FR3114203A1 - Dispositif ajustable de panneaux solaires - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un dispositif (1) ajustable de panneau solaire (140), ledit dispositif (1) comprenant une armature (10) comportant un rail inférieur (110), un rail supérieur (120) et au moins un panneau solaire (140) monté entre ledit rail inférieur (110) et ledit rail supérieur (120), au moins une jambe de force (150) comportant une première extrémité, reliée de manière articulée au rail supérieur (120), et une deuxième extrémité, une longrine avant (20-1) reliée de manière articulée au rail inférieur (110) et une longrine arrière (20-2) reliée de manière articulée à la deuxième extrémité de l’au moins une jambe de force (150).

Description

Dispositif ajustable de panneaux solaires
L’invention concerne le domaine des panneaux solaires et plus particulièrement un dispositif ajustable de panneaux solaires ainsi qu’un système de panneaux solaires comprenant au moins un tel dispositif. L’invention vise en particulier à fournir un dispositif et un système de panneaux solaires qui soient à la fois aisés à installer et qui permettent d’atteindre un rendement important.
Etat de la technique
Dans le domaine des énergies vertes, il est connu d’assembler des panneaux solaires afin de constituer des ensembles, appelés champs, de panneaux solaires photovoltaïques. Ces ensembles peuvent notamment être installés dans des endroits dégagés et soumis à un fort ensoleillement tels que des déserts par exemple. Dans ces installations, les panneaux solaires sont montés de manière fixe et permanente. Il est aussi connu d’utiliser des systèmes mobiles de panneaux solaires qui peuvent être installés et désinstallés rapidement afin notamment d’alimenter des installations temporaires telles que des chantiers par exemple.
Ainsi, on connaît du document US 2009/0320898 A1 une solution de panneaux solaires pliants. Toutefois, cette solution nécessite des panneaux solaires de faibles dimensions, notamment de faible épaisseur, afin d’être repliés les uns sur les autres, ce qui entraîne un rendement peu élevé de l’installation. On connaît ensuite des documents US 9773933 B2 et JP 5651006 B2 des solutions de panneaux pliables montés sur des rails. Cependant, ces solutions s’avèrent particulièrement complexes à fabriquer et à transporter. Enfin, une autre solution décrite dans le document EP3391533A1 utilise un ensemble de panneaux solaires reliés deux à deux et disposés sur des ballasts. Toutefois, cette solution est uniquement adaptée pour des latitudes proches de l’équateur car il est nécessaire d’étendre les panneaux afin qu’ils soient sensiblement horizontaux pour recevoir chacun de la lumière. Ce système n’est pas adapté pour orienter tous les panneaux solaires vers le soleil à un même instant sous des latitudes plus élevées, notamment en Europe et en Amérique du Nord, ce qui ne permet alors pas d’obtenir un rendement suffisant avec une petite installation ou nécessite d’utiliser une installation très importante, ce qui peut s’avérer particulièrement complexe et onéreux. Enfin, dans l’ensemble de ces solutions, les panneaux solaires sont articulés directement entre eux, ce qui nécessite de les percer pour monter des charnières ou bien de souder des charnières directement sur les panneaux, les disqualifiant ainsi de la garantie du constructeur des panneaux, ce qui présente un inconvénient majeur.
Il existe donc le besoin d’une solution simple, fiable et efficace de dispositif et système de panneaux solaires présentant un rendement optimisé quelle que soit la latitude tout en permettant de conserver la garantie du constructeur desdits panneaux.
A cette fin, l’invention concerne tout d’abord un dispositif ajustable de panneau(x) solaire(s), notamment photovoltaïque(s), ledit dispositif comprenant :
  • une armature comportant un rail inférieur, un rail supérieur, au moins un panneau solaire monté entre ledit rail inférieur et ledit rail supérieur, au moins une jambe de force comportant une première extrémité, reliée de manière articulée au rail supérieur, et une deuxième extrémité,
  • une longrine avant reliée de manière articulée au rail inférieur,
  • une longrine arrière reliée de manière articulée à la deuxième extrémité de l’au moins une jambe de force.
L’armature du dispositif selon l’invention permet de monter un ou plusieurs panneaux solaires sur des longrines sans avoir besoin de percer lesdits panneaux solaires, ce qui permet de conserver la garantie du constructeur des panneaux. En outre, l’utilisation d’une armature permet un montage rapide du dispositif puisqu’il suffit d’insérer les panneaux entre le rail inférieur et le rail supérieur. De plus, l’utilisation d’une ou plusieurs jambes de force articulées sur la longrine arrière permet d’orienter le ou les panneaux solaires de sorte qu’ils reçoivent le maximum de lumière quelle que soit la latitude à laquelle se trouve le dispositif.
De préférence, l’armature comporte une pluralité de panneaux solaires, par exemple deux, trois ou quatre afin d’augmenter le rendement du dispositif.
De préférence encore, l’armature comporte une pluralité de jambes de force afin de maintenir le rail supérieur fermement en appui sur la longrine arrière.
De manière avantageuse, l’au moins une jambe de force est réglable en longueur afin de pouvoir affiner l’orientation des panneaux solaires sans déplacer les longrines, notamment pour s’adapter à différents environnements, aux différentes saisons ou à la position du soleil.
Dans une forme de réalisation, l’au moins une jambe de force est télescopique, ce qui permet d’affiner l’orientation des panneaux solaires de manière aisée et rapide et de s’adapter à différents types de panneaux solaires.
Avantageusement, l’au moins une jambe de force comprend une articulation de type pivot ou rotule, ce qui permet affiner l’orientation des panneaux solaires de manière aisée et rapide.
Dans une forme de réalisation, l’articulation reliant la longrine avant et le rail inférieur est de type pivot ou rotule afin de pouvoir installer le dispositif facilement et rapidement.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend une pluralité d’articulations reliant la longrine avant et le rail inférieur afin de rendre aisé et rapide le déploiement du dispositif, notamment par un engin de chantier.
Dans une forme de réalisation, l’articulation reliant l’au moins une jambe de force et le rail supérieur est de type pivot ou rotule afin de pouvoir installer le dispositif facilement et rapidement.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend une pluralité d’articulations reliant l’au moins une jambe de force et le rail supérieur afin de rendre aisé et rapide le déploiement du dispositif, notamment par un engin de chantier.
Dans une forme de réalisation, l’articulation reliant la longrine arrière et l’au moins une jambe de force est de type pivot ou rotule afin de pouvoir installer le dispositif facilement et rapidement.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend une pluralité d’articulations reliant la longrine arrière et l’au moins une jambe de force afin de rendre aisé et rapide le déploiement du dispositif, notamment par un engin de chantier.
De préférence, l’armature comprend au moins une barre de structure, de préférence une pluralité de barres de structure, reliant le rail inférieur au rail supérieur afin de maintenir l’au moins un panneau solaire solidement entre le rail inférieur et le rail supérieur, l’armature formant alors un cadre fermé dans lequel sont montés le ou les panneaux solaires.
Dans une forme de réalisation, l’au moins un panneau solaire est monté sur le rail supérieur et/ou sur le rail inférieur par solidarisation, par exemple par vissage ou par pincement, afin de le maintenir solidement. Le montage peut être réalisé à l’aide de moyens de fixation, par exemple de type vis auto-foreuses ou clips de fixation.
L’invention concerne aussi un système de panneau solaire, ledit système comportant au moins deux dispositifs tels que présentés précédemment, système dans lequel, la longrine arrière d’un premier dispositif et la longrine avant d’un deuxième dispositif étant confondues, ladite longrine est reliée à la fois à la deuxième extrémité de l’au moins une jambe de force du premier dispositif et au rail inférieur de l’armature du deuxième dispositif.
Description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 illustre schématiquement une forme de réalisation du dispositif selon l’invention.
La figure 2 est une vue partielle agrandie du rail supérieur montrant un organe de fixation en U dudit rail supérieur.
La figure 3 illustre schématiquement deux longrines du dispositif de la figure 1 disposées côte à côte.
La figure 4 illustre schématiquement la fixation d’une platine métallique sur une longrine.
La figure 5 illustre le montage de deux panneaux solaires sur le rail inférieur du dispositif de la figure 1.
La figure 6 illustre le montage de moyens de fixation entre les panneaux solaires et le rail inférieur de la figure 5.
La figure 7 illustre le montage du rail supérieur sur les panneaux solaires de l’assemblage de la figure 6.
La figure 8 illustre le montage de moyens de fixation entre les panneaux solaires et le rail supérieur de la figure 7.
La figure 9 illustre le montage de barres de structure entre le rail supérieur et le rail inférieur de l’assemblage de la figure 8, contre les bords des panneaux solaires.
La figure 10 illustre le montage de moyens de fixation entre les panneaux solaires et les barres de structure assemblées à la figure 9.
La figure 11 illustre le montage d’un troisième et d’un quatrième panneau solaire de part et d’autres des barres de structure, entre le rail supérieur et le rail inférieur de l’assemblage de la figure 10.
La figure 12 illustre le montage de moyens de fixation entre le troisième et le quatrième panneau solaire et le rail inférieur de l’assemblage de la figure 11.
La figure 13 illustre le montage de moyens de fixation entre le troisième et le quatrième panneau solaire et les barres de structure de l’assemblage de la figure 12.
La figure 14 illustre le montage de moyens de fixation entre le troisième et le quatrième panneau solaire et le rail supérieur de l’assemblage de la figure 13.
La figure 15 illustre le montage de l’assemblage de la figure 14 sur la longrine avant de l’ensemble de longrines de la figure 3.
La figure 16 est une vue détaillée de l’articulation entre l’armature et la longrine avant de l’assemblage de la figure 15.
La figure 17 illustre le montage des jambes de force sur le rail supérieur de l’assemblage de la figure 15.
La figure 18 illustre le montage d’une deuxième armature d’un deuxième dispositif, identique au premier dispositif, sur la longrine arrière dudit premier dispositif et sur une troisième longrine, arrière, afin de constituer un système de panneaux solaires à deux armatures et trois longrines.
La figure 19 illustre un système replié de panneaux solaires à quatre armatures et cinq longrines.
La figure 20 illustre le déploiement d’un système de panneaux solaires à l’aide d’un engin de chantier.
Description détaillée d’au moins un mode de réalisation
Le dispositif selon l’invention est un dispositif à panneaux solaires, notamment de type photovoltaïques, permettant de transformer l’énergie solaire en électricité. Le dispositif peut être facilement déplacé au sens où il peut être installé et désinstallé très rapidement, par exemple sur un chantier. Le dispositif est également ajustable au sens où l’orientation des panneaux solaires du dispositif peut être adaptée angulairement pour que tous les panneaux soient face au soleil simultanément, quelle que soit la latitude à laquelle se trouve le dispositif, optimisant ainsi au maximum le rendement du dispositif.
On a représenté à la figure 1 une forme de réalisation du dispositif 1 selon l’invention.
Dispositif 1
Dans cet exemple, le dispositif 1 comprend une armature 10, une longrine avant 20-1 et une longrine arrière 20-2.
Armature 10
L’armature 10 comprend un rail inférieur 110, un rail supérieur 120, deux barres de structure 130 (visibles sur la figure 9), quatre panneaux solaires 140 et deux jambes de force 150.
Le rail inférieur 110 et le rail supérieur 120 sont parallèles entre eux et parallèles à l’axe longitudinal de la longrine avant 20-1 et de la longrine arrière 20-2.
Le rail inférieur 110 et le rail supérieur 120 présentent chacun une section transversale en forme de U dimensionnée pour recevoir les bords des panneaux solaires 140, notamment le cadre 141 des panneaux solaires 140 comme illustré sur la figure 5.
Dans cet exemple, les panneaux solaires 140 sont disposés dans le rail inférieur 110 et dans le rail supérieur 120. Les panneaux solaires 140 peuvent être fixés au rail inférieur 110 et au rail supérieur 120, par exemple par pincement ou par vissage, notamment à l’aide de vis auto-foreuses ou de clips de fixation.
Le rail inférieur 110 et le rail supérieur 120 comportent chacun deux organes de fixation 110A, 120A identiques se présentant sous la forme d’une chape en forme de U (figure 7). Un organe de fixation 120A du rail supérieur 120 est illustré sur la figure 2. L’organe de fixation 120A comporte une embase 120A1 et deux plaques 120A2 s’étendant perpendiculairement à ladite embase 120A1. La largeur interne entre les plaques d’un organe de fixation 120A est dimensionnée pour que l’organe de fixation 120A reçoive les plaques des platines des longrines avant 20-1 ou la première extrémité d’une jambe de force 150, qui seront décrites ci-après, afin de pouvoir fixer l’armature 10 sur la longrine avant 20-1 et sur la longrine arrière 20-2 à l’aide d’un système de vis et d’écrou formant une liaison pivot.
Les barres de structure 130 (figure 9) sont montées de part et d’autre des deux panneaux solaires 140 centraux afin de les maintenir dans le cadre ainsi formé avec le rail inférieur 110 et le rail supérieur 120.
Dans cet exemple, le dispositif 1 comporte quatre panneaux solaires 140 mais pourrait en comporter plus ou moins de quatre, par exemple un seul, deux, trois, cinq, six, sept, huit, etc.
Chaque panneau solaire 140 comprend des cellules permettant de convertir l’énergie solaire en énergie électrique. Ces cellules sont montées dans un cadre 141 (figures 5 et 6) qui permet de manipuler ledit panneau solaire 140 afin notamment de le monter entre le rail inférieur 110 et le rail supérieur 120.
En référence à la figure 17, chaque jambe de force 150 comporte une tige 151 allongée comportant une première extrémité 151A et une deuxième extrémité 151B. La première extrémité 151A est apte à être fixée à un organe de fixation 120A du rail supérieur 120 et la deuxième extrémité 151B est apte à être fixée à une platine 52 de longrine arrière 20-2 (figure 18), par exemple à l’aide d’un système de boulon 55 et d’écrou (non visible). A cette fin, la première extrémité 151A et la deuxième extrémité 151B comporte chacun un organe de montage 152 présentant un profil latéral en forme de L dont un côté est fixé sur l’extrémité 151A, 151B correspondante de la tige 151 et dont l’autre côté présente deux plaques parallèles comportant chacun un orifice en vis-à-vis afin d’être fixé de manière articulée respectivement sur un organe de fixation 120A du rail supérieur 120 ou sur une platine 52 de longrine arrière 20-2 par l’intermédiaire d’un système de boulon et d’écrou, de préférence le même que celui traversant les orifices des plaques 52B des platines 52 de la longrine arrière 20-2 (figure 18).
Dans cet exemple, l’articulation reliant chaque jambe de force 150 au rail supérieur 110 est de type pivot mais pourrait tout aussi bien être de type rotule. De même, l’articulation reliant la longrine arrière 20-2 à chaque jambe de force 150 est de type pivot mais pourrait tout aussi bien être de type rotule.
Les jambes de force 150 peuvent être réglables en longueur. Par exemple, les jambes de force 150 peuvent être télescopiques.
Les jambes de force 150 pourraient aussi comprendre une articulation de type pivot ou rotule, par exemple située dans la partie centrale de la tige, afin de pouvoir orienter les panneaux solaires 140 plus aisément vers le soleil.
Longrine avant 20 -1 et longrine arrière 20-2
La figure 3 illustre une longrine avant 20-1 et une longrine arrière 20-2 disposée côte à côte. La longrine avant 20-1 et la longrine arrière 20-2 sont identiques et comportent chacune un corps 50 monobloc, de préférence réalisé en un matériau lourd, par exemple en béton, afin de maintenir fermement le dispositif 1 dans une position d’utilisation, comme illustrée sur la figure 1. En variante, la longrine avant 20-1 et la longrine arrière 20-2 pourraient comporter un corps monobloc creux réalisé en un matériau plastique, par exemple rempli d’eau pour le lester.
Le corps 50 comporte dans cet exemple trois portions de support 51 destinées à reposer sur le sol et une face supérieur 50A sur laquelle sont fixées deux platines 52 métalliques. Les portions de support 51 délimitent deux évidements 51A permettant l’insertion des fourches d’un engin, par exemple de type chariot élévateur 100 (figure 20).
En référence à la figure 4, chaque platine 52 métallique comporte une embase 52A plane de forme rectangulaire venant en contact avec la face supérieure 50A du corps 50 et au centre de laquelle est percé un orifice 52A-1 à travers lequel passe une vis 53 permettant de fixer la platine 52 sur la longrine avant 20-1 ou la longrine arrière 20-2. Deux plaques 52B planes parallèles s’étendent perpendiculairement depuis l’embase 52A et comportent chacune un orifice 52B-1 en regard l’un de l’autre afin de permettre le passage d’une boulon 55 permettant la fixation de l’armature 10 sur la longrine avant 20-1 dans le cas d’une longrine avant 20-1 comme illustré sur la figure 16 ou bien le passage d’un boulon 55 permettant (avec un écrou) la fixation d’une jambe de force 150 sur la longrine arrière 20-2 dans le cas d’une longrine arrière 20-2 comme illustré sur la figure 18.
Dans l’exemple illustré sur les figures, l’articulation reliant la longrine avant 20-1 et le rail inférieur 110 est de type pivot mais pourrait tout aussi bien être de type rotule.
Dans l’exemple de dispositif 1 illustré sur les figures, la longrine avant 20-1 et l’armature 10 sont reliés au niveau de deux articulations, le rail supérieur 120 et les jambes de forces 150 sont reliés au niveau de deux articulations et l’armature 10 et la longrine arrière 20-2 sont reliés au niveau de deux articulations, mais il va de soi que le dispositif 1 pourrait comprendre plus ou moins d’articulations entre l’armature 10 et la longrine avant 20-1, entre l’armature et la longrine arrière 20-2 ou entre le rail supérieur 120 et les jambes de force 150, le nombre de jambes de forces correspondant audit nombre d’articulations.
Assemblage
L’assemblage du dispositif de la figure 1 va maintenant être décrit en référence aux figures 5 à 17.
Tout d’abord, en référence à la figure 5, deux panneaux solaires 140 sont disposés côte à côte dans le rail inférieur 110 puis sont fixés dans ledit rail inférieur 110. Cette fixation est de préférence réalisée par vissage, par exemple à l’aide de vis auto-foreuses, ou par pincement, par exemple à l’aide de clips, mais pourrait être réalisée par tout autre méthode adaptée. Dans cet exemple, la fixation est réalisée à l’aide de moyens de fixation 60 de type vis auto-foreuses ou clips de fixation (figure 6).
Le rail supérieur 120 est ensuite positionné sur les deux panneaux solaires 140 (figure 7) qui sont ensuite fixés dans ledit rail supérieur 120 à l’aide des moyens de fixation 60 (figure 8).
Afin de maintenir latéralement les deux panneaux solaires 140 et former une structure ou cadre, deux barres de structure 130 sont insérées entre le rail inférieur 110 et le rail supérieur 120 de part et d’autre des panneaux solaires 140 comme illustré à la figure 9. Les barres de structure 130 sont fixées sur le rail inférieur 110 et sur le rail supérieur 120, par exemple à l’aide de vis. Le rail inférieur 110, le rail supérieur 120 et les deux barres de structure 130 constituent ainsi la structure de l’armature 10 du dispositif 1.
Ensuite, deux paires de moyens de fixation 60 sont fixées entre les panneaux solaires 140 et les barres de structure 130 pour bloquer les deux panneaux solaires 140 (figure 10).
Comme illustré à la figure 11, deux autres panneaux solaires 140 sont ensuite insérés entre le rail inférieur 110 et sur le rail supérieur 120 de part et d’autre des barres de structure 130. Plus précisément, un panneau solaire 140 est inséré d’un côté de l’assemblage tandis qu’un autre panneau solaire 140 est inséré de l’autre côté de l’assemblage.
Deux moyens de fixation 60 sont placés et fixés entre les panneaux solaires 140 latéraux et le rail inférieur 110 (figure 12), deux paires de moyens de fixation 60 sont fixées entre les panneaux solaires 140 latéraux et les barres de structure 130 (figure 13) et deux moyens de fixation 60 sont fixés entre les panneaux solaires 140 latéraux et le rail supérieur 120 (figure 14) afin de rendre l’ensemble solidaire.
Système
On a représenté à la figure 18 un exemple de système comportant deux dispositifs 1-1, 1-2 tels que présentés ci-avant.
Dans ce système, la longrine arrière 20-2 du premier dispositif 1-1 correspond à la longrine avant 20-1 du deuxième dispositif 1-2, ladite longrine 20-1, 20-2 étant reliée à la fois aux jambes de force 150 du premier dispositif 1-1 et aux organes de fixation 110A du rail inférieur 110 de l’armature 10 du deuxième dispositif 1-2.
Le système peut comprendre une multitude de dispositifs, par exemple quatre armatures montées sur cinq longrines comme illustré sur la figure 19. Avantageusement, comme chaque dispositif 1 partage une longrine avec le dispositif adjacent, N armatures 10 de panneaux solaires 140 peuvent être supportées avec seulement N+1 longrines.
Enfin, la figure 20 illustre le déploiement d’un système à huit dispositifs 1 (huit armatures 10 et neuf longrines 20-1, 20-2). Ce déploiement peut avantageusement être réalisé à l’aide d’un engin de chantier de type chariot élévateur 100.
Le dispositif 1 selon l’invention permet donc d’orienter aisément et rapidement tous les panneaux solaires 140 vers le soleil quelle que soit la latitude, optimisant ainsi le rendement de l’installation. Le système selon l’invention est simple et rapide à installer et permet un rendement optimisé de la production d’électricité lorsque tous les panneaux solaires 140 ont été orientés vers le soleil.

Claims (10)

  1. Dispositif (1) ajustable de panneau solaire (140), ledit dispositif (1) comprenant :
    • une armature (10) comportant un rail inférieur (110), un rail supérieur (120) et au moins un panneau solaire (140) monté entre ledit rail inférieur (110) et ledit rail supérieur (120), au moins une jambe de force (150) comportant une première extrémité, reliée de manière articulée au rail supérieur (120), et une deuxième extrémité,
    • une longrine avant (20-1) reliée de manière articulée au rail inférieur (110),
    • une longrine arrière (20-2) reliée de manière articulée à la deuxième extrémité de l’au moins une jambe de force (150).
  2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une jambe de force (150) est réglable en longueur.
  3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’au moins une jambe de force (150) est télescopique.
  4. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une jambe de force (150) comprend une articulation de type pivot ou rotule.
  5. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’articulation reliant la longrine avant (20-1) et le rail inférieur (110) est de type pivot ou rotule.
  6. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’articulation reliant l’au moins une jambe de force (150) et le rail supérieur (120) est de type pivot ou rotule.
  7. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’articulation reliant la longrine arrière (20-2) et l’au moins une jambe de force (150) est de type pivot ou rotule.
  8. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’armature (10) comprend au moins une barre de structure (130) reliant le rail inférieur (110) au rail supérieur (120).
  9. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins un panneau solaire (140) est monté sur le rail supérieur (120) et/ou sur le rail inférieur (110) par pincement ou par vissage.
  10. Système de panneau solaire (140), ledit système comportant au moins deux dispositifs (1 ; 1-1, 1-2) selon l’une des revendications précédentes, système dans lequel, la longrine arrière (20-2) d’un premier dispositif (1-1) et la longrine avant (20-1) d’un deuxième dispositif (1-2) étant confondues, ladite longrine (20-1, 20-2) est reliée à la fois à la deuxième extrémité (151B) de l’au moins une jambe de force (150) du premier dispositif (1-1) et au rail inférieur (110) de l’armature (10) du deuxième dispositif (1-2).
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