FR2940548A3 - Dispositif de controle d'une installation de production d'energie electrique et installation de production d'energie electrique mettant en oeuvre un tel dispositif - Google Patents

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Abstract

Ce dispositif de contrôle d'une installation de production d'énergie électrique comprenant une pluralité de modules photovoltaïques (2) montés en série et/ou en parallèle et couplés à un circuit électrique (1) d'alimentation d'une batterie de stockage d'électricité, ou d'alimentation d'un ou de plusieurs récepteurs, voire susceptibles d'être reliés au réseau d'alimentation électrique (9), comprend : ▪ au moins un interrupteur (4) actionnable par un circuit dédié commandé par un récepteur d'ondes radio (5), ledit interrupteur étant susceptible de placer en court-circuit les modules photovoltaïques ou les séries de modules photovoltaïques, ▪ et un émetteur radio (8) extérieur à l'installation, apte à émettre un signal susceptible d'être capté par ledit récepteur (5), induisant la fermeture dudit interrupteur afin de placer les modules ou les séries de modules en court-circuit.

Description

-1- DISPOSITIF DE CONTROLE D'UNE INSTALLATION DE PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE ET INSTALLATION DE PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE METTANT EN OUVRE UN TEL DISPOSITIF DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention se rapporte au domaine général de la production d'énergie électrique par le biais de panneaux ou modules photovoltaïques. De manière connue, de tels panneaux transforment l'énergie solaire en un courant électrique continu.
Elle concerne plus particulièrement une installation de production d'énergie électrique. De telles installations mettent en oeuvre comme générateur d'électricité de tels modules photovoltaïques, et intègrent en outre une ou plusieurs batteries, ou peuvent être également raccordées au réseau domestique via un convertisseur. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE
La sensibilisation à la protection de la planète, outre la hausse régulière des énergies fossiles, a conduit depuis quelques années déjà au développement de solutions de 20 remplacement pour la production d'énergie dites renouvelables et notamment l'énergie solaire.
Outre son caractère non polluant, l'énergie solaire s'avère tout particulièrement adaptée pour la production d'électricité en des lieux isolés, tels que des zones arides, 25 ou à faible densité de population, dans lesquels la distribution d'énergie électrique par voie traditionnelle, c'est à dire par le réseau domestique, s'avère d'un coût prohibitif.
L'intérêt de ce type d'installation de production d'énergie électrique ne se limite pas 30 à ces seules zones isolées. En effet, l'essor des énergies renouvelables a conduit à la mise en place de champs de modules photovoltaïques sur les toits des habitations. Dans ce cas, ladite installation est reliée au réseau d'alimentation électrique domestique. Ce couplage nécessite cependant des tensions élevées aux bornes du circuit électrique de ladite installation. Ce faisant, cette installation présente une 35 certaine dangerosité pour les personnels assurant sa mise en place et sa maintenance, en raison même du principe physique sous tendant la production d'énergie électrique. 15 2940548 -2- En effet, et par conception, les modules photovoltaïques constitutifs d'une telle installation produisent de l'électricité sous l'action du rayonnement solaire, cette production ne s'arrêtant pas nonobstant la coupure du circuit auquel les modules sont raccordés. Cette tension est d'autant plus élevée que le nombre de module est lui- 5 même élevé, voire même le nombre de branches de tels modules montées en parallèle les unes par rapport aux autres, constituant ainsi le champ photovoltaïque de l'installation.
Cette dangerosité concerne également les personnels de secours, notamment les 10 pompiers, en cas d'incendie, susceptibles de devoir se déplacer ou d'intervenir au niveau du toit en question.
Ainsi, la tension entre les deux bornes du circuit d'alimentation en énergie électrique de l'habitation considérée, lorsque cette énergie est produite par des modules photovoltaïques, dépasse facilement la valeur normative de 120 volts, constituant une limite de sécurité, pour atteindre plusieurs centaines de volts, soit une tension largement suffisante pour conduire à l'électrisation ou à l'électrocution du personnel en question.
Afin de pallier cette difficulté, on a proposé, par exemple dans le document FR 2 894 401, l'intégration d'un émetteur dans le circuit de l'installation de production d'énergie électrique, utilisant le courant porteur circulant dans ledit circuit pour envoyer de manière périodique un signal alternatif destiné à être capté par un capteur commandant un interrupteur monté en sortie des bornes de puissance de chacun des modules.
Si incontestablement, ce dispositif constitue un progrès par rapport aux installations de l'état antérieur de la technique, en revanche, l'expérience démontre que le circuit de puissance sur lequel est monté l'émetteur est lui-même susceptible d'être détruit notamment en cas d'incendie. Ce faisant, et dans une telle hypothèse, il n'est pas possible d'émettre le signal susceptible d'induire l'ouverture du ou des interrupteurs montés aux sorties des modules et partant, d'interrompre la production d'énergie électrique, de sorte que les mêmes dangers que ceux des dispositifs connus, notamment en termes de tension pour le personnel susceptible d'évoluer à ce niveau demeurent. On est en effet en mode sécurité positive, de sorte que même si les câbles de puissance sont coupés, les modules ou séries de modules demeurent sous tension.
L'objet de l'invention est de s'affranchir de cet inconvénient.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention propose un dispositif de contrôle d'une installation de production d'énergie électrique comprenant une pluralité de modules photovoltaïques montés en série et/ou en parallèle et couplés à un circuit électrique d'alimentation d'une batterie de stockage d'électricité, ou d'alimentation d'un ou de plusieurs récepteurs, voire susceptibles d'être reliés au réseau d'alimentation électrique.
Il se caractérise en ce qu'il comprend : ^ au moins un interrupteur actionnable par un circuit dédié commandé par un récepteur d'ondes radio, susceptible de placer en court-circuit les modules photovoltaïques ou les séries de modules photovoltaïques, ^ et un émetteur radio extérieur à l'installation, apte à émettre un signal susceptible d'être capté par ledit récepteur, ledit signal induisant la fermeture dudit interrupteur afin de placer les modules ou les séries de modules en court- circuit.
En d'autres termes, en suite de la fermeture du ou des interrupteurs, on place chacun des modules ou chacune des séries de modules en court-circuit, de sorte que la tension à leurs bornes devient nulle, réduisant à néant tout danger d'électrocution du personnel susceptible d'évoluer au niveau de ladite installation, quand bien même lesdits modules sont toujours soumis à rayonnement solaire.
Selon une première version de l'invention, chacun des modules est muni d'un interrupteur en question monté en parallèle à ses bornes. Le circuit d'actionnement associé à chacun desdits interrupteurs est muni du même récepteur d'onde radio, l'ensemble desdits récepteurs fonctionnant selon la même fréquence radio que celle de l'émetteur extérieur, de sorte que l'actionnement de ce dernier engendre la fermeture simultanée de tous les interrupteurs au niveau de chacun des modules.
Selon une autre variante de l'invention, les modules photovoltaïques sont montés en séries de plusieurs modules, lesdites séries étant elles-mêmes montées en parallèle les unes par rapport aux autres et, l'interrupteur caractéristique est lui-même monté en parallèle aux bornes de ces séries. Dans cette variante, l'installation ne comporte donc qu'un seul interrupteur qui, lorsqu'il est actionné par l'émetteur extérieur, engendre la mise en court circuit du circuit de puissance alimenté par les séries de modules photovoltaïques. -3- 2940548 -4- Selon une version avantageuse de l'invention, le circuit associé à chaque interrupteur comporte également un émetteur radio, apte à engendrer un signal radio de confirmation de la bonne réception et de la bonne application de la consigne, susceptible d'être capté par un indicateur, visuel notamment, extérieur à 5 l'installation, muni d'un récepteur approprié, permettant ainsi d'assurer le contrôle effectif pour le personnel susceptible d'intervenir.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
10 La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent, donnés à titre indicatif et non limitatifs à l'appui des figures annexées.
La figure 1 est une représentation schématique d'un circuit selon une première forme 15 de réalisation de l'invention dans laquelle l'installation de production d'énergie électrique est couplée au réseau d'alimentation domestique. La figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais illustrant une autre forme de réalisation de l'invention.
20 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La figure 1 illustre donc une première forme de réalisation du dispositif conforme à l'invention. Le schéma représenté concerne une installation de production d'énergie électrique par la mise en oeuvre de modules photovoltaïques. Cette installation est, en 25 l'espèce, destinée à être couplée au réseau d'alimentation domestique, étant cependant entendu qu'une telle installation pourrait être raccordée à un récepteur électrique ou à une batterie d'accumulateurs via des protections adéquates du type fusibles ou disjoncteur.
30 Cette installation comprend fondamentalement un certain nombre de générateurs d'énergie électrique (2), montés en série, la figure 1 illustrant en l'espèce trois séries (10, 11, 12) de tels générateurs montées en parallèle.
Chacun de ces générateurs (2) est constitué d'un module (3) d'énergie 35 photovoltaïque. Un tel module est en soi connu pour la transformation du rayonnement solaire en courant électrique continu. 2940548 -5- Ces séries sont montées sur un circuit de puissance (1) fermé notamment sur un onduleur ou convertisseur (6), destiné, de manière connue, à transformer le courant continu produit par les modules photovoltaïques (3) en un courant alternatif afin de permettre son raccordement au réseau domestique (9). 5 Selon une caractéristique fondamentale de l'invention, les deux branches du circuit de puissance (1) sont en outre susceptibles d'être court-circuitées par une branche conductrice (15) associée à un interrupteur (4). Plus précisément, cet interrupteur (4) est donc susceptible de fermer la branche (15) et donc de mettre en court-circuit les 10 deux branches du circuit de puissance (1), conduisant à générer une tension nulle aux bornes des différentes séries (10), (11) et (12) de modules photovoltaïques.
Selon l'invention, cet interrupteur (4) est fermé par un circuit électrique intégré dans un boitier (7) après réception d'un signal radio transmis par un émetteur (8) externe à 15 l'installation, et réceptionné par un récepteur (5) associé au circuit électrique (7) de l'interrupteur (4).
En d'autres termes, sur injonction d'un utilisateur, et par exemple du personnel de sécurité ou de pompiers, on induit par simple émission d'un signal radio par le biais 20 d'un émetteur (8) la mise hors tension du circuit de puissance (1) par fermeture de l'interrupteur (4).
Cet interrupteur est par exemple de nature électronique par exemple un transistor à effet de champ MOSFET ou un thyristor, mais peut également être de nature 25 mécanique, du type relais ou disjoncteur.
Selon une variante de réalisation de l'invention représentée en relation avec la figure 2, chacun des modules photovoltaïques (3) comporte une branche parallèle intégrant un interrupteur (13) susceptible, lorsque celui-ci est fermé, de mettre en court-circuit 30 ledit module photovoltaïque (3) et corollairement de générer une tension nulle à ses bornes, quand bien même ledit module est soumis au rayonnement solaire. A l'instar de l'interrupteur (4), chacun des interrupteurs (13) est commandé par un circuit électrique actionné par un signal radio réceptionné par un émetteur (14) et transmis audit circuit. 35 2940548 -6- Dans ce cas de figure, l'intégralité des modules photovoltaïques (3) de l'installation est donc simultanément mise en court-circuit par l'émission du signal radio par le canal de l'émetteur (8). Cela suppose donc que l'intégralité des récepteurs (14) fonctionne sur la même fréquence radio. 5 Selon une variante avantageuse de l'invention, le circuit électrique associé à l'interrupteur (4) ou aux interrupteurs (13) mis en oeuvre est également susceptible de comprendre un émetteur radio (non représenté), destiné à émettre un signal radio au niveau d'un organe de restitution sensorielle, lumineux ou auditif (également non 10 représenté), placé hors de l'installation, et propre à matérialiser la bonne application de la consigne de fermeture du ou des interrupteurs considérés.
Dans ces conditions, l'intervention de tout personnel, notamment de sécurité ou de maintenance, est sécurisée, puisqu'aussi bien, en raison de la tension nulle générée 15 aux bandes des séries de modules, il n'y a plus aucun risque d'électrocution quand bien même les bornes de sortie du circuit de puissance (1) raccordées au niveau de l'onduleur (6) pourraient être détruites notamment en raison d'un incendie.
On conçoit dès lors tout l'intérêt de l'invention notamment en termes de sécurisation 20 des intervenants.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle d'une installation de production d'énergie électrique comprenant une pluralité de modules photovoltaïques (2) montés en série et/ou en parallèle et couplés à un circuit électrique (1) d'alimentation d'une batterie de stockage d'électricité, ou d'alimentation d'un ou de plusieurs récepteurs, voire susceptibles d'être reliés au réseau d'alimentation électrique (9), caractérisé en ce qu'il comprend : ^ au moins un interrupteur (4, 13) actionnable par un circuit dédié commandé par un récepteur d'ondes radio (5, 14), ledit interrupteur étant susceptible de placer en court-circuit les modules photovoltaïques ou les séries de modules photovoltaïques, ^ et un émetteur radio (8) extérieur à l'installation, apte à émettre un signal susceptible d'être capté par ledit récepteur (5, 14), induisant la fermeture dudit interrupteur afin de placer les modules ou les séries de modules en court-circuit.
  2. 2. Dispositif de contrôle d'une installation de production d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des modules photovoltaïques (2) est muni d'un interrupteur (13) monté en parallèle à ses bornes, le circuit d'actionnement associé à chacun desdits interrupteurs (13) étant muni d'un récepteur d'onde radio (14), l'ensemble desdits récepteurs (14) fonctionnant selon la même fréquence radio que celle de l'émetteur extérieur (8), de sorte que l'actionnement de ce dernier engendre la fermeture simultanée de tous les interrupteurs (13) au niveau de chacun des modules.
  3. 3. Dispositif de contrôle d'une installation de production d'énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modules photovoltaïques (3) sont montés en séries (10, 11, 12) de plusieurs modules, lesdites séries étant elles-mêmes montées en parallèle les unes par rapport aux autres et, l'interrupteur (4) est lui-même monté en parallèle aux bornes de ces séries.
  4. 4. Dispositif de contrôle d'une installation de production d'énergie électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il n'intègre qu'un seul interrupteur (4) en parallèle aux bornes des séries de modules photovoltaïques. 2940548 -8-
  5. 5. Dispositif de contrôle d'une installation de production d'énergie électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit associé à chaque interrupteur (4, 13) comporte également un émetteur radio, apte à engendrer un signal radio de confirmation de la bonne réception et de la bonne 5 application de la consigne au niveau d'un organe de restitution sensorielle extérieur à l'installation, permettant ainsi d'assurer le contrôle effectif pour le personnel susceptible d'intervenir.
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