FR3015810A1 - Source d'energie photovoltaique comprenant une batterie, evitant le vieillissement premature de la batterie, tete d'eclairage associee - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une source d'énergie formée par un caisson supportant à sa face supérieure un panneau photovoltaïque et une batterie logée dans ledit caisson et séparée dudit panneau photovoltaïque par une lame d'air s'écoulant entre des évents formés sur au moins deux surfaces opposées dudit caisson. Selon l'invention, la source comprend en outre un écran thermique (20) disposé entre ledit panneau photovoltaïque, et ladite batterie, avec un espacement entre ledit écran thermique (20) et ledit panneau photovoltaïque (2) pour assurer la circulation de ladite lame d'air. L'invention concerne également une tête d'éclairage comprenant une telle source. L'invention trouve application dans le domaine des sources d'énergie photovoltaïque.

Description

- 1 - SOURCE D'ENERGIE PHOTOVOLTAÏQUE COMPRENANT UNE BATTERIE, EVITANT LE VIEILLISSEMENT PREMATURE DE LA BATTERIE, TETE D'ECLAIRAGE ASSOCIEE Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des sources d'énergie comprenant une batterie et un panneau photovoltaïque. Pour éviter l'échauffement excessif de la batterie entraînant son vieillissement prématuré, la batterie est séparée du panneau photovoltaïque par un espace creux, permettant l'écoulement de l'air et l'évacuation d'une partie au moins de la chaleur émise par le panneau photovoltaïque. Etat de la technique On connaît dans l'état de la technique le brevet française FR2936111 décrivant un système photovoltaïque comportant au moins un panneau photovoltaïque, une batterie reliée mécaniquement au panneau photovoltaïque par une structure de maintien, un espace ouvert sur l'environnement extérieur au système photovoltaïque et séparant la batterie et le panneau photovoltaïque d'une distance au moins égale à environ 1 cm.
On connaît aussi le brevet DE19910001417 décrivant une station de charge solaire pour un accumulateur d'énergie. La batterie à charger est fixée au moyen d'un adaptateur directement au dos du générateur solaire. Ce document de l'art antérieur concerne en particulier une station de charge solaire de batteries d'accumulateur. La demande de brevet US2010302764 décrit une structure d'éclairage comprenant une source d'énergie solaire, un support de lampe, un panneau photovoltaïque, une unité d'éclairage, et un module de puissance. Le module d'alimentation stocke l'énergie générée par le panneau photovoltaïque et fournit l'énergie stockée à l'unité d'éclairage. Un passage d'air est formé entre un premier corps et un second corps de support de lampe pour permettre la circulation de l'air. Ainsi, la chaleur générée par le panneau photovoltaïque et l'unité d'éclairage en fonctionnement peut être dissipée par l'air circulant à travers le passage de l'air. Inconvénients de l'art antérieur - 2 - Les solutions de l'art antérieur prévoyant l'évacuation thermique par une lame d'air sont insuffisantes pour maintenir la batterie dans des conditions préservant son échauffement, dans le cas de systèmes compacts.
Lorsque les éléments sont très rapprochés, la couche d'air n'assure pas une isolation satisfaisante, compte tenu de la température élevée que peut atteindre le panneau photovoltaïque, de l'ordre de 80°C. De plus, les éléments de l'art antérieur sont enfermés dans un boîtier, pouvant présenter des évents, mais formant néanmoins un espace qui n'est pas propice à la circulation de l'air et ne permettant pas d'éviter le risque d'échauffement préjudiciable de la batterie et préserver sa durée de vie. Solution apportée par l'invention La présente invention vise à répondre aux inconvénients de l'art antérieur en améliorant les performances thermiques afin d'améliorer la durée de vie de la batterie, en particulier pour des équipements dont le taux de remplissage est supérieur à 50%, c'est-à-dire que le volume cumulé des composants logés dans le caisson représente plus de 50% du volume intérieur dudit caisson.
A cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale une source d'énergie formée par un caisson supportant à sa face supérieure un panneau photovoltaïque et une batterie logée dans ledit caisson et séparée dudit panneau photovoltaïque par une lame d'air s'écoulant entre des évents formés sur au moins deux surfaces opposées dudit caisson, caractérisée en ce qu'il comprend en outre un écran thermique disposé entre ledit panneau photovoltaïque, et ladite batterie, avec un espacement entre ledit écran thermique et ledit panneau photovoltaïque pour assurer la circulation de ladite lame d'air. Selon une première variante, ledit écran thermique est constitué par un matériau réfléchissant.
Selon une deuxième variante, ledit écran thermique comprend en outre un matériau isolant thermiquement. Selon une troisième variante, ledit écran thermique réfléchissant est un matériau multicouche. - 3 - Avantageusement, lesdits évents présentent un bord supérieur s'étendant sensiblement dans le plan passant par la surface inférieure dudit panneau photovoltaïque. L'invention concerne également une tête d'éclairage comprenant une source d'énergie formée par un caisson supportant à sa face supérieure un panneau photovoltaïque et une batterie logée dans ledit caisson et séparée dudit panneau photovoltaïque par une lame d'air s'écoulant entre des évents formés sur au moins deux surfaces opposées dudit caisson, caractérisée en ce qu'il comprend en outre un écran thermique réfléchissant disposé entre ledit panneau photovoltaïque, et ladite batterie, avec un espacement entre ledit élément réfléchissant et ledit panneau photovoltaïque pour assurer la circulation de ladite lame d'air, et en ce que ledit caisson comporte en outre un module LED alimenté par ladite batterie. Description détaillée d'un exemple non limitatif de réalisation La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant à des exemples non limitatifs de réalisation illustrés par les dessins annexés où : - la figure 1 représente une vue en coupe d'un exemple de réalisation de l'invention, sous la forme d'une tête d'éclairage - La figure 2 représente un autre exemple de réalisation d'une source d'énergie électrique conforme à l'invention. La tête d'éclairage représentée en figure 1 comporte un caisson (1) supportant à sa surface supérieure un panneau photovoltaïque (2). La partie inférieure du caisson (1) présente un logement (5) dans lequel est logé une batterie (3). Le caisson (1) supporte, à sa partie inférieur, et à l'opposé du logement (5), un module LED (4). Le logement (5) présente à sa surface inférieure des ouvertures pour l'évacuation des eaux de pluie et éviter un confinement thermique de la batterie (3). Un circuit électronique (6) comporte un calculateur commandant le pilotage de l'énergie des éléments du système, et notamment de la batterie et la charge constituée par 30 le module LED (4). Le caisson (1) est moulé en métal, par exemple de l'aluminium, ou en plastique. Il présente à sa partie avant (8), en coupe transversale, une section avant sensiblement rectangulaire et constante jusqu'à la partie arrière contenant la batterie. La partie arrière (9) présente une protubérance correspondant au logement de la batterie (3). - 4 - Un espace creux s'étend depuis la face avant (11) jusqu'à la face arrière (12) du caisson (1). La face avant (11) présente un évent transversal (13) dont la lèvre supérieure (14) s'étend jusqu'à la face inférieure (15) du panneau photovoltaïque (2). La face arrière (12) présente un évent transversal (16) dont la lèvre supérieure (17) s'étend jusqu'à la face inférieure (15) du panneau photovoltaïque (2). Les faces latérales peuvent optionnellement également présenter des évents, dont les lèvres supérieures s'étendent également jusqu'à la face inférieure (15) du panneau photovoltaïque (2). Les parois latérales assurent la canalisation de l'air pour créer un effet « cheminée » assurant un flux d'air avec une évacuation par les évents arrière. Un élément réfléchissant (20) est placé sur la batterie (3). Il est séparé de la face inférieure (15) du panneau photovoltaïque (2) par l'espace creux (10). Cet élément réfléchissant (20) est constitué par un film aluminisé, ou un complexe multicouche alternant des films aluminisé et des matériaux isolants thermiquement.
A titre d'exemple, un tel élément est constitué par un matériau thermo- réflecteur multicouche formé de deux couches extérieures armées, de deux couches ouate polyester, N couches métallisées 18 microns et N+1 couches mousse polyéthylène d'une épaisseur de 0,8 mm. De préférence, la batterie (3) est isolée de la paroi latérale du caisson (1) pour limiter la conduction thermique. Le matériaux réfléchissant thermiquement (20) peut aussi être constitué par un matériau isolant bullé, revêtue sur ses surfaces par un revêtement réfléchissant thermiquement. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation d'une source d'énergie électrique conforme à l'invention. Le panneau photovoltaïque (2) est monté sur un caisson (1) permettant l'adaptation d'un boîtier complémentaire (21) contenant la batterie (3). Cette batterie (3) est surmontée par un matériau réfléchissant thermiquement (20). Un espace creux (10) s'étant entre la surface inférieure (15) du panneau photovoltaïque (2) et la surface supérieure du matériau réfléchissant thermiquement (20). Le boîtier (1) présente des évents périphériques, sur certains côtés, pour permettre la circulation d'air dans l'espace creux (10). Ces évents s'étendent jusqu'à la surface inférieure du panneau photovoltaïque (2). - 5 - Le boîtier (21) présente à sa surface inférieure des ouvertures pour l'évacuation des eaux de pluie et éviter un confinement thermique de la batterie (3).

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS1 - Source d'énergie formée par un caisson supportant à sa face supérieure un panneau photovoltaïque et une batterie logée dans ledit caisson et séparée dudit panneau photovoltaïque par une lame d'air s'écoulant entre des évents formés sur au moins deux surfaces opposées dudit caisson, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un écran thermique (20) disposé entre ledit panneau photovoltaïque, et ladite batterie, avec un espacement entre ledit écran thermique (20) et ledit panneau photovoltaïque (2) pour assurer la circulation de ladite lame d'air.
  2. 2 - Source d'énergie selon la revendication principale caractérisée en ce que ledit écran thermique est constitué par un matériau réfléchissant (20).
  3. 3 - Source d'énergie selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que ledit écran thermique réfléchissant comprend en outre un matériau isolant thermiquement (20).
  4. 4 - Source d'énergie selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdits évents présentent un bord supérieur s'étendant sensiblement dans le plan passant par la surface inférieure dudit panneau photovoltaïque (2).
  5. 5 - Tête d'éclairage comprenant une source d'énergie formée par un caisson supportant à sa face supérieure un panneau photovoltaïque et une batterie logée dans ledit caisson et séparée dudit panneau photovoltaïque par une lame d'air s'écoulant entre des évents formés sur au moins deux surfaces opposées dudit caisson, caractérisée en ce qu'il comprend en outre un écran thermique réfléchissant(20) disposé entre ledit panneau photovoltaïque (2), et ladite batterie (3), avec un espacement entre ledit élément réfléchissant et ledit panneau photovoltaïque pour assurer la circulation de ladite lame d'air, et en ce que ledit caisson comporte en outre un module LED (4) alimenté par ladite batterie.30
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