FR3081768A1 - METHOD FOR ASSEMBLING DIFFERENT THICKNESS MODULES FOR THEIR INTEGRATION IN A GLASS PRODUCT - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour fabriquer un nouveau produit verrier, et le produit verrier obtenu. Le produit verrier est constitué par un empilement comportant deux surfaces barrières supérieure (1B) et inférieure (1A), au moins deux modules (2A, 2B) d'épaisseurs respectives (E1, E2) différentes telles que E1>E2, accolés pour former un ensemble de modules jointifs présentant une face supérieure et une face inférieure, un intercalaire supérieur (4S) disposé entre la surface barrière supérieure (1B) et les modules (2A, 2B), un intercalaire inférieur (4I) disposé entre la surface barrière inférieure (1A) et les modules (2A, 2B), un ou plusieurs joints d'étanchéité (5A, 5B) disposés en périphérie du produit, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ou plusieurs intercalaires intermédiaires (4) disposés à cheval sur les modules (2A, 2B) et présentant une épaisseur telle que l'épaisseur de la portion d'intercalaire intermédiaire (4) située en regard du module le plus épais (2A) soit inférieure d'une valeur (E1 - E2) à l'épaisseur de la portion d'intercalaire intermédiaire (4) située en regard du module le moins épais (2B), de manière à compenser les différences d'épaisseur entre deux modules (2A, 2B).The invention relates to a method for manufacturing a new glass product, and the glass product obtained. The glass product consists of a stack comprising two upper (1B) and lower (1A) barrier surfaces, at least two modules (2A, 2B) of respective thicknesses (E1, E2) different such as E1> E2, joined to form a set of contiguous modules having an upper face and a lower face, an upper interlayer (4S) disposed between the upper barrier surface (1B) and the modules (2A, 2B), a lower interlayer (4I) disposed between the lower barrier surface (1A) and the modules (2A, 2B), one or more seals (5A, 5B) arranged on the periphery of the product, characterized in that it also comprises one or more intermediate spacers (4) arranged astride on the modules (2A, 2B) and having a thickness such that the thickness of the intermediate interlayer portion (4) located opposite the thickest module (2A) is less by a value (E1 - E2) than the thickness of the portion of intermediate interlayer (4) located opposite the thinner module (2B), so as to compensate for the differences in thickness between two modules (2A, 2B).
Description
La présente invention se rapporte à un procédé d'assemblage de modules d'épaisseurs différentes en vue de leur intégration dans un produit verrier.The present invention relates to a method of assembling modules of different thicknesses for integration into a glass product.
ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
Les dispositifs de production d'énergie photovoltaïque destinés à l'autoconsommation et/ou à l'autoproduction sont aujourd'hui très recherchés dans l'industrie du bâtiment. L'industrie du BIPV (acronyme anglais de « Building Integrated Photovoltaics ») investigue aujourd'hui de nouvelles solutions architecturales, notamment via l'intégration de dispositifs photovoltaïques dans des produits verriers.Photovoltaic energy production devices for self-consumption and / or self-production are very popular in the building industry today. The BIPV industry (acronym for “Building Integrated Photovoltaics”) is currently investigating new architectural solutions, in particular through the integration of photovoltaic devices in glass products.
Les assemblages de produits verriers traditionnels sont régis par des techniques de feuilletage bien connues de l'industrie verrière, appelées communément lamination, et utilisées notamment pour la fabrication de verres de sécurité. Les verres à assembler sont liés, lors du procédé de lamination, par un film thermoplastique ou thermodurcissable tel que le PVB (acronyme anglais de « Polyvinyl Butyral ») ou l'EVA (acronyme anglais de « Ethylene Vinyl Acetate »). Le document EP0331648-A2 décrit un procédé de fabrication de deux verres laminés par une couche adhésive de PVB, le tout étant disposé dans un support flexible dans lequel le vide peut être créé, l'ensemble étant chauffé à une température comprise entre 130 et 150°C à pression constante. Les brevets US5536347 et W02009039053-A1 décrivent des procédés de fabrication de verre laminé sans autoclave. Ces techniques permettent de réduire les coûts de fabrication de produits verriers.The assemblies of traditional glass products are governed by lamination techniques well known in the glass industry, commonly called lamination, and used in particular for the manufacture of safety glass. The glasses to be assembled are bonded, during the lamination process, by a thermoplastic or thermosetting film such as PVB (English acronym for "Polyvinyl Butyral") or EVA (English acronym for "Ethylene Vinyl Acetate"). Document EP0331648-A2 describes a process for manufacturing two glasses laminated with an adhesive layer of PVB, the whole being arranged in a flexible support in which the vacuum can be created, the assembly being heated to a temperature between 130 and 150 ° C at constant pressure. The patents US5536347 and W02009039053-A1 describe processes for manufacturing laminated glass without an autoclave. These techniques make it possible to reduce the costs of manufacturing glass products.
De manière similaire, l'industrie photovoltaïque utilise des procédés de lamination permettant l'encapsulation des matériaux composant les cellules afin de protéger ces derniers des agressions environnementales (chimique et mécanique). Ces matériaux peuvent être des matériaux inorganiques ou organiques, cristallins ou amorphes. Ils peuvent être en couches minces, par exemple à base de silicium amorphe (a-Si) ou d'un alliage de cuivre, d'indium, de galium et de sélénium (CIGS). Les dispositifs photovoltaïques en couches minces sont composés d'un empilement de plusieurs couches de matériaux, d'épaisseurs pouvant aller de quelques nanomètres à quelques micromètres, en fonction de l'architecture.Similarly, the photovoltaic industry uses lamination processes allowing the encapsulation of the materials composing the cells in order to protect them from environmental aggressions (chemical and mechanical). These materials can be inorganic or organic, crystalline or amorphous materials. They can be in thin layers, for example based on amorphous silicon (a-Si) or an alloy of copper, indium, galium and selenium (CIGS). Thin film photovoltaic devices are made up of a stack of several layers of materials, with thicknesses that can range from a few nanometers to a few micrometers, depending on the architecture.
Lorsque la transparence des dispositifs photovoltaïques est recherchée, les matériaux en couches minces sont particulièrement adaptés, du fait de leur faible épaisseur, aux procédés de fabrication du module semi-transparent, tel que décrit par exemple dans le brevet JP2012074619-A. Afin de protéger lesdits matériaux des agressions environnementales, ils sont encapsulés par une surface barrière, généralement formée d'un verre de protection. Ils sont liés grâce à un film d'encapsulation très transparent, dont l'indice de réfraction est proche de celui du verre pour limiter les pertes optiques aux interfaces, tel que l'EVA ou le PVB, et par un joint d'étanchéité, par exemple en Poly Isobutylène (PIB). Le procédé d'encapsulation peut alors être réalisé par pressage à chaud sous vide. On obtient alors un feuilleté bi-verre tel que décrit par exemple dans le brevet US4625070, ou des dispositifs plus complexes comprenant une pluralité de substrats de verre disposés de part et d'autre du matériau photovoltaïque tel que décrit dans le brevet W02012103190-A1.When the transparency of photovoltaic devices is sought, materials in thin layers are particularly suitable, because of their small thickness, for the methods of manufacturing the semi-transparent module, as described for example in patent JP2012074619-A. In order to protect said materials from environmental attack, they are encapsulated by a barrier surface, generally formed by a protective glass. They are linked by a very transparent encapsulation film, the refractive index of which is close to that of glass to limit optical losses at interfaces, such as EVA or PVB, and by a seal, for example in Poly Isobutylene (PIB). The encapsulation process can then be carried out by hot pressing under vacuum. A double-glass laminate is thus obtained as described for example in patent US4625070, or more complex devices comprising a plurality of glass substrates arranged on either side of the photovoltaic material as described in patent WO2012103190-A1.
Par ailleurs, l'industrie photovoltaïque propose aujourd'hui des modules bi-verre de différentes dimensions et puissance, cependant actuellement la taille maximale d'un module photovoltaïque en couches minces inorganiques déposées sur des substrats rigides est limitée, et n'excède pas 1,10m x 1,40m.In addition, the photovoltaic industry today offers two-glass modules of different dimensions and power, however currently the maximum size of a photovoltaic module in thin inorganic layers deposited on rigid substrates is limited, and does not exceed 1 , 10m x 1.40m.
Le marché du BIPV exige que les dispositifs photovoltaïques se conforment à l'industrie du bâtiment notamment via leurs dimensions afin de faciliter leur intégration dans les menuiseries et dans les différents projets architecturaux. Afin de répondre à ces exigences, il est nécessaire de développer des produits verriers de grande taille, c'est-à-dire d'aires supérieures à 2 m2. L'assemblage de plusieurs modules photovoltaïques et/ou de modules photovoltaïques combinés à d'autres produits (verriers ou non), et qui ne présentent pas nécessairement des épaisseurs équivalentes, est crucial. Les problématiques de lamination de tels assemblages, présentant un ou plusieurs modules d'épaisseurs différentes encapsulés entre deux verres de protection, sont nombreuses. Par exemple, si la hauteur entre les dispositifs à assembler n'est pas équivalente, des bulles d'air visibles à l'œil nu peuvent apparaître à la jointure des dispositifs lors du procédé de lamination. Le procédé de lamination peut aussi entraîner la casse de tout ou partie desdits modules.The BIPV market demands that photovoltaic devices conform to the building industry, in particular through their dimensions, in order to facilitate their integration into joinery and into various architectural projects. In order to meet these requirements, it is necessary to develop large glass products, that is to say areas greater than 2 m 2 . The assembly of several photovoltaic modules and / or photovoltaic modules combined with other products (glassmakers or not), and which do not necessarily have equivalent thicknesses, is crucial. The problems of laminating such assemblies, having one or more modules of different thicknesses encapsulated between two protective glasses, are numerous. For example, if the height between the devices to be assembled is not equivalent, air bubbles visible to the naked eye may appear at the join of the devices during the lamination process. The lamination process can also cause all or part of said modules to break.
L'invention vise à résoudre ces problématiques techniques d'assemblage tout en maximisant la fonctionnalité et l'esthétisme du produit assemblé.The invention aims to solve these technical assembly problems while maximizing the functionality and aesthetics of the assembled product.
BUT DE L’INVENTIONPURPOSE OF THE INVENTION
L'invention a pour objet un procédé d'assemblage de modules jointifs d'épaisseurs différentes en vue de leur lamination à chaud sous vide pour qu'ils soient intégrés dans un produit verrier de grande taille. Ledit procédé permet d'éviter la casse desdits modules et minimise l'apparition de bulles lors de la lamination dudit produit verrier.The subject of the invention is a method of assembling contiguous modules of different thicknesses with a view to their hot lamination under vacuum so that they are integrated into a large glass product. Said method makes it possible to avoid the breakage of said modules and minimizes the appearance of bubbles during the lamination of said glass product.
OBJETS DE L'INVENTIONOBJECTS OF THE INVENTION
Dans son principe de base l'invention a pour objet un procédé d'assemblage de modules jointifs d'épaisseurs différentes en vue de leur lamination à chaud sous vide pour qu'ils soient intégrés dans un produit verrier de grande taille.In its basic principle, the invention relates to a process for assembling contiguous modules of different thicknesses with a view to their hot lamination under vacuum so that they are integrated into a large glass product.
Dans la suite du document, on distingue les films d'encapsulation (ou intercalaires) réticulés des films d'encapsulation non réticulés. Les films d'encapsulation réticulés sont issus de la lamination à chaud sous vide des films d'encapsulation non réticulés. On appelle intercalaire un ou plusieurs films d'encapsulation de mêmes dimensions et superposés les uns aux autres au sein dudit assemblage.In the rest of the document, a distinction is made between crosslinked encapsulation films (or interleaves) and non-crosslinked encapsulation films. The crosslinked encapsulation films result from the hot lamination under vacuum of the noncrosslinked encapsulation films. One or more encapsulation films of the same dimensions and superimposed on each other within said assembly are called interlayer.
L'invention a par conséquent pour premier objet un procédé d'assemblage d'un produit verrier en vue de sa lamination, comportant les étapes suivantes :The invention therefore has as a first object a method of assembling a glass product with a view to its lamination, comprising the following steps:
A) Approvisionner au moins :A) Supply at least:
- deux surfaces barrières supérieure et inférieure;- two upper and lower barrier surfaces;
- un ou plusieurs joints d'étanchéité;- one or more seals;
- un intercalaire supérieur;- an upper interlayer;
- un intercalaire inférieur ;- a lower spacer;
- un ou plusieurs intercalaires intermédiaires ;- one or more intermediate dividers;
- au moins deux modules d'épaisseurs (El, E2) différentes telles que E1>E2, accolés pour former un ensemble de modules jointifs présentant une face supérieure et une face inférieure ;- At least two modules of different thicknesses (El, E2) such as E1> E2, joined to form a set of contiguous modules having an upper face and a lower face;
B) puis former un assemblage tel que :B) then form an assembly such as:
- ladite surface barrière supérieure est en contact avec un ou plusieurs joints d'étanchéité et ledit intercalaire supérieur ;- Said upper barrier surface is in contact with one or more seals and said upper interlayer;
- ladite surface barrière inférieure est en contact avec un ou plusieurs joints d'étanchéité et ledit intercalaire inférieur ;- Said lower barrier surface is in contact with one or more seals and said lower interlayer;
- l'ensemble desdits modules a une surface globale inférieure ou égale à la plus petite des surfaces barrières ;- All of said modules has an overall surface less than or equal to the smallest of the barrier surfaces;
- les faces inférieures desdits modules sont en contact avec l'intercalaire inférieur ;- The lower faces of said modules are in contact with the lower interlayer;
le procédé étant caractérisé en ce que :the method being characterized in that:
la face supérieure du module de plus faible épaisseur est intégralement recouverte, à la surface des joints près, par un intercalaire intermédiaire, et la face supérieure du module de plus forte épaisseur est recouverte en partie par un ou plusieurs intercalaire intermédiaires et en partie par l'intercalaire supérieur.the upper face of the thinner module is completely covered, close to the surface of the joints, by an intermediate interlayer, and the upper face of the thicker module is partly covered by one or more intermediate interlayer and partly by the 'upper tab.
Avantageusement, les épaisseurs des intercalaires supérieur (respectivement inférieur) sont choisis en fonction de la nature physico-chimique des surfaces barrières supérieure (respectivement inférieure).Advantageously, the thicknesses of the upper (respectively lower) spacers are chosen as a function of the physicochemical nature of the upper (respectively lower) barrier surfaces.
Avantageusement, les formes et dimensions des intercalaires supérieur et inférieur sont choisis en fonction des formes et dimensions de l'ensemble des modules jointifs, aux joints d'étanchéité près.Advantageously, the shapes and dimensions of the upper and lower spacers are chosen as a function of the shapes and dimensions of all the adjoining modules, apart from the seals.
Selon un mode de réalisation, le ou les intercalaires intermédiaires disposés à cheval sur les modules sont choisis pour présenter une épaisseur telle que l'épaisseur de la portion d'intercalaire intermédiaire située en regard du module le plus épais soit inférieure d'une valeur égale ou environ égale à (El - E2) à l'épaisseur de la portion d'intercalaire intermédiaire située en regard du module le moins épais, de manière à compenser les différences d'épaisseur entre deux modules.According to one embodiment, the intermediate interlayer (s) placed astride the modules are chosen to have a thickness such that the thickness of the intermediate interlayer portion located opposite the thickest module is less by an equal value or approximately equal to (E1 - E2) the thickness of the intermediate interlayer portion situated opposite the thinner module, so as to compensate for the differences in thickness between two modules.
Selon un mode de réalisation, afin que l'intercalaire intermédiaire puisse réaliser sa fonction de compensation d'épaisseur, son épaisseur E est de préférence choisie telle que O,8*(E1-E2) < E < 1,2*(E1-E2) de façon à compenser la différence entre les épaisseurs El, E2 des deux modules jointifs.According to one embodiment, so that the intermediate interlayer can perform its thickness compensation function, its thickness E is preferably chosen such that 0.8 * (E1-E2) <E <1.2 * (E1- E2) so as to compensate for the difference between the thicknesses E1, E2 of the two adjoining modules.
Selon un mode de réalisation, les intercalaires sont composés de films d'encapsulation en EVA.According to one embodiment, the spacers are composed of EVA encapsulation films.
De préférence, les surfaces barrières supérieure et inférieure ont les mêmes formes et les mêmes dimensions.Preferably, the upper and lower barrier surfaces have the same shapes and the same dimensions.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'un des modules est un module photovoltaïque.According to an advantageous embodiment, one of the modules is a photovoltaic module.
Selon un mode de réalisation, le(s) module(s) jointif(s) au module photovoltaïque est (sont) un (des) module(s) en verre, en plastique, rigide(s), semi-rigide(s) ou souple(s).According to one embodiment, the module (s) adjoining the photovoltaic module is (are) a module (s) made of glass, plastic, rigid (s), semi-rigid (s) or flexible.
De façon avantageuse, le(s) module(s) jointif(s) au module photovoltaïque est (sont) un (des) module(s) fonctionnel(s), tel qu'un module électrochrome.Advantageously, the module (s) adjoining the photovoltaic module is (are) a functional module (s), such as an electrochromic module.
Selon un mode de réalisation, les surfaces barrières sont des verres trempés.According to one embodiment, the barrier surfaces are toughened glasses.
Selon une variante de réalisation, les surfaces barrières sont des verres flottés.According to an alternative embodiment, the barrier surfaces are float glasses.
L'invention a également pour objet un produit verrier caractérisé en ce qu'il est obtenu à l'aide du procédé d'assemblage selon l'invention.The invention also relates to a glass product characterized in that it is obtained using the assembly process according to the invention.
Selon un mode de réalisation avantageux, le produit verrier est constitué par un empilement comportant deux surfaces barrières supérieure et inférieure, au moins deux modules d'épaisseurs respectives (El, E2) différentes telles que E1>E2, accolés pour former un ensemble de modules jointifs présentant une face supérieure et une face inférieure, un intercalaire supérieur disposé entre la surface barrière supérieure et les modules, un intercalaire inférieur disposé entre la surface barrière inférieure et les modules, un ou plusieurs joints d'étanchéité disposés en périphérie du produit, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ou plusieurs intercalaires intermédiaires disposés à cheval sur les modules et présentant une épaisseur telle que l'épaisseur de la portion d'intercalaire intermédiaire située en regard du module le plus épais soit inférieure d'une valeur égale ou proche de (El - E2), à l'épaisseur de la portion d'intercalaire intermédiaire située en regard du module le moins épais, de manière à compenser les différences d'épaisseur entre deux modules.According to an advantageous embodiment, the glass product is constituted by a stack comprising two upper and lower barrier surfaces, at least two modules of respective thicknesses (El, E2) different such as E1> E2, joined to form a set of modules joints having an upper face and a lower face, an upper interlayer arranged between the upper barrier surface and the modules, a lower interlayer arranged between the lower barrier surface and the modules, one or more seals arranged on the periphery of the product, characterized in that it further comprises one or more intermediate spacers disposed astride the modules and having a thickness such that the thickness of the intermediate spacer portion located opposite the thickest module is less by an equal value or close to (El - E2), to the thickness of the intermediate interlayer portion re located next to the thinnest module, so as to compensate for the differences in thickness between two modules.
Selon une utilisation avantageuse du produit verrier selon l'invention, le module photovoltaïque est configuré pour jouer le rôle de récepteur dans un système de communication optique sans fil.According to an advantageous use of the glass product according to the invention, the photovoltaic module is configured to play the role of receiver in a wireless optical communication system.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
L'invention est maintenant décrite plus en détail à l'aide de la description des figures IA à 4.The invention is now described in more detail using the description of Figures IA to 4.
Les figures IA à 1D sont des schémas en vue de dessus de produits issus d'une étape intermédiaire du procédé d'assemblage selon l'invention, consistant à accoler deux modules d'épaisseurs différentes afin qu'ils soient jointifs.Figures IA to 1D are diagrams in top view of products resulting from an intermediate stage of the assembly process according to the invention, consisting of joining two modules of different thicknesses so that they are joined.
La figure 2 est un schéma représentant une vue en coupe d'un produit verrier selon l'état de l'art, incluant deux modules photovoltaïques de mêmes épaisseurs.Figure 2 is a diagram showing a sectional view of a glass product according to the state of the art, including two photovoltaic modules of the same thickness.
La figure 3A représente une vue en coupe d'un premier produit verrier selon l'invention, incluant un module photovoltaïque assemblé à un module transparent d'épaisseur différente.FIG. 3A represents a sectional view of a first glass product according to the invention, including a photovoltaic module assembled with a transparent module of different thickness.
La figure 3B représente une vue en coupe d'une partie du produit issu du procédé d'assemblage dudit premier produit verrier selon l'invention.FIG. 3B represents a sectional view of part of the product resulting from the method of assembling said first glass product according to the invention.
La figure 4 représente une vue en coupe d'une partie du produit issu du procédé d'assemblage d'un second produit verrier selon l'invention non représenté.Figure 4 shows a sectional view of part of the product from the assembly process of a second glass product according to the invention not shown.
Les figures IA à 1D sont des schémas en vue de dessus de produits issus d'une étape intermédiaire du procédé d'assemblage selon l'invention, qui consiste à mettre au moins deux modules jointifs d'épaisseurs différentes côte à côte. En particulier, la figure IA est un cas simple pour lequel deux modules (2A, 2B) de formes rectangulaires sont accolés selon leur largeur afin qu'ils soient jointifs. La figure IB est un autre exemple où quatre modules (2A, 2C, 2D, 2E) de mêmes formes triangulaires et de mêmes épaisseurs sont associés à un module 2B de forme losange et d'épaisseur différente. Ils sont accolés deux à deux selon l'un de leur côté. Pour ces deux premiers exemples, les formes géométriques sont polygonales, mais l'invention ne se restreint pas à ce type de forme. En particulier, deux modules de formes courbes peuvent être jointifs du moment où leurs formes sont complémentaires. La figure IC est un exemple dans lequel un premier module 2B de type demi-disque est imbriqué avec un second module 2A de forme complémentaire et d'épaisseur différente. La figure 1D comprend quant à elle un premier module 2A de forme ovoïde combinée de part et d'autre à deux autres modules (2A, 2C) de formes complémentaires et d'épaisseurs différentes de celle du premier module 2A. Les épaisseurs des modules 2A et 2C peuvent être, ou non, les mêmes.Figures IA to 1D are diagrams in top view of products resulting from an intermediate stage of the assembly method according to the invention, which consists in placing at least two contiguous modules of different thicknesses side by side. In particular, FIG. IA is a simple case for which two modules (2A, 2B) of rectangular shapes are joined according to their width so that they are contiguous. FIG. 1B is another example where four modules (2A, 2C, 2D, 2E) of the same triangular shapes and of the same thickness are associated with a module 2B of diamond shape and of different thickness. They are joined two by two according to one of their side. For these first two examples, the geometric shapes are polygonal, but the invention is not limited to this type of shape. In particular, two modules of curved shapes can be joined as soon as their shapes are complementary. FIG. 1C is an example in which a first module 2B of the half-disc type is nested with a second module 2A of complementary shape and of different thickness. FIG. 1D comprises a first module 2A of ovoid shape combined on either side with two other modules (2A, 2C) of complementary shapes and thicknesses different from that of the first module 2A. The thicknesses of modules 2A and 2C may or may not be the same.
La figure 2 est un schéma représentant une vue en coupe d'un produit verrier photovoltaïque selon l'état de l'art. Ce produit verrier présente la particularité d'inclure l'assemblage de deux modules photovoltaïques (2A, 2B) juxtaposés latéralement. Dans cet exemple, les deux modules photovoltaïques (2A, 2B) présentent les mêmes caractéristiques physiques, en particulier, ils ont la même épaisseur El. Le produit verrier photovoltaïque est composé :Figure 2 is a diagram showing a sectional view of a photovoltaic glass product according to the state of the art. This glass product has the particularity of including the assembly of two photovoltaic modules (2A, 2B) juxtaposed laterally. In this example, the two photovoltaic modules (2A, 2B) have the same physical characteristics, in particular, they have the same thickness El. The photovoltaic glass product is composed:
- d'une surface barrière inférieure (IA), par exemple un verre trempé ;- a lower barrier surface (IA), for example a tempered glass;
- d'une surface barrière supérieure (IB), par exemple un second verre trempé ;- an upper barrier surface (IB), for example a second tempered glass;
- d'un premier module photovoltaïque (2A) comprenant une face supérieure active (2AA) et une face inférieure non active (2ANA) ;- a first photovoltaic module (2A) comprising an active upper face (2AA) and a non-active lower face (2ANA);
- d'un premier bus de collecte (3A-) correspondant à la borne négative du second module photovoltaïque ;- a first collection bus (3A-) corresponding to the negative terminal of the second photovoltaic module;
- d'un second module photovoltaïque (2B) comprenant une face supérieure active (2BA) et une face inférieure non active (2BNA) ;- a second photovoltaic module (2B) comprising an active upper face (2BA) and a non-active lower face (2BNA);
- d'un second bus de collecte de courant électrique (3B-) correspondant à la borne négative du second module photovoltaïque ;- a second electric current collection bus (3B-) corresponding to the negative terminal of the second photovoltaic module;
- d'un bus de collecte central (3C+) correspondant aux bornes positives de l'ensemble des deux modules photovoltaïques (2A, 2B) ;- a central collection bus (3C +) corresponding to the positive terminals of all of the two photovoltaic modules (2A, 2B);
- d'un premier intercalaire réticulé (4A) disposé entre les faces inférieures non actives des modules photovoltaïques (2A, 2B) et la surface barrière inférieure (IA) ;- a first crosslinked spacer (4A) disposed between the non-active lower faces of the photovoltaic modules (2A, 2B) and the lower barrier surface (IA);
- de joints d'étanchéité (5A) assurant l'étanchéité entre la surface barrière inférieure (IA) et les faces inférieures (2ANA, 2BNA) des modules photovoltaïques (2A, 2B);- seals (5A) ensuring sealing between the lower barrier surface (IA) and the lower faces (2ANA, 2BNA) of the photovoltaic modules (2A, 2B);
- d'un second intercalaire réticulé (4B) disposé entre les faces supérieures des modules photovoltaïques (2A, 2B) et la surface barrière supérieure (IB) ;- a second crosslinked interlayer (4B) disposed between the upper faces of the photovoltaic modules (2A, 2B) and the upper barrier surface (IB);
-de joints d'étanchéité (5B) assurant l'étanchéité entre la surface barrière supérieure (IB) et les faces supérieures actives (2AA, 2BA) des modules photovoltaïques (2A, 2B).-seals (5B) ensuring the seal between the upper barrier surface (IB) and the active upper faces (2AA, 2BA) of the photovoltaic modules (2A, 2B).
Dans cet exemple, selon l'état de la technique, les surfaces barrières inférieure et supérieure (IA, IB) ont mêmes formes et dimensions, c'est-à-dire mêmes largeurs et longueurs. Leurs épaisseurs peuvent cependant être différentes.In this example, according to the state of the art, the lower and upper barrier surfaces (IA, IB) have the same shapes and dimensions, that is to say the same widths and lengths. Their thicknesses can however be different.
Les bus de collecte (3A-, 3B-) permettent de collecter les électrons des modules photovoltaïques (2A, 2B). Le bus de collecte central (3C+) chevauche chacun des deux modules photovoltaïques (2A, 2B), ce qui permet la jonction électrique desdits modules photovoltaïques (2A, 2B).The collection buses (3A-, 3B-) collect the electrons from the photovoltaic modules (2A, 2B). The central collection bus (3C +) overlaps each of the two photovoltaic modules (2A, 2B), which allows the electrical junction of said photovoltaic modules (2A, 2B).
Dans cet exemple, les deux modules photovoltaïques (2A, 2B) adhèrent du côté de leurs faces inférieures non actives (2ANA, 2BNA) à la surface barrière inférieure (IA) grâce à un premier intercalaire réticulé (4A). Ils adhèrent du côté de leurs faces supérieures actives (2AA, 2BA) à la surface barrière supérieure (IB) grâce à un second intercalaire réticulé (4B) ayant pour autre fonction l'encapsulation des modules photovoltaïques (2A, 2B). Les deux intercalaires réticulés (4A, 4B) peuvent être de même nature physico-chimique ou de natures différentes. Ce sont par exemple des polymères de type EVA (acronyme d'éthylène-acétate de vinyle), des polyoléfines ou encore des polyuréthanes. Leurs épaisseurs (respectivement E4A et E4B) sont adaptées à l'épaisseur des surfaces barrières (respectivement E1A et E1B). Par exemple, pour une surface barrière de verre trempé d'une épaisseur E1A de 12 mm, on pourra utiliser un intercalaire d'EVA d'une épaisseur E4A de 1,6 mm.In this example, the two photovoltaic modules (2A, 2B) adhere on the side of their non-active lower faces (2ANA, 2BNA) to the lower barrier surface (IA) thanks to a first crosslinked interlayer (4A). They adhere on the side of their active upper faces (2AA, 2BA) to the upper barrier surface (IB) thanks to a second crosslinked interlayer (4B) having the other function of encapsulating the photovoltaic modules (2A, 2B). The two crosslinked spacers (4A, 4B) can be of the same physico-chemical nature or of different natures. These are, for example, EVA type polymers (acronym of ethylene-vinyl acetate), polyolefins or else polyurethanes. Their thicknesses (E4A and E4B respectively) are adapted to the thickness of the barrier surfaces (E1A and E1B respectively). For example, for a tempered glass barrier surface with a thickness E1A of 12 mm, an EVA interlayer with a thickness E4A of 1.6 mm could be used.
Les joints d'étanchéité (5A, 5B) sont placés à la périphérie des surfaces barrières (IA, IB). Ils ont pour fonction de garantir l'étanchéité de l'ensemble du produit verrier, et notamment de protéger les modules photovoltaïques (2A, 2B) des agressions physiques et chimiques de l'environnement extérieur. Préférentiellement, leurs longueurs (respectivement largeurs) extérieure et intérieure sont adaptées aux longueurs (respectivement largeurs) des surfaces barrières et des modules photovoltaïques. Ils peuvent être par exemple constitué de PIB.The seals (5A, 5B) are placed on the periphery of the barrier surfaces (IA, IB). Their function is to guarantee the tightness of the entire glass product, and in particular to protect the photovoltaic modules (2A, 2B) from physical and chemical attack from the external environment. Preferably, their exterior and interior lengths (respectively widths) are adapted to the lengths (respectively widths) of the barrier surfaces and of the photovoltaic modules. They can for example consist of GDP.
Dans ce type d'assemblage de produit verrier incluant deux modules photovoltaïques de mêmes épaisseurs, les procédés de lamination connus de l'homme du métier permettent un assemblage sans apparition de bulles d'air aux interfaces verre/intercalaire réticulé, ni casse de matériau. Mais de tels problèmes surviennent lorsque les deux modules à assembler présentent des épaisseurs différentes, par exemple, lorsqu'un module photovoltaïque doit être combiné à un verre nu.In this type of assembly of glass product including two photovoltaic modules of the same thickness, the lamination methods known to those skilled in the art allow assembly without the appearance of air bubbles at the glass / crosslinked interlayer interfaces, or breakage of material. However, such problems arise when the two modules to be assembled have different thicknesses, for example, when a photovoltaic module must be combined with bare glass.
La figure 3A est un schéma représentant une vue en coupe d'un premier produit verrier selon l'invention, incluant un module photovoltaïque (2A) assemblé à un module transparent (2B) d'épaisseur différente. Cette vue en coupe est celle d'un produit verrier directement issu du produit intermédiaire représenté à la figure IA, selon l'axe X. Ledit premier produit verrier photovoltaïque est composé :FIG. 3A is a diagram representing a sectional view of a first glass product according to the invention, including a photovoltaic module (2A) assembled with a transparent module (2B) of different thickness. This sectional view is that of a glass product directly derived from the intermediate product shown in FIG. IA, along the axis X. Said first photovoltaic glass product is composed:
- d'une surface barrière inférieure (IA), dont la face interne est notée lAi ;- a lower barrier surface (IA), the internal face of which is denoted lAi;
- d'une surface barrière supérieure (IB), dont la face interne est notée IBi ;- an upper barrier surface (IB), the internal face of which is denoted IBi;
- d'un module photovoltaïque (2A) d'épaisseur El, comprenant une face supérieure active (2AA) et une face inférieure non active (2ANA) ;- a photovoltaic module (2A) of thickness El, comprising an active upper face (2AA) and a non-active lower face (2ANA);
- d'un module transparent (2B), d'épaisseur E2 < El et comprenant une face supérieure (2Bs) et une face inférieure (2Bi) ;- a transparent module (2B), of thickness E2 <El and comprising an upper face (2Bs) and a lower face (2Bi);
- de deux bus de collecte (3A-, 3A+) ;- two collection buses (3A-, 3A +);
- d'un premier intercalaire réticulé (4A) disposé entre les faces inférieures (2ANA, 2Bi) des modules jointifs (2A, 2B) et la surface barrière inférieure (IA) ;- a first crosslinked interlayer (4A) disposed between the lower faces (2ANA, 2Bi) of the contiguous modules (2A, 2B) and the lower barrier surface (IA);
- de joints d'étanchéité (5A) assurant l'étanchéité entre la surface barrière inférieure (IA) et les faces inférieures (2ANA, 2Bi) des modules jointifs (2A, 2B) ;- seals (5A) ensuring the seal between the lower barrier surface (IA) and the lower faces (2ANA, 2Bi) of the contiguous modules (2A, 2B);
- d'un second intercalaire réticulé (4B) disposé entre les faces supérieures (2AA, 2Bs) des modules jointifs (2A, 2B) et la surface barrière supérieure (IB) ;- a second crosslinked interlayer (4B) disposed between the upper faces (2AA, 2Bs) of the contiguous modules (2A, 2B) and the upper barrier surface (IB);
- de joints d'étanchéité (5B) assurant l'étanchéité entre la surface barrière supérieure (IB) et les faces supérieures (2AA, 2Bs) des modules jointifs (2A et 2B).- seals (5B) ensuring the seal between the upper barrier surface (IB) and the upper faces (2AA, 2Bs) of the jointing modules (2A and 2B).
La figure 3B représente une vue en coupe d'une partie du produit issu du procédé d'assemblage dudit premier produit verrier selon l'invention. Les bus de collecte ainsi que les surfaces barrière n'y sont pas représentés.FIG. 3B represents a sectional view of part of the product resulting from the method of assembling said first glass product according to the invention. The collection buses and the barrier surfaces are not shown.
Lors du procédé d'assemblage selon l'invention, l'intercalaire non réticulé (qui va former après lamination l'intercalaire réticulé 4B du premier produit verrier) est composé d'un intercalaire supérieur 4S et d'un intercalaire intermédiaire (4). Afin d'éviter l'apparition de bulles d'air et/ou la casse de matériaux lors de la lamination, l'intercalaire intermédiaire (4) est un intercalaire à débordement. Cela signifie qu'il recouvre intégralement (aux joints d'étanchéité (5B) près) le module (2B) de plus faible épaisseur E2 et partiellement le module photovoltaïque (2A) du côté de sa face active (2AA). Quant à l'intercalaire supérieur (4S), qui est disposé sur l'intercalaire intermédiaire (4), il recouvre parfaitement les deux modules jointifs (2A, 2B) aux joints d'étanchéité (5B) près. L'intercalaire inférieur (41), qui est disposé sous les deux modules jointifs (2A, 2B), a les mêmes dimensions que l'ensemble formé par les deux modules jointifs (2A, 2B) aux joints d'étanchéité (5A) près.During the assembly process according to the invention, the non-crosslinked interlayer (which will form after lamination the crosslinked interlayer 4B of the first glass product) is composed of an upper interlayer 4S and an intermediate interlayer (4). In order to avoid the appearance of air bubbles and / or breakage of materials during lamination, the intermediate interlayer (4) is an overflow interlayer. This means that it completely covers (with the seals (5B) close) the module (2B) of thinner thickness E2 and partially the photovoltaic module (2A) on the side of its active face (2AA). As for the upper interlayer (4S), which is arranged on the intermediate interlayer (4), it perfectly covers the two adjoining modules (2A, 2B) apart from the seals (5B). The lower interlayer (41), which is arranged under the two adjoining modules (2A, 2B), has the same dimensions as the assembly formed by the two adjoining modules (2A, 2B) except for the seals (5A) .
Avantageusement, les intercalaires supérieur (4S) et intermédiaire (4) ont la même nature physico-chimique. Lors du procédé de lamination, ils réticulent parfaitement et permettent de compenser la différence d'épaisseur (E1-E2) entre le module photovoltaïque (2A) et le module transparent (2B). Un des avantages d'utiliser le même matériau d'intercalaire est d'homogénéiser l'impact visuel qu'auraient apporté deux intercalaires de natures physico-chimiques différentes, notamment par des phénomènes optiques à leur interface.Advantageously, the upper (4S) and intermediate (4) spacers have the same physico-chemical nature. During the lamination process, they crosslink perfectly and make it possible to compensate for the difference in thickness (E1-E2) between the photovoltaic module (2A) and the transparent module (2B). One of the advantages of using the same interlayer material is to homogenize the visual impact which two interleavers of different physicochemical natures would have brought, in particular by optical phenomena at their interface.
Par ailleurs, il est connu de l'homme du métier que l'épaisseur recommandée des intercalaires est fonction de la nature du matériau constitutif de la surface barrière. Par exemple, le tableau ci-dessous donne des recommandations concernant le nombre de films d'encapsulation d'EVA formant les différents intercalaires supérieur et inférieur, en fonction que la surface barrière soit en verre trempé ou flotté.Furthermore, it is known to those skilled in the art that the recommended thickness of the spacers depends on the nature of the material constituting the barrier surface. For example, the table below gives recommendations concerning the number of EVA encapsulation films forming the different upper and lower tabs, depending on whether the barrier surface is made of tempered or float glass.
Ce type d'assemblage avec intercalaires multiples peut être appliqué à tout type d'agencement présentant des différences d'épaisseurs entre les différentes parties à assembler. Par exemple, pour des raisons esthétiques, il peut être intéressant de disposer un module transparent (2B) d'épaisseur E2 inférieure à El au centre de quatre modules photovoltaïques (2A, 2C, 2D, 2E) d'épaisseur El, comme représenté sur la figure IB.This type of assembly with multiple spacers can be applied to any type of arrangement having differences in thickness between the different parts to be assembled. For example, for aesthetic reasons, it may be advantageous to have a transparent module (2B) of thickness E2 less than El at the center of four photovoltaic modules (2A, 2C, 2D, 2E) of thickness El, as shown in Figure IB.
La figure 4 représente une vue en coupe d'une partie du produit représenté à la figure IB, selon l'axe T, en vue de l'assemblage d'un second produit verrier selon l'invention. L'intercalaire intermédiaire (4) est à débordement sur les modules (2A, 2E). Les intercalaires supérieur (4S) et inférieur (41) ont même forme et même dimension 5 que l'ensemble des modules jointifs (2A, 2B, 2C, 2D, 2E), aux joints d'étanchéité (5B, 5A) près.4 shows a sectional view of part of the product shown in Figure IB, along the axis T, for the assembly of a second glass product according to the invention. The intermediate interlayer (4) has an overflow on the modules (2A, 2E). The upper (4S) and lower (41) spacers have the same shape and same dimension 5 as all of the adjoining modules (2A, 2B, 2C, 2D, 2E), except for the seals (5B, 5A).
L'homme du métier saura réaliser les interconnexions électriques entre les différents bus de collecte des différents modules photovoltaïques. Ces interconnexions ne sont donc pas rappelées ici et ne font pas partie de l'objet de l'invention.Those skilled in the art will know how to make the electrical interconnections between the various collection buses of the various photovoltaic modules. These interconnections are therefore not recalled here and do not form part of the object of the invention.
EXEMPLE DE REALISATIONEXAMPLE OF IMPLEMENTATION
Un exemple de produit verrier selon l'invention a été réalisé selon un montage d'un panneau photovoltaïque accolé à un verre nu, comme explicité à la figure 3A. Le produit verrier réalisé est composé :An example of a glass product according to the invention has been produced according to an assembly of a photovoltaic panel attached to a bare glass, as explained in FIG. 3A. The glass product produced is composed of:
-d'une surface barrière inférieure (IA) de forme rectangulaire en verre trempé de dimensions 1190mm (largeur) x 1200mm (longueur) x 4mm (épaisseur) ;-a lower barrier surface (IA) of rectangular tempered glass dimensions 1190mm (width) x 1200mm (length) x 4mm (thickness);
- d'une surface barrière supérieure (IB) rectangulaire en verre trempé, aux mêmes dimensions que ladite surface barrière inférieure (IA) ;- a rectangular upper barrier surface (IB) in tempered glass, with the same dimensions as said lower barrier surface (IA);
-d'un module photovoltaïque (2A) opaque rectangulaire de dimensions 1190mm x 70mm x 3mm (épaisseur) ;-a rectangular opaque photovoltaic module (2A) with dimensions 1190mm x 70mm x 3mm (thickness);
-D'un module de verre (2B) non trempé de dimensions 1190mm x 1130mm x 2,7mm (épaisseur) ;-Of a non-tempered glass module (2B) of dimensions 1190mm x 1130mm x 2.7mm (thickness);
- d'un premier bus de collecte (3A-) du module photovoltaïque (2) qui est un ruban adhésif métallique recouvert d'un liner de masquage noir de 2,5mm de largeur et de 120pm d'épaisseur totale ;- a first collection bus (3A-) of the photovoltaic module (2) which is a metallic adhesive tape covered with a black masking liner 2.5mm wide and 120pm total thickness;
-d'un second bus de collecte (3A+) du module photovoltaïque (2) dont la composition est identique au précédent et ses dimensions sont de 4mm de largeur et de 120pm d'épaisseur totale ;-a second collection bus (3A +) of the photovoltaic module (2) whose composition is identical to the previous one and its dimensions are 4mm in width and 120pm in total thickness;
- d'un premier intercalaire réticulé (4A) d'EVA de 0,76mm disposé entre les faces inférieures de l'ensemble des deux modules jointifs (2A et 2B) et la surface barrière inférieure (IA) ;- a first cross-linked spacer (4A) of 0.76mm EVA disposed between the lower faces of the assembly of the two adjoining modules (2A and 2B) and the lower barrier surface (IA);
-de joints d'étanchéité (5A) en PIB de dimensions 1,1mm (épaisseur) x 11mm (largeur) et assurant l'étanchéité entre la surface barrière inférieure (IA) et les faces inférieures des modules jointifs (2A, 2B) ;-seals (5A) in GDP of dimensions 1.1mm (thickness) x 11mm (width) and ensuring the seal between the lower barrier surface (IA) and the lower faces of the contiguous modules (2A, 2B);
-d'un second intercalaire réticulé (4B) disposé entre les faces supérieures des modules jointifs (2A, 2B) et la surface barrière supérieure (IB), ledit intercalaire est issu de la réticulation de l'intercalaire intermédiaire composé d'un film d'EVA de 0,38mm d'épaisseur et de l'intercalaire supérieure composé d'un film d'EVA de 0,76mm d'épaisseur lors du procédé de lamination sous vide en température;-a second crosslinked interlayer (4B) disposed between the upper faces of the adjoining modules (2A, 2B) and the upper barrier surface (IB), said interlayer comes from the crosslinking of the intermediate interlayer composed of a film d '' EVA 0.38mm thick and the upper interlayer composed of an EVA film 0.76mm thick during the temperature vacuum lamination process;
- de joints d'étanchéité (5B) identiques aux joints (5A) et assurant l'étanchéité entre la surface barrière supérieure (IB) et les faces supérieures des modules jointifs (2A, 2B).- seals (5B) identical to the seals (5A) and ensuring sealing between the upper barrier surface (IB) and the upper faces of the contiguous modules (2A, 2B).
Pour la réalisation de ce module, il faut procéder à l'assemblage des différents éléments précités, sans qu'un ordre prédéfini ne soit absolument nécessaire, puis à la lamination sous vide de l'ensemble pré-assemblé. Le procédé de lamination sous vide suit des étapes successives de mise sous vide, de stabilisation à température ambiante, de montée progressive en température par paliers jusqu'à atteindre 140°C, et enfin de refroidissement avec mise sous ventilation.For the realization of this module, it is necessary to assemble the various aforementioned elements, without a predefined order being absolutely necessary, then to the vacuum lamination of the pre-assembled assembly. The vacuum lamination process follows successive stages of evacuation, stabilization at room temperature, gradual rise in temperature in stages until reaching 140 ° C, and finally cooling with ventilation.
L'invention atteint les buts fixés, en proposant un procédé d'assemblage de modules jointifs d'épaisseurs différentes permettant d'obtenir un produit verrier de grande taille, tout en évitant la casse desdits modules et l'apparition de bulles d'air lors de la lamination dudit produit verrier.The invention achieves the set goals, by proposing a method of assembling joined modules of different thicknesses making it possible to obtain a large glass product, while avoiding breakage of said modules and the appearance of air bubbles during laminating said glass product.
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2018
- 2018-06-04 FR FR1800563A patent/FR3081768A1/en active Pending
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