sorte que l'âme (9a) soit prise en sandwich entre les deux plaques (9b, 9c), l'âme (9a) du panneau arrière (5, 5b) comportant une structure alvéolaire (12).\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le panneau arrière (5, 5b), notamment la structure alvéolaire (12), est dépourvu de relief formant saillie relativement à sa surface. 3043840 30\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première couche (2) est réalisée en verre.\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la 5 première couche (2) est réalisée en au moins un matériau polymère, notamment choisi parmi : le polycarbonate (PC), le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), notamment du PMMA monophasé (non choc) ou du PMMA multi-phasé (choc), par exemple du PMMA choc nanostructuré, le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyamide (PA), un polymère fluoré, notamment le polyfluorure de vinyle (PVF) ou le polyfluorure de vinylidène 10 (PVDF), l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), l'éthylène chlorotrifluoroéthylène (ECTFE), le polytétrafluoroéthylène (PTFE), et/ou le Polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE).\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième couche (5) est constituée par un ensemble (5) d'au 15 moins une première couche arrière (5a), au contact de l'ensemble encapsulant (3), et une deuxième couche arrière alvéolaire (5b) de sorte que la première couche arrière (5a) est disposée entre l'ensemble encapsulant (3) et la deuxième couche arrière (5b), la surface interne de la deuxième couche (5) étant formée par la surface interne (8i), au contact de l'ensemble encapsulant (3), de la première couche arrière (5a) et la surface externe de la 20 deuxième couche (5) étant formée par la surface externe (8e) de la deuxième couche arrière (5b), laquelle forme le panneau arrière (5b) comprenant l'âme (9a) pourvue de la structure alvéolaire (12).\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième 25 couche (5) comporte en outre une couche adhésive (10) entre la première couche arrière (5a) et la deuxième couche arrière alvéolaire (5b), pour permettre l'assemblage de la deuxième couche arrière alvéolaire (5b) à la première couche arrière (5a).\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la 30 première couche arrière (5a) est un film mono ou multicouche polymère. 3043840 31\n<CLM>\1\tModule selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la première couche arrière (5a) présente une épaisseur (e5a) comprise entre 150 et 600 um, notamment de l'ordre de 400 um. 5\n<CLM>\1\tModule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième couche (5) est constituée par une unique couche arrière alvéolaire (5), au contact de l'ensemble encapsulant (3), formant le panneau arrière (5) comprenant l'âme (9a) pourvue de la structure alvéolaire (12). 10\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'âme (9a) du panneau arrière (5, 5b) comporte une structure alvéolaire sous forme de nid d'abeilles, notamment réalisée en métal, par exemple en aluminium, en polyimide, en polycarbonate (PC), en polypropylène (PP) ou en fibres 15 synthétiques hautes performances.\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'âme (9a) du panneau arrière (5, 5b) comporte une structure alvéolaire sous forme de mousse, notamment réalisée en polytéréphtalate d'éthylène (PET) ou en 20 polyuréthane (PU).\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques (9b, 9c) du panneau arrière (5, 5b) sont réalisées en matériau composite, par exemple de type préimprégné à base de fibres de verre et de 25 résine époxy, en métal, par exemple en aluminium, en polycarbonate (PC) ou en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ou à partir de pré-imprégnés.\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plaques (9b, 9c) du panneau arrière (5, 5b) sont recouvertes 30 d'un film mono ou multicouche polymère. 3043840 32\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un poids surfacique inférieur ou égal à 7 kg/m2, notamment inférieur ou égal à 6 kg/m2, notamment encore inférieur ou égal à 5 kg/m2.\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau arrière (5, 5b) présente un poids surfacique inférieur ou égal à 3 kg/m2, notamment inférieur ou égal à 2 kg/m2, notamment encore inférieur ou égal à 1 kg/m2.\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième couche (5) comporte une pluralité de zones de fixation (13), destinées à permettre la fixation du module photovoltaïque (1) à des traverses supports pour former un panneau de modules photovoltaïques..\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 16, caractérisé en ce que les zones de fixation (13) sont configurées pour autoriser un écartement desdites traverses supports, notamment compris entre 735 et 1045 mm. 20\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que la deuxième couche (5) comporte des moyens de renforcement (14) d'au moins une zone de fixation (13), comportant notamment un matériau composite, par exemple un mélange de type époxy/billes de verre, du bois, un polymère thermodurcissable, du métal, par exemple de l'aluminium. 25\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième couche (5) comporte des moyens de renforcement (15) d'au moins un de ses bords longitudinaux (51, 52), prévus pour renforcer la résistance de la deuxième couche (5) lors d'une étape de lamination à chaud, comportant notamment 5 10 15 3043840 33 un matériau polymère, par exemple de l'époxy, du bois ou du métal, par exemple de l'aluminium.\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que l'ensemble encapsulant (3) est réalisé à partir d'au moins un matériau polymère choisi parmi : les copolymères d'acides, les ionomères, le poly(éthylène-acétate de vinyle) (EVA), les acétals de vinyle , tels que les polyvinylbutyrals (PVB), les polyuréthanes, les chlorures de polyvinyle, les polyéthylènes, tels que les polyéthylènes linéaires basse densité, les polyoléfines élastomères de copolymères, les 10 copolymères d'a-oléfines et des a-, p- esters d'acide carboxylique à éthylénique, tels que les copolymères éthylène-acrylate de méthyle et les copolymères éthylène-acrylate de butyle, les élastomères de silicone et/ou les résines époxy.\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'ensemble 15 encapsulant (3) est réalisé à partir de deux couches de poly(éthylène-acétate de vinyle) (EVA) entre lesquelles sont disposées les cellules photovoltaïques (4).\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (4) sont choisies parmi : des cellules 20 photovoltaïques homojonction ou hétérojonction à base de silicium monocristallin (c-Si) et/ou multi-cristallin (mc-Si), et/ou des cellules photovoltaïques comprenant au moins un matériau parmi le silicium amorphe (a-Si), le silicium microcristallin (µC-Si), le tellurure de cadmium (CdTe), le cuivre-indium séléniure (CIS) et le cuivre-indium/gallium diséléniure (CIGS). 25\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (4) présentent une épaisseur comprise entre 1 et 300 um. 3043840 34\n<CLM>\1\tModule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une boîte de jonction (7), destinée à recevoir le câblage nécessaire à l'exploitation du module photovoltaïque (1). 5\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 24, caractérisé en ce que la boîte de jonction (7) est intégrée dans l'épaisseur du panneau arrière (5, 5b), notamment dans l'épaisseur de l'âme (9a) du panneau arrière (5, 5b).\n<CLM>\1\tModule selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'au moins une 10 partie du câblage (17) relié à la boîte de jonction (7) traverse la plaque (9b) du panneau arrière (5, 5b) opposée à la plaque (9c) du panneau arrière (5, 5b) formant la face extérieure arrière du module photovoltaïque (1).\n<CLM>\1\tModule selon l'une des revendications 24 à 26, caractérisé en ce que 15 la boîte de jonction (7) comporte les diodes (18) de bypass.\n<CLM>\1\tProcédé de réalisation d'un module photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de lamination à chaud, à une température supérieure ou égale à 120°C et pendant une 20 durée du cycle de lamination d'au moins 10 minutes, d'au moins une partie des couches constitutives (2, 3, 4, 5 ; 2, 3, 4, 5a) du module photovoltaïque (1).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour la réalisation d'un module photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des 25 revendications 5 à 27, hormis la revendication 9, et en ce qu'il comporte les deux étapes successives suivantes : a) lamination à chaud, à une température supérieure ou égale à 120°C et pendant une durée du cycle de lamination d'au moins 10 minutes, de l'ensemble formé par la première couche (2), l'ensemble encapsulant (3), les cellules photovoltaïques (4) et 30 la première couche arrière (5a) pour l'obtention d'un laminé photovoltaïque, 3043840 b) assemblage de la deuxième couche arrière (5b) sur ledit laminé photovoltaïque, notamment sur la première couche arrière (5a), par le biais d'une couche adhésive (10). 5\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour la réalisation d'un module photovoltaïque (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 27, et en ce qu'il comporte l'unique étape de lamination à chaud, à une température supérieure ou égale à 120°C et pendant une durée de cycle de lamination d'au moins 10 minutes, de l'ensemble formé par la première couche (2), 10 l'ensemble encapsulant (3), les cellules photovoltaïques (4) et la deuxième couche (5).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 28 à 30, caractérisé en ce que la deuxième couche (5) comporte une pluralité de zones de fixation (13), destinées à permettre la fixation du module photovoltaïque (1) à des traverses supports pour former 15 un panneau de modules photovoltaïques, et en ce que le procédé comporte l'étape de renforcement local d'au moins une zone de fixation (13) par le biais de moyens de renforcement (14), comportant notamment un matériau composite, par exemple un mélange de type époxy/billes de verre, du bois, un polymère thermodurcissable, du métal, par exemple de l'aluminium. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 28 à 31, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de renforcement local d'au moins un des bords longitudinaux (51,\n<CLM>\1\tde la deuxième couche (5) par le biais de moyens de renforcement (15), prévus pour renforcer la résistance de la deuxième couche (5) lors de l'étape de 25 lamination à chaud, comportant notamment un matériau polymère, par exemple de l'époxy, du bois ou du métal, par exemple de l'aluminium.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 28 à 32, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape d'intégration d'une boîte de jonction (7), destinée 30 à recevoir le câblage nécessaire à l'exploitation du module photovoltaïque (1), dans 3043840 36 l'épaisseur du panneau arrière (5, 5b), notamment dans l'épaisseur de l'âme (9a) du panneau arrière (5, 5b).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que l'étape 5 d'intégration de la boîte de jonction (7) dans l'épaisseur du panneau arrière (5, 5b) comporte les étapes successives suivantes : a) usinage d'une portion de la plaque (9c) formant la face extérieure arrière du module photovoltaïque (1) et de la structure alvéolaire (12) pour former une cavité d'insertion (Cb) de la boîte de jonction (7), 10 b) positionnement du fond (16) de la boîte de jonction (7) dans ladite cavité d'insertion (Cb), c) mise en place d'au moins une partie du câblage (17) relié à la boîte de jonction (7) au travers de la plaque (9b) opposée à la plaque (9c) formant la face extérieure arrière du module photovoltaïque (1), 15 d) mise en place de diodes de bypass (18) dans la boîte de jonction (7) et fermeture de la boîte de jonction (7).