WO2011023902A2 - Dispositif de fixation et procede de montage de modules solaires - Google Patents

Dispositif de fixation et procede de montage de modules solaires Download PDF

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Hans-Werner Kuster
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the present invention relates to a device for attaching a solar energy recovery module to a structure, such as a roof, a facade or a load-bearing structure in the open field, and to a mounting method of at least one energy recovery module derived from solar radiation on a structure.
  • a solar energy recovery module can be, in particular, a photovoltaic solar module, able to convert the energy from solar radiation into electrical energy, a solar thermal module, able to convert energy from solar radiation in thermal energy recovered in a heat transfer fluid, or a mixed solar module implementing these two types of energy conversion.
  • a photovoltaic solar module is in the form of a laminated glazing unit comprising photovoltaic cells interposed between a transparent front substrate intended to be arranged on the side of incidence of solar radiation on the module, and a transparent rear substrate. or opaque, intended to be arranged opposite a mounting structure of the module.
  • the front and rear substrates may in particular be formed by glass or thermoplastic polymer plates.
  • the module is conventionally equipped with a metal frame, in particular made of aluminum, which covers its periphery. Fixing the module on the mounting structure is then obtained by joining the frame with the structure and / or with the frame of another module, in the case of mounting several juxtaposed modules.
  • the fastening of the frame of each module with the mounting structure and possibly with adjacent module frames is most often done by screwing or bolting. This results in a relatively long assembly time photovoltaic modules on the structure, as well as a relatively long disassembly time in case of failure of one or more modules. Furthermore, the presence of a metal frame at the periphery of each module and the fixing of the module on the structure at this frame causes the appearance of mechanical stresses on the periphery of the module, which adversely affects the mechanical strength of the module. module. In addition, the metal frame of each module covers active surface portions at the periphery of the module which, if they were not covered, would participate in the energy conversion, which limits the efficiency of the module.
  • the invention intends to remedy more particularly by proposing a fixing device enabling a quick and reliable mounting of solar modules on a receiving structure, without weakening the structure of the modules, as well as an easy replacement. modules once mounted on a structure, for example in case of failure.
  • the invention relates to a device for fixing at least one energy recovery module derived from solar radiation on a structure, such as a roof, a facade or a load-bearing structure in the open field, in wherein the module is provided with at least one fastener on its face intended to be opposite the structure, the device comprising at least one support integral with the structure, the fastener and the support being adapted to be hooked one by relative to the other for fixing the module relative to the structure, characterized in that the support is secured to the latching structure.
  • the support comprises a detent part defining an interior volume for receiving a part of the structure, the detent part being elastically deformable and adapted to grip the part of the structure in its interior volume;
  • the fastener comprises a pattern, projecting or recessed, capable of coming into engagement with a complementary hollow or projecting pattern of the support, the fastener and the support being able to be hung relative to one another; the other by engaging their respective motives;
  • the patterns of the fastener and the support each have a cross-section which decreases in one direction of the pattern, the patterns of the fastener and of the support being able to come into mutual engagement by a sliding movement of the relative to the other in the said direction of the pattern;
  • the motif of the fastener and the pattern of the support are of trapezoidal complementary shapes
  • the support comprises a first latching portion on the structure and a second latching portion relative to a fastener, the first and second parts being spaced apart from each other;
  • the support comprises means for modulating the distance between the first and second parts
  • the device comprises at least two fasteners integral with the face of the module and two supports integral with the structure, the distance between the first and second parts of one of the supports being different from the distance between the first and second parts of the structure; another support such that in fixed configuration of the module on the structure, the module is inclined at an angle with respect to a mean plane of attachment of modules on the structure;
  • the fastener is made of an electrical insulating material, in particular a polymer material or a polymer matrix;
  • the support consists of an electrical insulating material, in particular a polymer material or a polymer matrix;
  • the device comprises at least two fasteners secured to the face of the module being regularly distributed over said module face and offset internally relative to the peripheral edges of the module;
  • the module is a photovoltaic module without a frame, which comprises a front substrate, a rear substrate and at least one photovoltaic cell interposed between the front and rear substrates, the or each fastener being integral with a face of the rear substrate opposite to the photovoltaic cell.
  • the invention also relates to a method of mounting at least one energy recovery module from solar radiation on a structure, such as a roof, a facade or a load-bearing structure in the open field, by means of a fixing device as described above, comprising steps in which:
  • At least one fastener is secured to the face of the module which is intended to face the structure
  • the mounting method comprises steps in which:
  • At least one fastener is secured to the face of the module which is intended to face the structure
  • the module is fixed relative to the structure by putting the patterns of the fastener and the support in mutual engagement by a downward sliding movement in the direction of the ground, the fastener relative to the support.
  • such a mounting method comprises steps in which:
  • At least one first and one second fastener is secured to the face of the module which is intended to face the structure;
  • - Snap at least a first and a second support relative to the structure;
  • FIG. 1 is a perspective view of photovoltaic solar modules mounted on a carrying structure by means of fixing devices according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view on a larger scale according to the arrow II of Figure 1;
  • FIG. 3 is an enlarged and exploded view of detail III of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a perspective view along the arrow IV of Figure 3, on which the photovoltaic module has been omitted;
  • FIG. 5 is a perspective view from below of a photovoltaic module of FIG. 1 provided with fasteners of its fixing device;
  • FIG. 6 is a view similar to Figure 5, but in exploded perspective
  • FIG. 7 is an elevational view of photovoltaic solar modules mounted on a support structure by means of fixing devices according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a perspective view on a larger scale of a support of a fixing device of FIG. 7; and FIG. 9 is a view similar to FIG. 7 of solar photovoltaic modules mounted, by means of fixing devices according to the first embodiment of the invention, on a different carrier structure of the load-bearing structures shown in FIGS. 1 and 7; .
  • photovoltaic modules 10 are mounted on a carrier structure 30, of the carrier structure type in the open field, by means of fixing devices 1 according to the invention.
  • the structure 30 is adapted to receive the modules 10 with an inclination relative to the horizontal, designed to maximize the incident solar radiation on the module.
  • ⁇ is the average plane of attachment of the modules 10 on the structure 30, which is inclined at an angle ⁇ relative to the horizontal.
  • the angle ⁇ of inclination of the mean plane ⁇ with respect to the horizontal is of the order of 45 °. More generally, the angle ⁇ may be between 0 ° and 90 °, preferably between 10 ° and 90 °.
  • the structure 30 is a stainless steel structure comprising a plurality of beams 31, 33, 35 arranged between them so as to form a frame thangulate, on which are fixed cross members 37 with a quadrilateral cross section.
  • the crosspieces 37, of which X37 is a longitudinal axis, are mutually parallel and intended to receive a plurality of juxtaposed photovoltaic modules 10, each photovoltaic module 10 being mounted on the structure 30 by means of the fixing device 1.
  • This fixing device 1 comprises, for each module 10, four fasteners 20 integral with the module and four supports 40 integral with the structure.
  • each module 10 is a parallelepiped photovoltaic module without a frame, which comprises a front substrate 11, a rear substrate 12 and one or more photovoltaic cells 13 interposed between the front 11 and rear 12 substrates.
  • front substrate 11, intended to be arranged on the side of incidence of solar radiation on the module 10 is transparent, for example consisting of an extra-clear transparent glass or a transparent thermoplastic polymer such as polycarbonate, polyurethane or polymethylmethacrylate.
  • the rear substrate 12, intended to be arranged facing the structure 30, is made of any suitable material, transparent or not.
  • the or each photovoltaic cell 13 positioned between the substrates 11 and 12 is formed by a stack of thin layers successively comprising, from the front substrate 11, an electrically conductive transparent layer 14, in particular based on transparent conductive oxide (Transparent Conductive Oxide). or TCO), which forms a front electrode of the cell; an absorber layer 15 adapted to ensure the conversion of the energy from the solar radiation incident on the cell into electrical energy, in particular a thin film based on silicon, amorphous or microcrystalline, or based on cadmium telluride; and an electrically conductive layer 16 which forms a back electrode of the cell.
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • an absorber layer 15 adapted to ensure the conversion of the energy from the solar radiation incident on the cell into electrical energy, in particular a thin film based on silicon, amorphous or microcrystalline, or based on cadmium telluride
  • an electrically conductive layer 16 which forms a back electrode of the cell.
  • the absorber layer 15 of the or each cell 13 may be a thin layer of chalcopyrite compound comprising copper, indium and selenium, said CIS absorber layer, optionally supplemented with gallium (layer of CIGS absorber), aluminum or sulfur.
  • the or each thin-film cell 13 comprises a stack similar to that described above, a not shown polymeric lamination interlayer being furthermore positioned between the front electrode 14 of the cell and the front substrate 11, so as to to ensure a good cohesion of the module 10 during its assembly.
  • the lamination interlayer may in particular be made of polyvinyl butyral (PVB) or ethylene vinyl acetate (EVA).
  • the or each cell 13 may be formed from "wafers" or polycrystalline or monocrystalline silicate wafers forming a p / n junction.
  • connection boxes 50 are equipped with two connection boxes 50, integral with the face 10A of the module intended to face the structure 30, which is the face of the rear substrate 12 opposite the or each photovoltaic cell 13.
  • connection boxes 50 are secured to the face 10A of the module by any appropriate means, in particular by gluing, and are positioned symmetrically to each other with respect to a longitudinal center axis X10 of the module, at a middle portion of the module relative to the direction of the axis X10.
  • the junction boxes 50 are connected to each other and to the outside by means of cables 52, which allows the electrical connection of the module 10, once mounted on the structure 30, with adjacent modules 10 and unrepresented setting devices. available electric current.
  • each module 10 is provided with four fasteners 20, secured to the face 10A of the module by gluing by means of an adhesive material.
  • the four fasteners 20 are identical to each other and evenly distributed on the face 10A of the module 10, being internally offset relative to the longitudinal peripheral edges 18 and transverse 19 of the module. More specifically, if one divides the face 10A of the module into four dials of the same dimensions, the fasteners 20 are each positioned at a central portion of one of the dials.
  • Such an arrangement of the fasteners 20 distributed on the face 10A makes it possible to reinforce the structure of the module 10 and to improve its mechanical strength.
  • each support 40 has a first latching portion 42 on the structure 30 and a second hooking portion 44 relative to a fastener 20.
  • the latching portion 42 generally has a U-shape, where the opening of the U is partially closed by a rim 43.
  • One of the lateral branches of the U-shaped detent portion 42 is formed by the attachment portion 44, while the Another side branch 41 of the U-shaped detent portion 42 is extended by the flange 43, curved toward the engaging portion 44.
  • the detent portion 42 has a quadrilateral cross-section, open between the flange 43 and the portion 44, which is complementary to the cross section of each cross member 37.
  • Each support 40 of the fixing device 1 is made of an elastically deformable material, so that the lateral branches 41 and 44 of the detent part 42 are able to be elastically separated from each other. It is thus possible to enlarge the opening delimited between the rim 43 and the attachment portion 44, in order to obtain the snap of the portion 42 on a crossmember 37 of the structure 30.
  • each support 40 is made of an electrical insulating material, in particular a polymer or polymer matrix material, such as polypropylene, preferably reinforced with fibers, in particular glass fibers.
  • each fastener 20 is in the form of a parallelepipedal plate of thickness e 2 o, of which one face 2OA comprises the recessed pattern 25.
  • each fastener 20 of the fixing device 1 is made of an electrical insulating material, in particular a polymer or polymer matrix material, such as polypropylene, possibly reinforced with fibers, such as glass fibers.
  • each fastener 20 and each support 40 of the fixing device 1 according to the invention are made of a polymer material or a polymer matrix
  • each fastener 20 and each support 40 is advantageously shaped by molding, in particular by injection molding, or by any other appropriate method.
  • the recessed pattern 25 of each fastener 20 and the projecting pattern 45 of each support 40 have complementary trapezoidal profiles, the cross-section S25, S 45 of each pattern 25, 45 decreasing in a longitudinal direction X25, X45 of the pattern.
  • the patterns 25 and 45 of a fastener and a support 40 of the device 1 are thus able to come into mutual engagement by a sliding movement of one with respect to the other in the longitudinal direction X25, X45 of the patterns. as shown by the arrow F 1 in FIG. 2.
  • the pattern of a fastener 20 is engaged with the pattern 45 of a carrier 40, the fastener and the carrier are hooked relative to one another. other.
  • This attachment of the fastener 20 and the support 40 is reversible, insofar as, when the patterns 25 and 45 are in mutual engagement, there remains a degree of freedom of translation of the fastener 20 relative to the support 40, in the direction of the arrow F 2 of Figure 2 opposite the arrow Fi. In other words, when the patterns 25 and 45 are in mutual engagement, the fastener 20 and the support 40 are immobilized relative to each other except in the direction of the arrow F 2 .
  • each fastener 20 is fixed on the face 10A of the module 10 so that the X axis 25 of its recessed pattern 25 is parallel to the longitudinal axis X10 of the module.
  • the thickness e 2 o of each fastener 20 of the device 1 is equal to the thickness e 50 of each of the two connection boxes 50 of the module 10.
  • the four supports 40 for receiving a module 10 are distributed in pairs on two adjacent crosspieces 37, one of these crosspieces, called the upper cross member, being disposed above the other, called the lower cross member, because of the fact that angle of inclination ⁇ of the plane ⁇ for attaching modules to the structure 30.
  • the axis X 45 of the projecting pattern 45 of the support is oriented transversely relative to the X37 axis of the cross.
  • the invention for which the average plane ⁇ for fixing modules is inclined relative to the horizontal according to the angle ⁇ between 0 ° and 90 °, preferably between 10 ° and 90 °, by means of the fixing device 1 complies the invention comprises steps as described below.
  • Supports 40 are also secured to the structure 30, by snapping the portion 42 of each support on cross members 37 of the structure. More specifically, for each module 10, four supports 40 are snapped onto two adjacent crosspieces 37, upper and lower because of the angle of inclination ⁇ of the plane ⁇ , namely two supports on the upper cross member 37 and two supports on the crossbar 37 lower, by arranging the supports on the sleepers with a suitable spacing corresponding to the spacing between the fasteners 20 of the modules 10. Each support 40 is snapped onto the corresponding cross member 37 so that the cross section S 45 of its pattern 45 decreases towards the ground.
  • each support 40 is mounted loosely or with a certain clearance on the crossmember 37 corresponding in snapped configuration, that is to say with the possibility of sliding of the support 40 relative to the crossbar 37, it is possible to adjust the positioning of the supports 40 on the structure 30, prior to assembly of the modules 10 or during assembly. This positioning is then blocked by gluing the supports 40 relative to the structure 30, by means of an adhesive material which fills the clearance between the portion 42 and the cross member 37.
  • each module 10 is fixed relative to the structure 30 by putting the patterns 25 of the four fasteners 20 of the module in engagement with the patterns 45 of the four brackets 40 snapped into place. on the structure 30 for this purpose.
  • This mutual engagement of the patterns 25 and 45 is obtained by a downward sliding movement, in the direction of the arrow F 1 of FIG. 2, in the direction of the ground, of the module 10 with respect to the structure 30.
  • the step of securing the fasteners 20 with the face 10A of each module is performed on the manufacturing site of the modules 10, in an integrated manner on the module manufacturing line, while the following steps are performed on the module assembly site 10.
  • the disassembly of the module 10 operates in a particularly simple manner, by an upward sliding movement. , in the direction of the arrow F 2 in FIG. 2, of the module 10 with respect to the structure 30.
  • the fixing device 1 differs from the fixing device of the first embodiment only by the structure of the supports 40. More specifically, in this second embodiment, the latching portion 42 and the portion of Each fastener 44 of each support 40 is spaced from each other and connected to each other by a joining portion 46. In other words, the fastening portion 44 no longer forms a lateral branch of the detent part 42, but is connected to a lateral branch 48 of the part 42 by the joining part 46.
  • the supports 40 associated with each module 10 are chosen so that the distance between the parts 42 and 44 is different between the first pair of module supports, snapped onto the upper cross member 37 of the structure 30, and the second pair of module supports, snapped onto the lower cross member 37.
  • each support 40 is advantageously molded in one piece by injection of a polymeric material, such as polypropylene, this polymeric material being preferably reinforced with fibers, especially glass fibers.
  • a polymeric material such as polypropylene
  • this polymeric material being preferably reinforced with fibers, especially glass fibers.
  • the structure of each support 40, shown in FIGS. 7 and 8, is very schematic. In particular, reinforcement elements at the junction portion 46, which are necessary to ensure a satisfactory mechanical strength of the support 40, have not been shown in these figures.
  • Such a floor arrangement of the modules 10 prevents the parking of dirt, or snow, between two adjacent modules and thus limits the clogging of the modules.
  • the supports 40 of the fixing device 1 according to this second embodiment can be manufactured in two distinct series, one having the spacing d ⁇ between the parts 42 and 44 and the other having the spacing d 2 between the parts 42 and 44.
  • the supports 40 may be manufactured according to a single model comprising means for modulating the distance between the parts 42 and 44, for example a notched system. In this case, reinforcements specific to the junction zone between the parts 42 and 44 are to be provided, in order to maintain satisfactory mechanical strength of the support.
  • a fixing device allows a quick and easy mounting of solar modules on a structure, such as a carrier structure in full field, by mutual engagement of the reasons for the fasteners and supports of the fastening device, without requiring special tools.
  • This engagement is effected by a simple relative sliding movement of each module relative to the structure, until the blockage resulting from the flared shape, in particular trapezoidal, of each pattern.
  • the positioning of the modules on the structure is easy, by adjusting the position of the snapped-on supports on the mounting structure.
  • the fixation obtained modules on the structure is reliable and robust.
  • the load bearing of the modules is satisfactory thanks to the regular distribution of the fasteners on the rear face of each module.
  • the assembly of the modules with the structure obtained according to the invention is reversible, which allows individual disassembly of a module with respect to the structure, in case of failure of this module.
  • a fixing device allows the mounting of modules on any type of structure, thanks to the possible adaptation of the profile of the snap portion of the supports, while the profile of the part of hanging brackets and fasteners, that is to say the profile of their patterns in relief, remains unchanged.
  • the air convection movements to the rear of the modules, and thus the cooling of the modules are improved.
  • the constituent elements of a fixing device according to the invention namely the fasteners and the supports, have the advantage of being able to be manufactured simply and economically, in particular by injection of a polymer material.
  • the device according to the invention when it involves, for fixing the modules, only elements made of an electrical insulating material, in particular a polymer material or polymer matrix, also eliminates the need to connect the modules to earth, while avoiding the risk of deterioration of high-voltage modules, particularly by delamination.
  • of the fasteners and supports made of polymeric material are also able to absorb, by elastic deformation, vibration movements of the modules relative to their mounting structure, which may occur for example under the effect of wind. This results in a damping of the noises associated with such vibration movements.
  • a fixing device may involve fasteners and supports having shapes and distribution modes, on the modules and on the receiving structure, different from those described above, or a number different from fasteners and brackets. These parameters can in particular be adapted according to the predictable loading on the modules, once they are fixed on the structure, for example a loading of wind or snow.
  • the fasteners are advantageously regularly distributed on the rear face 10A of the module, so as to strengthen the structure of the module.
  • each module must withstand a particularly large load
  • a fifth fastener disposed of centrally with respect to the module and to connect the upper and lower crossmembers receiving the supports with a central beam on which a fifth support, intended to cooperate with the fifth fastener, can be latched.
  • the patterns in relief, that is to say projecting or recessed, fasteners and supports of a fastening device according to the invention may be different from those described above, particularly in terms of shape and of cut.
  • the patterns may also have a shape different from a trapezoidal shape, preferably retaining a variation of the cross-section of each pattern according to the longitudinal direction of the pattern, in order to obtain a lock between the pattern of a tie and the reason for a support when they are in mutual engagement.
  • the constituent materials of the fasteners and supports of a fastening device according to the invention may be different from those described above.
  • the supports can in turn be made of any material having elastic deformability properties adapted to their latching function.
  • the supports can be made of a metallic material, but in this case the thickness e 20 ties consist of electrically insulating material is preferably greater than 10 mm, more preferably greater than 15 mm, to ensure a distance sufficient between the modules and the metal supports, the latter being, because of their electrical conductivity, likely to induce deterioration of the high voltage modules if they are too close to the modules.
  • a tile-like floor arrangement of the modules on the structure which is an advantageous arrangement for limiting the clogging of the modules, can be obtained by means other than an adaptation of the support structure of the modules.
  • fixing device according to the invention as illustrated in the second embodiment, wherein a different distance between the latching and hooking parts is provided from one support to another.
  • a floor arrangement of the modules can be obtained by modifying the structure of the fasteners or the module receiving structure, rather than the structure of the supports. The modification of the reception structure with a view to obtain a floor arrangement of the modules is illustrated in Figure 9.
  • the fastening device is that of the first embodiment, but the cross members 37, instead of being directly attached to the beams 35 of the structure 30, are fixed on rods 39 projecting from the beams 35. More specifically, as shown in Figure 9, for each module 10 to be fixed on the structure 30, the upper cross member 37 receiving the module is fixed on rods protruding 39 having a length d u while the lower cross member 37 receiving the module is fixed on projecting rods 39 having a length d 2 greater than di.
  • each module is inclined at an angle ⁇ of the order of 10 ° relative to the plane ⁇ .
  • a fixing device can be implemented for mounting, on a structure, modules with or without peripheral frames, the frameless option being however preferred.
  • a fixing device according to the invention can also be used for mounting solar modules of any type, on a receiving structure of any type.
  • the photovoltaic solar modules described above can be used to reduce the number of photovoltaic / thermal modules.
  • the receiving structure can be indifferently a carrier structure in the field, a roof or a facade, the profile of the snap portion of the supports of the fixing device according to the invention being easily adaptable to allow snapping on any type of reception structure.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de fixation d'un module (10) de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire sur une structure (30), telle qu'un toit, une façade ou une structure porteuse en plein champ, dans lequel le module (10) est pourvu d'au moins une attache (20) sur sa face (10A) destinée à être en regard de la structure (30). Le dispositif comprend au moins un support (40) solidarisé avec la structure (30) par encliquetage, l'attache (20) et le support (40) étant propres à être accrochés l'un par rapport à l'autre pour la fixation du module par rapport à la structure.

Description

DISPOSITIF DE FIXATION
ET PROCEDE DE MONTAGE DE MODULES SOLAIRES
La présente invention a trait à un dispositif de fixation d'un module de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire sur une structure, telle qu'un toit, une façade ou une structure porteuse en plein champ, et à un procédé de montage d'au moins un module de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire sur une structure.
Au sens de l'invention, un module de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire peut être, notamment, un module solaire photovoltaïque, apte à convertir l'énergie issue du rayonnement solaire en énergie électrique, un module solaire thermique, apte à convertir l'énergie issue du rayonnement solaire en énergie thermique récupérée dans un fluide caloporteur, ou encore un module solaire mixte mettant en œuvre ces deux types de conversion énergétique.
De manière connue, un module solaire photovoltaïque se présente sous la forme d'un vitrage feuilleté comprenant des cellules photovoltaïques intercalées entre un substrat avant transparent, destiné à être disposé du côté d'incidence du rayonnement solaire sur le module, et un substrat arrière transparent ou opaque, destiné à être agencé en regard d'une structure de montage du module. Les substrats avant et arrière peuvent notamment être formés par des plaques de verre ou de polymère thermoplastique. Afin de permettre le montage du module photovoltaïque sur une structure, telle qu'un toit ou une façade de bâtiment, ou encore une structure porteuse en plein champ, le module est classiquement équipé d'un cadre métallique, notamment constitué en aluminium, qui recouvre sa périphérie. La fixation du module sur la structure de montage est alors obtenue par solidarisation du cadre avec la structure et/ou avec le cadre d'un autre module, dans le cas du montage de plusieurs modules juxtaposés.
La solidarisation du cadre de chaque module avec la structure de montage et, éventuellement, avec les cadres de modules adjacents s'opère le plus souvent par vissage ou boulonnage. Il en résulte un temps de montage relativement long des modules photovoltaïques sur la structure, de même qu'un temps de démontage relativement long en cas de panne d'un ou plusieurs modules. Par ailleurs, la présence d'un cadre métallique à la périphérie de chaque module et la fixation du module sur la structure au niveau de ce cadre entraînent l'apparition de contraintes mécaniques sur la périphérie du module, ce qui nuit à la résistance mécanique du module. De plus, le cadre métallique de chaque module recouvre des parties de surface active à la périphérie du module qui, si elles n'étaient pas recouvertes, participeraient à la conversion d'énergie, ce qui limite le rendement du module.
Des problèmes analogues se posent avec les modules solaires thermiques ou mixtes photovoltaïques/thermiques.
C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un dispositif de fixation permettant un montage rapide et fiable de modules solaires sur une structure de réception, sans fragilisation de la structure des modules, ainsi qu'un remplacement aisé des modules une fois montés sur une structure, par exemple en cas de panne.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de fixation d'au moins un module de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire sur une structure, telle qu'un toit, une façade ou une structure porteuse en plein champ, dans lequel le module est pourvu d'au moins une attache sur sa face destinée à être en regard de la structure, le dispositif comprenant au moins un support solidaire de la structure, l'attache et le support étant propres à être accrochés l'un par rapport à l'autre pour la fixation du module par rapport à la structure, caractérisé en ce que le support est solidarisé avec la structure par encliquetage.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses d'un dispositif de fixation selon l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le support comporte une partie d'encliquetage définissant un volume intérieur de réception d'une partie de la structure, la partie d'encliquetage étant déformable élastiquement et adaptée pour enserrer la partie de la structure dans son volume intérieur ;
- l'attache comporte un motif, en saillie ou en creux, propre à venir en prise avec un motif complémentaire, en creux ou en saillie, du support, l'attache et le support étant aptes à être accrochés l'un par rapport à l'autre par mise en prise de leurs motifs respectifs ;
- les motifs de l'attache et du support présentent chacun une section transversale qui diminue selon une direction du motif, les motifs de l'attache et du support étant aptes à venir en prise mutuelle par un mouvement de coulissement de l'un par rapport à l'autre selon ladite direction du motif ;
- le motif de l'attache et le motif du support sont de formes complémentaires trapézoïdales ;
- le support comporte une première partie d'encliquetage sur la structure et une deuxième partie d'accrochage par rapport à une attache, les première et deuxième parties étant distantes l'une de l'autre ;
- le support comporte des moyens de modulation de la distance entre les première et deuxième parties ;
- le dispositif comprend au moins deux attaches solidaires de la face du module et deux supports solidaires de la structure, la distance entre les première et deuxième parties de l'un des supports étant différente de la distance entre les première et deuxième parties de l'autre support de telle sorte qu'en configuration fixée du module sur la structure, le module est incliné selon un angle par rapport à un plan moyen de fixation de modules sur la structure ;
- l'attache est constituée en un matériau isolant électrique, notamment en un matériau polymère ou à matrice polymère ;
- le support est constitué en un matériau isolant électrique, notamment en un matériau polymère ou à matrice polymère ;
- le dispositif comprend au moins deux attaches solidaires de la face du module en étant régulièrement réparties sur ladite face du module et décalées intérieurement par rapport aux bords périphériques du module ; - le module est un module photovoltaïque dépourvu de cadre, qui comprend un substrat avant, un substrat arrière et au moins une cellule photovoltaïque intercalée entre les substrats avant et arrière, la ou chaque attache étant solidaire d'une face du substrat arrière opposée à la cellule photovoltaïque.
L'invention a également pour objet un procédé de montage d'au moins un module de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire sur une structure, telle qu'un toit, une façade ou une structure porteuse en plein champ, au moyen d'un dispositif de fixation tel que décrit ci-dessus, comprenant des étapes dans lesquelles :
- on solidarise au moins une attache avec la face du module qui est destinée à être en regard de la structure ;
- on encliquette au moins un support par rapport à la structure ;
- on fixe le module par rapport à la structure en accrochant l'attache par rapport au support.
Dans le cas du montage d'au moins un module sur une structure pour laquelle le plan moyen de fixation du module est incliné selon un angle par rapport à l'horizontale, le procédé de montage comprend des étapes dans lesquelles :
- on solidarise au moins une attache avec la face du module qui est destinée à être en regard de la structure ;
- on encliquette au moins un support par rapport à la structure, de telle sorte que la section transversale de son motif diminue en direction du sol ;
- on fixe le module par rapport à la structure en mettant les motifs de l'attache et du support en prise mutuelle par un mouvement de coulissement descendant, en direction du sol, de l'attache par rapport au support.
De manière avantageuse, un tel procédé de montage comprend des étapes dans lesquelles :
- on solidarise au moins une première et une deuxième attache avec la face du module qui est destinée à être en regard de la structure ; - on encliquette au moins un premier et un deuxième support par rapport à la structure ;
- on positionne la première attache en regard du premier support et on ajuste la position, sur la structure, du deuxième support pour le placer en regard de la deuxième attache ;
- on fixe le module par rapport à la structure en accrochant la première et la deuxième attache respectivement par rapport au premier et au deuxième support.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un dispositif de fixation selon l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective de modules solaires photovoltaïques montés sur une structure porteuse au moyen de dispositifs de fixation conformes à un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective à plus grande échelle selon la flèche II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue à plus grande échelle et en éclaté du détail III de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en perspective selon la flèche IV de la figure 3, sur laquelle le module photovoltaïque a été omis ;
- la figure 5 est une vue en perspective de dessous d'un module photovoltaïque de la figure 1 muni d'attaches de son dispositif de fixation ;
- la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, mais en perspective éclatée ;
- la figure 7 est une vue en élévation de modules solaires photovoltaïques montés sur une structure porteuse au moyen de dispositifs de fixation conformes à un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 8 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un support d'un dispositif de fixation de la figure 7 ; et - la figure 9 est une vue analogue à la figure 7 de modules solaires photovoltaïques montés, au moyen de dispositifs de fixation conformes au premier mode de réalisation de l'invention, sur une structure porteuse différente des structures porteuses montrées sur les figures 1 et 7.
Dans le premier mode de réalisation représenté sur la figure 1 , des modules photovoltaïques 10 sont montés sur une structure porteuse 30, de type structure porteuse en plein champ, au moyen de dispositifs de fixation 1 conformes à l'invention. La structure 30 est adaptée pour recevoir les modules 10 avec une inclinaison par rapport à l'horizontale, prévue pour maximiser le rayonnement solaire incident sur le module. On note π le plan moyen de fixation des modules 10 sur la structure 30, qui est incliné selon un angle α par rapport à l'horizontale. Tel que représenté sur la figure 1 , l'angle α d'inclinaison du plan moyen π par rapport à l'horizontale est de l'ordre de 45°. De manière plus générale, l'angle α peut être compris entre 0° et 90°, de préférence entre 10° et 90°.
La structure 30 est une structure en acier inoxydable comprenant une pluralité de poutrelles 31 , 33, 35 agencées entre elles de manière à former une charpente thangulée, sur laquelle sont fixées des traverses 37 à section transversale quadrilatère. Les traverses 37, dont on note X37 un axe longitudinal, sont parallèles entre elles et destinées à recevoir une pluralité de modules photovoltaïques 10 juxtaposés, chaque module photovoltaïque 10 étant monté sur la structure 30 au moyen du dispositif de fixation 1. Ce dispositif de fixation 1 comprend, pour chaque module 10, quatre attaches 20 solidaires du module et quatre supports 40 solidaires de la structure.
Comme montré sur les figures 5 et 6, chaque module 10 est un module photovoltaïque parallélépipédique dépourvu de cadre, qui comprend un substrat avant 11 , un substrat arrière 12 et une ou plusieurs cellules photovoltaïques 13 intercalées entre les substrats avant 11 et arrière 12. Le substrat avant 11 , destiné à être agencé du côté d'incidence du rayonnement solaire sur le module 10, est transparent, par exemple constitué en un verre transparent extra-clair ou en un polymère thermoplastique transparent tel que le polycarbonate, le polyuréthane ou le polyméthacrylate de méthyle. Le substrat arrière 12, destiné à être agencé en regard de la structure 30, est constitué en tout matériau approprié, transparent ou non.
La ou chaque cellule photovoltaïque 13 positionnée entre les substrats 11 et 12 est formée par un empilement de couches minces comprenant successivement, à partir du substrat avant 11 , une couche 14 transparente électriquement conductrice, notamment à base d'oxyde conducteur transparent (Transparent Conductive Oxide ou TCO), qui forme une électrode avant de la cellule ; une couche 15 d'absorbeur, propre à assurer la conversion de l'énergie issue du rayonnement solaire incident sur la cellule en énergie électrique, notamment une couche mince à base de silicium, amorphe ou microcristallin, ou à base de tellurure de cadmium ; et une couche 16 électriquement conductrice qui forme une électrode arrière de la cellule.
En variante, la couche 15 d'absorbeur de la ou chaque cellule 13 peut être une couche mince de composé chalcopyrite comportant du cuivre, de l'indium et du sélénium, dite couche d'absorbeur CIS, éventuellement additionnée de gallium (couche d'absorbeur CIGS), d'aluminium ou de soufre. Dans ce cas, la ou chaque cellule 13 à couches minces comprend un empilement analogue à celui décrit ci- dessus, un intercalaire de feuilletage polymère non représenté étant en outre positionné entre l'électrode avant 14 de la cellule et le substrat avant 11 , afin de garantir une bonne cohésion du module 10 lors de son assemblage. L'intercalaire de feuilletage peut notamment être constitué en polybutyral de vinyle (PVB) ou en éthylène vinylacétate (EVA).
Selon encore une autre variante, la ou chaque cellule 13 peut être constituée à partir de « wafers » ou galettes de sil icium polycristallin ou monocristallin formant une jonction p/n.
Chaque module 10 est équipé de deux boîtes de connexion 50, solidaires de la face 10A du module destinée à être en regard de la structure 30, qui est la face du substrat arrière 12 opposée à la ou chaque cellule photovoltaïque 13. Les boîtes de connexion 50 sont solidarisées avec la face 10A du module par tout moyen approprié, notamment par collage, et sont positionnées de manière symétrique l'une de l'autre par rapport à un axe médian longitudinal X10 du module, au niveau d'une portion médiane du module par rapport à la direction de l'axe X10. Les boîtes de connexion 50 sont reliées entre elles et avec l'extérieur au moyen de câbles 52, ce qui permet le raccordement électrique du module 10, une fois monté sur la structure 30, avec des modules 10 adjacents et des dispositifs non représentés de mise à disposition de courant électrique.
Comme bien visible sur la figure 5, chaque module 10 est muni de quatre attaches 20, solidarisées avec la face 10A du module par collage au moyen d'un matériau adhésif. Les quatre attaches 20 sont identiques les unes aux autres et régulièrement réparties sur la face 10A du module 10, en étant décalées intérieurement par rapport aux bords périphériques longitudinaux 18 et transversaux 19 du module. Plus précisément, si l'on divise la face 10A du module en quatre cadrans de mêmes dimensions, les attaches 20 sont positionnées chacune au niveau d'une portion centrale de l'un des cadrans. Un tel agencement des attaches 20 réparties sur la face 10A permet de renforcer la structure du module 10 et d'améliorer sa résistance mécanique.
Comme bien visible sur la figure 4, chaque support 40 comporte une première partie 42 d'encliquetage sur la structure 30 et une deuxième partie 44 d'accrochage par rapport à une attache 20. Dans ce mode de réalisation, la partie d'encliquetage 42 présente globalement une forme en U, où l'ouverture du U est partiellement refermée par un rebord 43. L'une des branches latérales de la partie d'encliquetage 42 en U est formée par la partie d'accrochage 44, tandis que l'autre branche latérale 41 de la partie d'encliquetage 42 en U se prolonge par le rebord 43, incurvé en direction de la partie d'accrochage 44. Ainsi, la partie d'encliquetage 42 présente une section transversale quadrilatère, ouverte entre le rebord 43 et la partie 44, qui est complémentaire de la section transversale de chaque traverse 37. Chaque support 40 du dispositif de fixation 1 est constitué en un matériau déformable élastiquement, de sorte que les branches latérales 41 et 44 de la partie d'encliquetage 42 sont aptes à être écartées élastiquement l'une de l'autre. Il est ainsi possible d'agrandir l'ouverture délimitée entre le rebord 43 et la partie d'accrochage 44, afin d'obtenir l'encliquetage de la partie 42 sur une traverse 37 de la structure 30. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque support 40 est constitué en un matériau isolant électrique, notamment un matériau polymère ou à matrice polymère, tel que le polypropylène, de préférence renforcé par des fibres, notamment des fibres de verre.
En configuration encliquetée de la partie 42 sur une traverse 37, la traverse
37 est reçue et enserrée dans le volume intérieur 47 défini par la partie 42, de sorte que le support 40 est solidarisé avec la traverse 37. Dans cette configuration encliquetée, il est possible de prévoir un ajustement peu serré, c'est-à-dire avec un certain jeu, de la partie 42 sur la traverse 37, le support 40 étant alors apte à être déplacé en coulissement selon la direction de l'axe longitudinal X37 de la traverse.
Comme montré sur la figure 4, la partie d'accrochage 44, qui, dans ce mode de réalisation, constitue une branche latérale de la partie d'encliquetage 42 de chaque support 40, comporte un motif en saillie 45. Ce motif en saillie 45 est prévu pour venir en prise avec un motif en creux 25 complémentaire que comporte chaque attache 20 du dispositif de fixation 1. Plus précisément, chaque attache 20 se présente sous la forme d'une plaquette parallélépipédique d'épaisseur e2o, dont une face 2OA comporte le motif en creux 25. De manière avantageuse, chaque attache 20 du dispositif de fixation 1 est constituée en un matériau isolant électrique, notamment un matériau polymère ou à matrice polymère, tel que le polypropylène, éventuellement renforcé par des fibres, telles que des fibres de verre. Dans le cas où les attaches 20 et les supports 40 du dispositif de fixation 1 conforme à l'invention sont constitués en un matériau polymère ou à matrice polymère, chaque attache 20 et chaque support 40 est avantageusement mis en forme par moulage, notamment par moulage par injection, ou par tout autre procédé approprié.
Le motif en creux 25 de chaque attache 20 et le motif en saillie 45 de chaque support 40 présentent des profils trapézoïdaux complémentaires, la section transversale S25, S45 de chaque motif 25, 45 diminuant selon une direction longitudinale X25, X45 du motif. Les motifs 25 et 45 d'une attache et d'un support 40 du dispositif 1 sont ainsi aptes à venir en prise mutuelle par un mouvement de coulissement de l'un par rapport à l'autre selon la direction longitudinale X25, X45 des motifs, comme montré par la flèche Fi de la figure 2. Lorsque le motif 25 d'une attache 20 est en prise avec le motif 45 d'un support 40, l'attache et le support sont accrochés l'un par rapport à l'autre. Cet accrochage de l'attache 20 et du support 40 est réversible, dans la mesure où, lorsque les motifs 25 et 45 sont en prise mutuelle, il subsiste un degré de liberté de translation de l'attache 20 par rapport au support 40, dans le sens de la flèche F2 de la figure 2 opposée à la flèche Fi. Autrement dit, lorsque les motifs 25 et 45 sont en prise mutuelle, l'attache 20 et le support 40 sont immobilisés l'un par rapport à l'autre sauf dans le sens de la flèche F2.
Comme visible sur la figure 3, chaque attache 20 est fixée sur la face 10A du module 10 de telle sorte que l'axe X25 de son motif en creux 25 est parallèle à l'axe longitudinal X10 du module. De manière avantageuse, l'épaisseur e2o de chaque attache 20 du dispositif 1 est égale à l'épaisseur e50 de chacune des deux boîtes de connexion 50 du module 10. Ainsi, le module 10 muni de ses deux boîtes de connexion 50 et de ses quatre attaches 20 présente une compacité optimale, ce qui facilite son emballage, son stockage et son transport.
Les quatre supports 40 de réception d'un module 10 sont répartis par paires sur deux traverses 37 voisines, l'une de ces traverses, dite traverse supérieure, étant disposée au-dessus de l'autre, dite traverse inférieure, du fait de l'angle d'inclinaison α du plan π de fixation de modules sur la structure 30. En configuration encliquetée de chacun des supports 40 sur une traverse 37, l'axe X45 du motif en saillie 45 du support est orienté transversalement par rapport à l'axe X37 de la traverse. Ainsi, lorsque les quatre attaches 20 du module sont en prise avec quatre supports 40 correspondants, le module 10 est fixé sur la structure 30 avec son axe longitudinal X10 orienté transversalement par rapport à l'axe X37 des traverses 37.
Un procédé de montage de modules photovoltaïques 10 sur la structure
30, pour laquelle le plan moyen π de fixation de modules est incliné par rapport à l'horizontale selon l'angle α compris entre 0° et 90°, de préférence entre 10° et 90°, au moyen du dispositif de fixation 1 conforme à l'invention, comprend des étapes telles que décrites ci-après.
Tout d'abord, on fixe quatre attaches 20 sur chaque module 10, selon l'agencement montré sur la figure 5, par collage entre la face 2OB de chaque attache, opposée à la face 2OA, et la face 10A du module.
On solidarise également des supports 40 avec la structure 30, par encliquetage de la partie 42 de chaque support sur des traverses 37 de la structure. Plus précisément, pour chaque module 10, on encliquette quatre supports 40 sur deux traverses 37 voisines, supérieure et inférieure du fait de l'angle d'inclinaison α du plan π, à savoir deux supports sur la traverse 37 supérieure et deux supports sur la traverse 37 inférieure, en disposant les supports sur les traverses avec un espacement approprié correspondant à l'espacement entre les attaches 20 des modules 10. Chaque support 40 est encliqueté sur la traverse 37 correspondante de telle sorte que la section transversale S45 de son motif 45 diminue en direction du sol.
Dans le cas où la partie d'encliquetage 42 de chaque support 40 est montée peu serrée ou avec un certain jeu sur la traverse 37 correspondante en configuration encliquetée, c'est-à-dire avec possibilité de coulissement du support 40 par rapport à la traverse 37, il est possible d'ajuster le positionnement des supports 40 sur la structure 30, préalablement au montage des modules 10 ou en cours de montage. Ce positionnement est ensuite bloqué par collage des supports 40 par rapport à la structure 30, au moyen d'un matériau adhésif qui comble le jeu entre la partie 42 et la traverse 37. Une fois les modules munis de leurs attaches 20 et la structure équipée de supports 40, on fixe chaque module 10 par rapport à la structure 30 en mettant les motifs 25 des quatre attaches 20 du module en prise avec les motifs 45 des quatre supports 40 encliquetés sur la structure 30 à cet effet. Cette mise en prise mutuelle des motifs 25 et 45 est obtenue par un mouvement de coulissement descendant, dans le sens de la flèche Fi de la figure 2, en direction du sol, du module 10 par rapport à la structure 30.
De manière avantageuse, l'étape de solidarisation des attaches 20 avec la face 10A de chaque module est réalisée sur le site de fabrication des modules 10, de manière intégrée sur la ligne de fabrication des modules, alors que les étapes suivantes sont réalisées sur le site de montage des modules 10.
Dans le cas où il est nécessaire de retirer ou de remplacer un module 10 monté sur la structure 30, par exemple en cas de panne de ce module, le démontage du module 10 s'opère de manière particulièrement simple, par un mouvement de coulissement ascendant, dans le sens de la flèche F2 de la figure 2, du module 10 par rapport à la structure 30.
Dans le deuxième mode de réalisation représenté sur les figures 7 et 8, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques. Le dispositif de fixation 1 conforme à ce deuxième mode de réalisation diffère du dispositif de fixation du premier mode de réalisation uniquement par la structure des supports 40. Plus précisément, dans ce deuxième mode de réalisation, la partie d'encliquetage 42 et la partie d'accrochage 44 de chaque support 40 sont distantes l'une de l'autre et reliées l'une à l'autre par une partie de jonction 46. En d'autres termes, la partie d'accrochage 44 ne forme plus une branche latérale de la partie d'encliquetage 42, mais est reliée à une branche latérale 48 de la partie 42 par la partie de jonction 46. Les supports 40 associés à chaque module 10 sont choisis de telle sorte que la distance entre les parties 42 et 44 est différente entre la première paire de supports du module, encliquetés sur la traverse 37 supérieure de la structure 30, et la deuxième paire de supports du module, encliquetés sur la traverse 37 inférieure.
Comme précédemment, chaque support 40 est avantageusement moulé en une seule pièce par injection d'un matériau polymère, tel que le polypropylène, ce matériau polymère étant de préférence renforcé par des fibres, notamment des fibres de verre. La structure de chaque support 40, représentée sur les figures 7 et 8, est très schématique. Notamment, des éléments de renfort au niveau de la partie de jonction 46, qui sont nécessaires pour assurer une résistance mécanique satisfaisante du support 40, n'ont pas été représentés sur ces figures.
Comme montré sur la figure 7, la distance di entre les parties 42 et 44 de la première paire de supports 40, encliquetés sur la traverse 37 supérieure, est inférieure à la distance d2 entre les parties 42 et 44 de la deuxième paire de supports 40, encliquetés sur la traverse 37 inférieure, de telle sorte qu'en configuration fixée de chaque module sur la structure, le module est incliné selon un angle β de l'ordre de 10° par rapport au plan π de fixation de modules sur la structure. Il en résulte un agencement étage des modules 10 sur la structure 30, à la manière de tuiles. Un tel agencement étage des modules 10 évite le stationnement de salissures, ou encore de neige, entre deux modules adjacents et limite ainsi l'encrassement des modules.
Les supports 40 du dispositif de fixation 1 conforme à ce deuxième mode de réalisation peuvent être fabriqués en deux séries distinctes, l'une présentant l'écartement dι entre les parties 42 et 44 et l'autre présentant l'écartement d2 entre les parties 42 et 44. En variante, les supports 40 peuvent être fabriqués selon un modèle unique comportant des moyens de modulation de la distance entre les parties 42 et 44, par exemple un système à crans. Dans ce cas, des renforts spécifiques de la zone de jonction entre les parties 42 et 44 sont à prévoir, afin de garder une résistance mécanique satisfaisante du support.
Comme il ressort des deux modes de réalisation décrits précédemment, un dispositif de fixation conforme à l'invention permet un montage rapide et aisé de modules solaires sur une structure, telle qu'une structure porteuse en plein champ, par mise en prise mutuelle des motifs des attaches et des supports du dispositif de fixation, sans nécessiter d'outillage particulier. Cette mise en prise s'opère par un mouvement simple de coulissement relatif de chaque module par rapport à la structure, jusqu'au blocage qui résulte de la forme évasée, en particulier trapézoïdale, de chaque motif.
Le positionnement des modules sur la structure est aisé, par l'ajustement de la position des supports encliquetés sur la structure de montage. De plus, la fixation obtenue des modules sur la structure est fiable et robuste. En particulier, la tenue à la charge des modules est satisfaisante grâce à la répartition régulière des attaches sur la face arrière de chaque module. En outre, l'assemblage des modules avec la structure obtenu selon l'invention est réversible, ce qui permet un démontage individuel d'un module par rapport à la structure, en cas de panne de ce module.
De manière particulièrement avantageuse, un dispositif de fixation selon l'invention permet le montage de modules sur tout type de structure, grâce à l'adaptation possible du profil de la partie d'encliquetage des supports, alors que le profil de la partie d'accrochage des supports et des attaches, c'est-à-dire le profil de leurs motifs en relief, demeure inchangé. De plus, lorsqu'un espace est prévu entre la partie d'encliquetage et la partie d'accrochage de chaque support du dispositif de fixation, comme c'est le cas dans le deuxième mode de réalisation, les mouvements de convection d'air à l'arrière des modules, et donc le refroidissement des modules, sont améliorés.
Les éléments constitutifs d'un dispositif de fixation conforme à l'invention, à savoir les attaches et les supports, ont l'avantage de pouvoir être fabriqués de manière simple et économique, notamment par injection d'un matériau polymère. Le dispositif selon l'invention, lorsqu'il met en jeu, pour la fixation des modules, uniquement des éléments constitués en un matériau isolant électrique, notamment un matériau polymère ou à matrice polymère, permet également de supprimer la nécessité de relier les modules à la terre, tout en évitant le risque de détérioration des modules à haut voltage, en particulier par délamination. Des attaches et des supports en matériau polymère sont également aptes à absorber, par déformation élastique, des mouvements de vibration des modules par rapport à leur structure de montage, susceptibles d'intervenir par exemple sous l'effet du vent. Il en résulte un amortissement des bruits associés à de tels mouvements de vibration.
Enfin, grâce à la mise en place d'un dispositif de fixation conforme à l'invention, il n'est plus nécessaire d'avoir un cadre autour de la périphérie du module pour obtenir sa fixation sur une structure. Dès lors, toute la surface active du module est exposée au rayonnement solaire, ce qui garantit un rendement optimal du module.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. En particulier, un dispositif de fixation selon l'invention peut mettre en jeu des attaches et des supports ayant des formes et des modes de répartition, sur les modules et sur la structure de réception, d ifférents de ceux décrits précédemment, ou encore un nombre différent d'attaches et de supports. Ces paramètres peuvent notamment être adaptés en fonction du chargement prévisible sur les modules, une fois qu'ils sont fixés sur la structure, par exemple un chargement de vent ou de neige. Comme mentionné précédemment, les attaches sont avantageusement réparties de manière régulière sur la face arrière 10A du module, de façon à renforcer la structure du module. Ainsi, dans le cas où chaque module doit résister à un chargement particulièrement important, il est par exemple possible de prévoir, en plus des attaches réparties dans chaque cadran de la face 10A du module comme montré sur la figure 5, une cinquième attache disposée de manière centrale par rapport au module et de relier les traverses supérieure et inférieure de réception des supports avec une poutre centrale sur laquelle un cinquième support, destiné à coopérer avec la cinquième attache, peut être encliqueté.
De même, les motifs en relief, c'est-à-dire en saillie ou en creux, des attaches et des supports d'un dispositif de fixation selon l'invention peuvent être différents de ceux décrits précédemment, notamment en termes de forme et de taille. En particulier, il est possible de prévoir des motifs en saillie sur les attaches et des motifs en creux sur les supports, de manière inversée par rapport aux exemples représentés sur les figures. Les motifs peuvent également présenter une forme différente d'une forme trapézoïdale, en conservant de préférence une variation de la section transversale de chaque motif selon la d irection longitudinale du motif, afin d'obtenir un verrouillage entre le motif d'une attache et le motif d'un support lorsqu'ils sont en prise mutuelle.
Les matériaux constitutifs des attaches et supports d'un dispositif de fixation selon l'invention peuvent être différents de ceux décrits précédemment. Notamment, s'il est particulièrement avantageux, en vu e d 'éviter toute détérioration des modules à haut voltage, d'avoir des attaches constituées en un matériau isolant électrique tel qu'un matériau polymère ou à matrice polymère, les supports peuvent quant à eux être constitués en tout matériau ayant des propriétés de déformabilité élastique adaptées à leur fonction d'encliquetage. En particulier, les supports peuvent être constitués en un matériau métallique, mais dans ce cas l'épaisseur e20 des attaches constituées en matériau isolant électrique est de préférence supérieure à 10 mm, encore de préférence supérieure à 15 mm, afin de garantir une distance suffisante entre les modules et les supports métalliques, ces derniers étant, du fait de leur conductivité électrique, susceptibles d'induire une détérioration des modules à haut voltage s'ils sont trop proches des modules.
Par ailleurs, un agencement étage, à la manière de tuiles, des modules sur la structure, qui est un agencement avantageux pour limiter l'encrassement des modules, peut être obtenu par d'autres biais qu'une adaptation de la structure des supports du dispositif de fixation conforme à l'invention, telle qu'illustrée dans le deuxième mode de réalisation, dans lequel une distance différente entre les parties d'encliquetage et d'accrochage est prévue d'un support à l'autre. Notamment, un tel agencement étage des modules peut être obtenu en modifiant la structure des attaches ou encore la structure de réception des modules, plutôt que la structure des supports. La modification de la structure de réception en vue d'obtenir un agencement étage des modules est illustrée sur la figure 9. Sur cette figure, le dispositif de fixation est celui du premier mode de réalisation, mais les traverses 37, au lieu d'être rapportées directement sur les poutrelles 35 de la structure 30, sont fixées sur des tiges 39 en saillie par rapport aux poutrelles 35. Plus précisément, comme montré sur la figure 9, pour chaque module 10 à fixer sur la structure 30, la traverse 37 supérieure de réception du module est fixée sur des tiges en saillie 39 ayant une longueur du alors que la traverse 37 inférieure de réception du module est fixée sur des tiges en saillie 39 ayant une longueur d2 supérieure à di. Ainsi, dans la configuration où les supports 40 sont encliquetés sur les traverses 37, elles-mêmes fixées sur les tiges en saillie 39, et où les attaches 20 sont accrochées par rapport aux supports 40, chaque module est incliné selon un angle β de l'ordre de 10° par rapport au plan π.
Enfin, un dispositif de fixation conforme à l'invention peut être mis en œuvre pour le montage, sur une structure, de modules équipés ou non de cadres périphériques, l'option sans cadre étant toutefois préférée. Un dispositif de fixation selon l'invention peut également être utilisé pour le montage de modules solaires de tout type, sur une structure de réception également de tout type. En particulier, les modules solaires photovoltaïques décrits précédemment peuvent être r e m p l a c é s p a r d e s m o d u l e s s o l a i r e s t h e r m i q u e s o u m ixtes photovoltaïques/thermiques. De plus, la structure de réception peut être indifféremment une structure porteuse en plein champ, un toit ou une façade, le profil de la partie d'encliquetage des supports du dispositif de fixation selon l'invention étant facilement adaptable pour permettre un encliquetage sur tout type de structure de réception.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1 ) de fixation d'un module (10) de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire sur une structure (30), telle qu'un toit, une façade ou une structure porteuse en plein champ, dans lequel le module (10) est pourvu d'au moins une attache (20) sur sa face (10A) destinée à être en regard de la structure (30), le dispositif comprenant au moins un support (40) solidaire de la structure (30), l'attache (20) et le support (40) étant propres à être accrochés l'un par rapport à l'autre pour la fixation du module par rapport à la structure, caractérisé en ce que le support (40) est solidarisé avec la structure (30) par encliquetage.
2. Dispositif de fixation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le support (40) comporte une partie d'encliquetage (42) définissant un volume intérieur (47) de réception d'une partie (37) de la structure (30), la partie d'encliquetage (42) étant déformable élastiquement et adaptée pour enserrer la partie (37) de la structure dans son volume intérieur (47).
3. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'attache (20) comporte un motif (25), en saillie ou en creux, propre à venir en prise avec un motif complémentaire (45), en creux ou en saillie, du support (40), l'attache et le support étant aptes à être accrochés l'un par rapport à l'autre par mise en prise de leurs motifs respectifs.
4. Dispositif de fixation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les motifs (25, 45) de l'attache (20) et du support (40) présentent chacun une section transversale (S25, S45) qui diminue selon une direction (X25, X45) du motif, les motifs (25, 45) de l'attache (20) et du support (40) étant aptes à venir en prise mutuelle par un mouvement de coulissement (Fi) de l'un par rapport à l'autre selon ladite direction (X25, X45) du motif.
5. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (40) comporte une première partie (42) d'encliquetage sur la structure (30) et une deuxième partie (44) d'accrochage par rapport à une attache (20), les première et deuxième parties étant distantes (du d2) l'une de l'autre.
6. Dispositif de fixation selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux attaches (20) solidaires de ladite face (10A) du module (10) et deux supports (40) solidaires de la structure (30), la distance {di) entre les première (42) et deuxième (44) parties de l'un des supports étant différente de la distance (d2) entre les première (42) et deuxième (44) parties de l'autre support de telle sorte qu'en configuration fixée du module sur la structure, le module est incliné selon un angle (β) par rapport à un plan moyen (π) de fixation de modules sur la structure (30).
7. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'attache (20) est constituée en un matériau isolant électrique, notamment en un matériau polymère ou à matrice polymère.
8. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (40) est constitué en un matériau isolant électrique, notamment en un matériau polymère ou à matrice polymère.
9. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux attaches (20) solidaires de ladite face (10A) du module (10) en étant régulièrement réparties sur ladite face (10A) du module et décalées intérieurement par rapport aux bords périphériques (18, 19) du module.
10. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module (10) est un module photovoltaïque dépourvu de cadre, qui comprend un substrat avant (11 ), un substrat arrière (12) et au moins une cellule photovoltaïque (13) intercalée entre les substrats avant (11 ) et arrière (12), la ou chaque attache (20) étant solidaire d'une face (10A) du substrat arrière (12) opposée à la cellule photovoltaïque (13).
11. Procédé de montage d'au moins un module (10) de récupération d'énergie issue du rayonnement solaire sur une structure (30), telle qu'un toit, une façade ou une structure porteuse en plein champ, au moyen d'un dispositif de fixation (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes dans lesquelles :
- on solidarise au moins une attache (20) avec la face (10A) du module (10) qui est destinée à être en regard de la structure (30) ;
- on encliquette au moins un support (40) par rapport à la structure (30) ;
- on fixe le module (10) par rapport à la structure (30) en accrochant l'attache (20) par rapport au support (40).
12. Procédé de montage selon la revendication 11 d'au moins un module (10) sur une structure (30) pour laquelle le plan moyen (π) de fixation de modules est incliné selon un angle (α) par rapport à l'horizontale, au moyen d'un dispositif de fixation (1 ) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes dans lesquelles :
- on solidarise au moins une attache (20) avec la face (10A) du module (10) qui est destinée à être en regard de la structure (30) ;
- on encliquette au moins un support (40) par rapport à la structure (30), de telle sorte que la section transversale (S45) de son motif (45) diminue en direction du sol ;
- on fixe le module (10) par rapport à la structure (30) en mettant les motifs (25, 45) de l'attache (20) et du support (40) en prise mutuelle par un mouvement de coulissement descendant (Fi), en direction du sol, de l'attache (20) par rapport au support (40).
13. Procédé de montage selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes dans lesquelles :
- on solidarise au moins une première et une deuxième attache (20) avec la face (10A) du module (10) qui est destinée à être en regard de la structure
(30) ;
- on encliquette au moins un premier et un deuxième support (40) par rapport à la structure (30) ; - on positionne la première attache (20) en regard du premier support (40) et on ajuste la position, sur la structure (30), du deuxième support (40) pour le placer en regard de la deuxième attache (20) ;
- on fixe le module (10) par rapport à la structure (30) en accrochant la première et la deuxième attache (20) respectivement par rapport au premier et au deuxième support (40).
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