<Desc/Clms Page number 1>
Toit de véhicule automobile équipé de cellules photovoltaïques
L'invention est relative aux toits de véhicules automobiles équipés de cellules photovoltaïques.
Les constructeurs de véhicules automobiles proposent sur certains modèles, en particulier de haut de gamme, l'installation de cellules photovoltaïques qui ont pour fonction de limiter la sollicitation des accumulateurs, notamment lorsque le moteur du véhicule ne fonctionne pas.
A l'heure actuelle ceci est utilisé par exemple pour recharger les accumulateurs, ou pour alimenter une ventilation et limiter ainsi l'échauffement du véhicule à l'arrêt. D'autres utilisations sont néanmoins dès
EMI1.1
à présent envisagées qui toutes ont en commun de constituer une source jl,-L-1-, l *,-1de celle générée par le moteur du véhicule.
EMI1.2
Pour une bonne efficacité, il convient de disposer les cellules sur une surface bien exposée aussi vaste que possible, et sous une protection qui les met à l'abri des agressions de l'environnement : humidité, graisse etc. Les cellules sont donc placées derrière un écran transparent, constitué habituellement d'une feuille de verre.
Dans les véhicules commercialisés qui comportent des cellules, l'emplacement de celles-ci s'est orienté vers le toit pour des raisons de commodité. L'utilisation de matériau verrier dans le toit de véhicules automobiles est par ailleurs bien connue, et l'adaptation de cellules photovoltaïques sur des toits en verre a fait l'objet de diverses propositions antérieures.
Toujours pour ce qui concerne les véhicules commercialisés comportant ce type d'équipement, la mise en place de cellules photovoltaïques a été faite sur une feuille de verre formant au moins une partie du toit, et sur la face de cette feuille qui n'est pas exposée à l'environnement extérieur. Les cellules sont collées sur la feuille de verre et protégées et dissimulées du côté de l'habitacle par un parement décoratif.
Dans ce type de mise en oeuvre, lorsque les cellules ne couvrent qu'une partie du toit, le restant de la surface peut offrir une certaine transmission lumineuse pour autant que le parement ne recouvre que la surface occupée par les cellules. Dans ce cas, l'esthétique de la face interne du
<Desc/Clms Page number 2>
toit vue de l'habitacle est peu satisfaisante en raison du manque d'uniformité qui en résulte.
Un inconvénient plus significatif de ce mode de réalisation réside dans le fait que la feuille de verre constituant le toit, ou la partie de celui-ci portant les cellules, absorbe une part du rayonnement lumineux. Ceci a pour conséquence de limiter les performances des cellules, et de compliquer la réalisation de cet équipement.
Ainsi pour des toits de véhicules, il est nécessaire de satisfaire à des normes de sécurité, notamment en matière de résistance mécanique. Ceci implique, par voie de conséquence, que la feuille de verre présente une certaine épaisseur. Typiquement, dans les réalisations antérieures,, une feuille de verre trempé d'au moins 5mm d'épaisseur est nécessaire. A ces épaisseurs, les verres clairs usuels ont une absorption qui n'est pas complètement
EMI2.1
négligeable. La transmission énergétique (TE), mesurée selon Moon, s'établit par exemple aux environs de 84% de la lumière incidente
EMI2.2
1 IZ CII LLT, L lt, "1 11"LÀ À L"tl L, JJU"I l--)une efficacité qui n'est pas optimisée. Il est souhaitable de rechercher une mise
EMI2.3
en oeuvre qui réduise au minimum l'absorption.
Dans ce sens, il est possible, tout en gardant la structure décrite ci-dessus, d'utiliser des verres dits"blancs", ou même"extra blancs". Ces verres qui présentent notamment comme particularité une teneur en fer extrêmement faible, sont relativement peu absorbants. Sous une épaisseur de 5mm, comme précédemment, la TE peut être de l'ordre de 90%, soit un gain de l'ordre de 6%. L'inconvénient de ces verres réside dans leur coût. Leur prix est environ 2,5 fois celui des verres clairs ordinaires. Même si le coût du verre n'entre que pour une part limitée dans la constitution du coût du toit, on conçoit que la différence ne soit pas insignifiante pour les constructeurs.
Par ailleurs, dans les réalisations antérieures, l'utilisation d'une feuille de verre dont la transmission énergétique est aussi élevée que possible, pour améliorer le rendement des cellules photovoltaïques, est directement contraire aux exigences des constructeurs pour ce qui concerne la transmission dans l'habitacle. Pour des raisons de confort thermique, la transmission énergétique doit être la plus faible possible, et ne pas dépasser 20%, et de préférence être inférieure à 15%. L'utilisation de verres clairs, et a fortiori de verres extra blancs, ne peut donc être envisagée si une partie du toit seulement reçoit les cellules, le reste étant aménagé pour la vision des passagers.
Il est possible pour satisfaire aux conditions contradictoires rappelées précédemment. de procéder au dépôt d'une couche mince limitant
<Desc/Clms Page number 3>
la transmission suivant une technique traditionnelle. Le dépôt doit néanmoins se limiter aux parties de la feuille qui ne comportent pas de cellules, ce qui ajoute à la complexité de l'opération. Par ailleurs, la couche, quelle que soit la technique utilisée pour sa formation, est relativement fragile, et, à l'intérieur de l'habitacle, reste exposée à tous les risques de dégradation par rayure, abrasion etc.
L'invention propose une solution aux difficultés exposées précédemment au sujet de l'art antérieur, dans la constitution de toits de véhicules équipés de cellules photovoltaïques dont une partie reste libre pour la vision. Cette solution offre par ailleurs un certain nombre d'avantages qui seront précisés dans le cours de la description.
Dans ce qui suit, on fait référence à un toit de véhicule. Cette désignation concerne le cas où la totalité du toit est envisagée. Elle concerne également le cas où seulement une partie de celui-ci est équipé de la façon qui
EMI3.1
est précisée. On comprend aisément que la partie"en verre"peut se limiter par exemple a ce qui consume i cement mooue u un [on ouvtdHL. i mb au Lun complet est celui qui correspond cependant le mieux aux buts poursuivis lorsque l'on s'efforce de disposer d'une surface aussi large que possible pour les cellules, sans pour autant renoncer aux autres aspects. Par ailleurs la tendance en matière de"design"automobile, est clairement vers un accroissement de la surface vitrée. Les réalisations selon l'invention, suivant cette tendance, sont donc en faveur d'un toit entier en matériau verrier.
Le toit selon l'invention équipé de cellules photovoltaïques présente au moins une partie transparente, et comprend une première feuille de verre constituant la face externe, une feuille intercalaire d'un matériau thermoplastique traditionnellement utilisé pour former les vitrages feuilletés, les cellules photovoltaïques étant logées dans cette feuille intercalaire, et au moins une deuxième feuille de verre. L'ensemble feuilleté peut aussi comporter des couches additionnelles. Le choix des éléments, et en particulier de la première feuille de verre, est tel que la transmission énergétique, TE, sur les cellules soit au moins de 85%, et de préférence supérieure à 87%.
De même l'ensemble des caractéristiques des éléments superposés dans la partie transparente du toit, est tel que la transmission énergétique sur cette partie ne soit pas supérieure à 25%, et de préférence inférieure à 20%.
Dans la construction selon l'invention, les feuilles sont assemblées suivant les techniques usuelles pour l'obtention de vitrages feuilletés, pour conduire à un toit qui présente tous les avantages en termes de résistance mécanique et de façon générale, de sécurité, qui sont
<Desc/Clms Page number 4>
caractéristiques de ces vitrages.
Les feuilles de verre utilisées selon l'invention sont avantageusement en verre durci (semi-trempé). La résistance mécanique des feuilles est améliorée de façon sensible. Ces verres présentent typiquement des contraintes superficielles de l'ordre de 40 à 70Mpa, et satisfont bien au exigences de sécurité, pour autant qu'ils sont utilisés dans un assemblage feuilleté.
L'assemblage feuilleté permet en particulier, par rapport aux constructions de l'art antérieur, de diminuer de manière sensible l'épaisseur de la feuille de verre qui protège les cellules. Une part importante de la résistance de l'ensemble est conférée par la deuxième feuille de verre dont les caractéristiques de transmission ne sont pas dictées par la présence des cellules photovoltaïques. D'une certaine façon la structure selon l'invention permet de
EMI4.1
dissocier les fonctions qui sont celles de la feuille de verre de l'art antérieur. Si
EMI4.2
la première feuille est avantageusement de faible épaisseur, l'épaisseur totale ue i etb ;) t ; IUL'ia iUtiiLë tt KL pcH) Lit ; . tiLiut. ) iE : ic UtiSt'-idctLiUli < -,
EMI4.3
poids conduisent à limiter cette épaisseur.
Pour cette raison on s'efforce de maintenir l'épaisseur totale inférieure à 7mm, et de préférence inférieure à 6mm.
Dans la pratique la feuille de verre externe doit présenter une épaisseur suffisante pour résister convenablement aux efforts usuels. Par ailleurs, des feuilles de verre trop minces peuvent rendre l'assemblage plus délicat. Pour ces raisons, on utilise avantageusement des feuilles dont l'épaisseur n'est pas inférieure à 1 mm. A l'inverse, pour conserver l'avantage énergétique, l'épaisseur de cette feuille n'est pas supérieure à 3mm. Le plus couramment les premières feuilles, selon l'invention, ont une épaisseur comprise entre 1,5 et 2,5mm.
La première feuille peut, bien entendu, être en verre extra blanc pour optimiser la transmission, ceci d'autant plus que le verre étant de faible épaisseur, la masse de verre nécessaire est moindre, et la part du coût de la feuille dans l'ensemble constitué est plus réduit. Dans ce cas, la transmission énergétique de la feuille peut dépasser 90% Si l'on utilise une feuille de verre clair usuel, la transmission énergétique, toujours dans les conditions d'épaisseur indiquées précédemment, est de l'ordre de 85% ou plus.
La deuxième feuille de verre est choisie de manière à procurer la résistance nécessaire. Son épaisseur est moins tributaire de considérations relatives à la transmission lumineuse, sinon dans un sens opposé à celui de la première feuille. En effet, si le toit doit permettre une vision vers l'extérieur tout
<Desc/Clms Page number 5>
en limitant la transmission énergétique dans l'habitacle, cette deuxième feuille doit être très absorbante, et l'épaisseur est un facteur important dans l'établissement de cette absorption. En pratique cependant il faut établir un compromis entre l'accroissement de l'épaisseur, favorable à la résistance mécanique et à l'absorption, d'une part, et la nécessité de maintenir le poids le plus faible possible, d'autre part.
Les caractéristiques d'absorption de la deuxième feuille de verre sont déterminées par l'épaisseur mais plus encore par la coloration, voire par les couches supplémentaires que celle-ci peut porter.
D'un point de vue mécanique, dans un assemblage feuilleté. et en association avec les premières feuilles décrites ci-dessus, des feuilles de 2 à 5mm et, de préférence, de 2,5 à 4mm, permettent de satisfaire aux normes dans ce domaine. Pour ces épaisseurs et pour obtenir une transmission
EMI5.1
énergétique ne dépassant pas 25%, et de préférence 20%, on utilise en
EMI5.2
particulier des verres fortement colorés du type de ceux décrits par exemple < J. < , J u C J u W F u S A
EMI5.3
0482535. Ces verres présentent une coloration gris sombre, qui s'harmonise facilement aux couleurs des pièces avoisinantes. Bien entendu, d'autres verres de couleurs, notamment les verres bronzes ou bleus, sont aussi utilisables dans des conditions analogues.
L'usage de verres très colorés conduit normalement aux transmissions recherchées. Si néanmoins le verre choisi ne réduit pas suffisamment la transmission, ou si l'on préfère utiliser un verre clair, il est possible de conférer les propriétés de transmission recherchées par l'utilisation d'une couche mince absorbante et/ou réfléchissante traditionnelle, par exemple une couche à base de nitrure de titane ou de chrome, une couche d'oxyde d'étain éventuellement dopée, une couche d'oxyde d'indium et d'étain etc.
Dans l'hypothèse de la mise en oeuvre d'une telle couche, elle est avantageusement soustraite aux risques de dégradation, en la disposant sur la face de la feuille de verre qui se trouve au contact de l'intercalaire.
L'utilisation d'une couche athermique conduit à limiter l'échauffement de l'habitacle lorsque le véhicule est soumis à un rayonnement intense. La couche présente aussi des caractéristiques anti-émissives. Lorsque la température extérieure est très inférieure à celle maintenue dans l'habitacle, elle permet d'éviter l'inconfort des parois froides.
Pour pouvoir réaliser une couche couvrant uniformément la feuille, on préfère réaliser ce dépôt sur la deuxième feuille de verre. On s'affranchit de cette façon de la nécessité de délimiter précisément la couche
<Desc/Clms Page number 6>
par rapport aux emplacements des cellules. A l'inverse, si la couche est appliquée sur la première feuille, les emplacements correspondant aux cellules doivent être l'objet de réserves pour conserver la transmission la plus forte possible à ces emplacements.
Un autre moyen pour réduire la transmission lumineuse, qui peut être utilisé selon l'invention consiste à disposer un émaillage suivant un motif constitué de points de très petites dimensions selon une trame dense. Les points doivent être de taille suffisamment petite pour que l'observation depuis l'habitacle ne permette pas de les discerner. Ils sont en dessous du seuil de résolution.. Des points de quelques dixièmes de millimètre espacés d'environ 0,5 à 2 mm peuvent être choisis.
Dans la mise en oeuvre d'un motif émaillé limitant la transmission, la fraction de la surface couverte détermine celle du rayonnement
EMI6.1
non transmis. Il est possible de faire varier cette fraction dans de très large
EMI6.2
proportions. Tout en conservant une certaine"transparence"d'ensemble. t iCUi cu. t. iUUUviii jLt. sLiQ/u Le i UiiCtE :, itiat-2 Cii iai. n-u. c 'ii ne :
EMI6.3
dépasse pas 60%.
Lorsqu'un motif de points émaillés est utilisé, il peut être réalisé sur l'une ou l'autre des feuilles de verre pour autant que ce motif ne masque pas les cellules.
Entre les deux feuilles de verre se trouve une feuille intercalaire d'un matériau thermoplastique. L'indication"d'une"feuille n'exclut pas qu'il puisse y avoir au moment de la formation du feuilletage plusieurs feuilles d'un même matériau ou de matériaux différents. La feuille thermoplastique peut également être formée dans l'assemblage à partir d'un état différent, notamment par polymérisation ou réticulation d'un matériau à l'état liquide. L'indication feuille intercalaire correspond donc à la forme finale dans l'assemblage, et ne concerne pas l'état du matériau initial, même si la forme la plus usuelle est bien celle d'une feuille.
Les feuilles intercalaires sont celles habituellement utilisées dans les vitrages feuilletés. Il s'agit en particulier des feuilles de polyvinylbutyral (PVB), d'acétate de polyvinyle (EVA), de polyuréthanne (PU) ou de chlorure de polyvinyle (PVC).
L'épaisseur de la feuille, ou des feuilles intercalaires doit être au moins égale à celle des cellules photovoltaïques disposées dans l'assemblage. Dans la pratique les cellules ont entre 0,1 et 1mm d'épaisseur. En conséquence, les intercalaires présentent avantageusement une épaisseur de l'ordre de 0,5 à 2mm.
<Desc/Clms Page number 7>
L'absorption des feuilles intercalaires est en général suffisamment faible pour n'avoir qu'une incidence limitée sur les caractéristiques de transmission de l'ensemble. Il est néanmoins possible, lorsque plusieurs feuilles sont utilisées pour constituer l'intercalaire, de combiner leurs caractéristiques pour répondre aux objectifs poursuivis par l'invention. Il est en particulier possible de disposer sous les cellules une feuille d'un matériau qui contribue à l'absorption lumineuse sans entraver le rayonnement reçu par les cellules. On peut en particulier utiliser des matériaux tels que les PVB colorés dont la transmission énergétique pour des épaisseurs type de 0,76mm peuvent être aussi faibles que 15% pour ceux présentant la coloration la plus intense.
Bien entendu, les produits commercialisés permettent de réaliser toute une gamme de transmissions de valeurs intermédiaires.
EMI7.1
Le mode d'introduction des cellules dans l'intercalaire dépend en partie de la malléabilité de celui-ci. Pour les produits facilement déformables, il
EMI7.2
est possible d'imprimer dans la feuille l'empreinte correspondant à la cellule U. \i 1 iJt C. iU. iLC HCii 1- iC*iit. < . C. iJ. iilllLe.. i LU. iC- i'. lUtJ lii'iliO iC < . iiiC, iiL
EMI7.3
déformables, il peut être préférable d'associer au moins deux feuilles dont une d'épaisseur sensiblement égale à celle des cellules. Cette feuille est poinçonnée pour découper des logements aux dimensions des cellules. Elle est ensuite associée à au moins une feuille pour constituer un ensemble analogue à la feuille imprimée décrite précédemment.
Dans les deux cas, en tant que de besoin, à l'ensemble portant les cellules et les connections électriques, est superposée une feuille supplémentaire pour envelopper complètement la cellule dans un produit relativement souple, et éviter le contact avec les surfaces des feuilles de verre.
Pour faciliter l'incorporation des cellules dans l'intercalaire, on peut aussi combiner les caractéristiques de différents matériaux. Il est possible par exemple d'associer une feuille préformée de PVB comportant des logements pour les cellules, avec un film souple, par exemple d'EVA, qui permet une enduction et une adhésion parfaitement uniformes de la cellule dans l'intercalaire.
Pour des raisons d'esthétique il est aussi avantageux selon l'invention de masquer les bords des cellules, ou au moins ceux comportant des connexions électriques, ainsi que les conducteurs, et de façon générale toute partie qui introduit une discontinuité dans l'apparence du produit, par le dépôt d'émaux suivant des motifs obtenus par sérigraphie. Ces parties émaillées sont destinées à masquer les discontinuités apparentes depuis l'extérieur. Elles sont donc établies sur la première feuille de verre.
<Desc/Clms Page number 8>
L'ensemble comportant les cellules et les connexions électriques est feuilleté suivant les techniques traditionnelles. Typiquement pour des feuilles intercalaires préformées, comme des feuilles de PVB, on procède habituellement en deux étapes : une première étape de dégazage suivie d'une étape de collage. La technique utilisée est notamment celle décrite dans la publication FR-A 2428920, à propos de l'encapsulation de cellules photovoltaïques dans un ensemble feuilleté.
D'autres modes de feuilletage sont aussi utilisables, notamment lorsque l'on procède avec un matériau liquide pour constituer l'intercalaire.
L'invention est décrite dans la suite en faisant référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un assemblage pour toit selon l'invention ;
EMI8.1
- la figure 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation de
EMI8.2
l'insertion des cellules photovoltaïques selon l'invention ; 1---,),.-l-----e----
EMI8.3
des cellules photovoltaïques ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un toit équipé de cellules photovoltaïques ; - la figure 5 est une vue en coupe selon B-B de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en coupe selon A-A de la figure 4.
La coupe de la figure 1 comprend une cellule photovoltaïque, schématisée 1, avec des conduits de connexion. La cellule est enveloppée dans un intercalaire 2, constitué par exemple par du PVB incolore. La figure montre le matériau de l'intercalaire sans discontinuité. Cette structure est celle que l'on peut constituer après les opérations de feuilletage, à partir de feuilles initialement séparées comme montré à propos des figures 2 et 3. Cette structure de l'intercalaire peut aussi être obtenue lorsque l'on utilise un matériau qui se trouve à l'état liquide avant l'opération de feuilletage.
La face externe de l'assemblage est constituée par une feuille de verre 4, dont les caractéristiques, composition et épaisseur, sont telles que la transmission lumineuse est la plus élevée possible, et n'est pas inférieure à 85%. La face interne, c'est-à-dire celle tournée vers l'habitacle, est constituée par une feuille de verre 3 dont la transmission lumineuse ne dépasse pas 30%.
Le matériau constituant l'intercalaire est avantageusement aussi peu absorbant que possible, pour que le rayonnement incident ayant traversé la feuille 4 parvienne presque intégralement sur la cellule. Dans le cas d'un matériau absorbant, on maintient l'épaisseur de matériau séparant la cellule
<Desc/Clms Page number 9>
de la feuille 4 aussi petite que possible. Il est préférable de conserver un minimum de matériau intercalaire entre la cellule et la feuille 4, pour protéger la cellule contre un risque de détérioration au moment des opérations d'assemblage. La pression exercée sur la cellule est alors répartie de manière plus homogène sur toute la cellule du fait de l'élasticité du matériau de l'intercalaire.
La feuille 4 est représentée sensiblement moins épaisse que la feuille 3. Comme indiqué plus haut, il est préférable de maintenir l'épaisseur de la feuille 4 aussi mince que possible pour limiter son absorption. A l'inverse, la feuille 3 qui participe de façon prépondérante à l'établissement des propriétés mécaniques requises de l'assemblage est avantageusement plus épaisse.
La figure 2 montre un moyen d'insertion de la cellule dans le matériau intercalaire. Dans le cas représenté, la cellule est prise entre deux feuilles 5 et 6. Pour éviter de soumettre la cellule à une pression excessive lors
EMI9.1
de l'assemblage, un logement correspondant à ses dimensions est estampé aans 1 une aes replies (sur ia fIgure La réunie 0). Les matériaux uunses sont suffisamment malléables pour se prêter sans difficulté à ce type de mise en forme. Une fois la cellule mise en place dans son logement, la feuille 6 recouvre l'ensemble, et l'on procède au feuilletage suivant les modalités habituelles. Par exemple, l'intercalaire étant placé entre les deux feuilles de verre 3 et 4, on procède tout d'abord à un dégazage sous vide partiel.
Simultanément, on prévient l'établissement d'une pression sur les faces des feuilles de verre, pression qui rendraient le dégazage plus difficile. Après dégazage, la température de l'ensemble est progressivement accrue, cette fois en laissant la pression extérieure s'exercer. Les dernières traces d'air sont alors dissoutes dans le matériau qui colle aux feuilles de verre. Simultanément les feuilles 5 et 6 se soudent l'une à l'autre pour ne constituer qu'une seule masse dans laquelle les cellules sont incorporées.
La figure 3 présente un principe analogue au précédent. Pour constituer l'intercalaire, par exemple trois feuilles de PVB sont réunies, 7,8 et 9. La feuille intermédiaire 7, dont l'épaisseur correspond approximativement à celle des cellules, est poinçonnée. Les ouvertures pratiquées dans la feuille 7 reçoivent les cellules et l'on procède comme précédemment après avoir placé deux feuilles 8 et 9, de part et d'autre de la feuille 7.
La figure 4 présente un toit automobile selon l'invention. Le toit comporte deux zones fonctionnelles distinctes. La zone 12 correspond à une partie transparente permettant la vision depuis l'habitacle. La zone 13 est celle équipée de cellules. Sur cette figure on a représenté de façon très accentuée,
<Desc/Clms Page number 10>
un motif émaillé 14, destiné à masquer par exemple la fixation de la périphérie du toit et les intervalles entre les cellules, intervalles dans lesquels sont placés les conduits électriques. Sur cette figure l'émaillage est établi sur le pourtour de chaque cellule. Si il s'agit de ne masquer que les conducteurs, l'émaillage peut être limité à des bandes longitudinales ou transversales, et non à un quadrillage comme représenté.
Le détail de la structure apparaît aux figures 5 et 6.
Dans la zone 12 destinée à la vision, L'assemblage est formé des deux feuilles de verre 3 et 4, et de l'intercalaire 2. Sur le bord du toit se trouve une bande émaillée 11. L'émaillage est avantageusement réalisé sur la feuille externe 4, et, plus précisément, sur la face de cette feuille en contact avec l'intercalaire.
Dans cette zone 12 la transmission lumineuse, même très réduite
EMI10.1
du fait des caractéristiques de la feuille de verre 3, est suffisante pour permettre
EMI10.2
aux passagers une vision depuis l'habitacle. A l'inverse, de l'extérieur, la vision ue : lufbqut--Il kbL f) cl, D --bL liuiit-,. L-It--
EMI10.3
l'extérieur le toit parait presque uniformément sombre, et sur ce fond, on distingue tout juste les bandes émaillées.
Dans la zone 13, l'ensemble des motifs émaillés et des cellules photovoltaïques recouvre toute la surface. Cette partie n'est pas transparente. Les cellules qui sont recouvertes par une feuille de verre offrant une très forte transmission sont dans les meilleures conditions d'efficacité.
Dans le tableau suivant figurent les caractéristiques de transmission lumineuse (TLA), et énergétique (TE), pour différents verres ou assemblages feuilletés. La mesure de TE est selon Moon. Pour ces ensembles la première feuille est en verre clair ordinaire. La deuxième feuille est en verre gris de coloration conduisant à une absorption élevée. Lorsqu'une couche athermique est présente, elle est disposée sur la deuxième feuille de verre, et il s'agit d'une couche à base d'oxyde d'étain dopé d'environ 400 nanomètres d'épaisseur.
Les exemples 1 et 2 ont pour but de montrer le rôle significatif de la deuxième feuille de verre dans l'établissement de la transmission énergétique de l'ensemble constitué.
La comparaison entre les exemples 1 et 6, le second correspondant à un ensemble feuilleté associant la même deuxième feuille grise, montre que la présence additionnelle d'une première feuille de verre clair, et de l'intercalaire en PVB, atténue très peu les transmissions énergétique et lumineuse. La transmission énergétique n'est abaissée que de 0,6%. En
<Desc/Clms Page number 11>
d'autres termes, la présence d'une feuille de verre clair de 1,8mm d'épaisseur et d'une feuille intercalaire de PVB de 1,14mm d'épaisseur atténue très peu le rayonnement reçu sur les cellules dans la configuration proposée selon l'invention.
L'épaisseur de la deuxième feuille intervient de façon significative. On peut comparer à ce sujet les exemples 1 et 2, mais aussi 3 et 6.
La présence de la couche athermique permet aussi un contrôle efficace de la transmission énergétique de l'ensemble. Ceci, comme on peut le constater, permet le cas échéant de limiter l'épaisseur de la deuxième feuille de verre sans perdre la réduction de transmission énergétique dans l'habitacle.
EMI11.1
<tb>
<tb>
Epaisseur <SEP> Epaisseur <SEP> Epaisseur <SEP> Couche <SEP> Epaisseur <SEP> TLA <SEP> TE
<tb> feuille <SEP> 1 <SEP> PVB <SEP> feuille <SEP> 2 <SEP> totale
<tb> 1 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> 24. <SEP> 1 <SEP> 21. <SEP> 4
<tb> 2 <SEP> 4 <SEP> 16, <SEP> 9 <SEP> 14.7
<tb> 3 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 16. <SEP> 5 <SEP> 14. <SEP> 3
<tb> 4 <SEP> 1,5 <SEP> 0,76 <SEP> 3,15 <SEP> oui <SEP> 5,41 <SEP> 13,6 <SEP> 11,6
<tb> 6 <SEP> 1,8 <SEP> 1,14 <SEP> 3,15 <SEP> 5,95 <SEP> 23,7 <SEP> 20,8
<tb>
Dans le second tableau figurent des données comparables à celles du premier tableau. La différence réside dans le choix du verre constituant la seconde feuille. Dans ce cas précis on choisit un verre gris encore plus absorbant que pour la première série.
Ceci, comme on le constate, permet encore de diminuer de façon très substantielle la transmission énergétique pour la partie du toit qui ne comporte pas de cellules photovoltaïques. Pour ces exemples, les remarques précédentes concernant les caractéristiques de la première feuille de verre et de l'intercalaire, sont également valables.
Autrement dit, la transmission reste élevée au niveau des cellules.
EMI11.2
<tb>
<tb>
Epaisseur <SEP> Epaisseur <SEP> Epaisseur <SEP> Couche <SEP> Epaisseur <SEP> TLA <SEP> TE
<tb> feuille <SEP> 1 <SEP> PVB <SEP> feuille <SEP> 2 <SEP> totale
<tb> 7 <SEP> 3, <SEP> 15 <SEP> 15, <SEP> 9 <SEP> 13.7
<tb> 8 <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> 8, <SEP> 4
<tb> 9 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 9, <SEP> 8 <SEP> 7. <SEP> 8
<tb> 10 <SEP> 1. <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 76 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> oui5, <SEP> 41 <SEP> 9 <SEP> 7, <SEP> 1
<tb> 11 <SEP> 1. <SEP> 8 <SEP> 1. <SEP> 14 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> oui5, <SEP> 95 <SEP> 9 <SEP> 7
<tb> 121, <SEP> 8 <SEP> 1. <SEP> 14 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> 5, <SEP> 95 <SEP> 15,6 <SEP> 12.
<SEP> 8
<tb>
On voit sur ce tableau que la transmission énergétique peut être abaissée très significativement même sans avoir recours à des couches additionnelles, simplement par le choix d'un verre approprié pour la seconde feuille de verre.
<Desc/Clms Page number 12>
D'autres assemblages ont été réalisés en utilisant un émaillage partiel de la partie"transparente"pour en atténuer la transmission. Les assemblages sont tous constitués d'une première feuille de verre"blanc"de 2, 5mm d'épaisseur, d'une feuille intercalaire de 0,76mm d'épaisseur et d'une feuille de verre gris, du type utilisé aux exemples 1 à 6, de 2, 5mm d'épaisseur.
L'émaillage est de préférence réalisé sur la première feuille, en même temps que le masquage des bords de la feuille et des conducteurs électriques.
Les exemples 13 à 16 correspondent à des feuilletages dans lesquels une proportion croissante de la surface de la partie transparente est revêtue par l'émaillage par points. Les exemples 17 à 20 sont analogues aux exemples 13 à 16, mais, en plus, une couche athermique est utilisée, comme celle décrite à propos des exemples 4, 5, 10 et 11. Par mesure de simplicité, il est préférable de déposer la couche athermique sur la feuille grise. De cette
EMI12.1
façon le dépôt peut revêtir toute la surface sans s'opposer à la transmission vers
EMI12.2
les cellules photovoltaïques. j-e : LCII,) LtCli-L JUIVCIILL UUilli---
EMI12.3
pour ces différents assemblages. A titre d'indication la feuille de verre"blanc", de 2, 5mm d'épaisseur présente une transmission lumineuse TLA de 91, 5 et une transmission énergétique TE de 90,5.
Ceci correspond pratiquement à ce que reçoivent les cellules.
EMI12.4
<tb>
<tb>
Emaillage% <SEP> CoucheTLATE
<tb> 13 <SEP> 33, <SEP> 5 <SEP> 30
<tb> 14 <SEP> 50 <SEP> 16. <SEP> 5 <SEP> 15
<tb> 15 <SEP> 60 <SEP> 13, <SEP> 5 <SEP> 12
<tb> 16 <SEP> 70 <SEP> 12 <SEP> 9
<tb> 17 <SEP> oui <SEP> 18, <SEP> 5 <SEP> 15, <SEP> 5
<tb> 18 <SEP> 50 <SEP> OUI <SEP> 9. <SEP> 5 <SEP> 8
<tb> 19 <SEP> 60oui7. <SEP> 5 <SEP> 6, <SEP> 5
<tb> 20 <SEP> 70 <SEP> oui <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5
<tb>
Si l'émaillage partiel permet de réduire la transmission en proportion de la surface couverte, il ne peut être utilisé seul pour atteindre les transmissions les plus basses sans altérer le caractère "transparent" souhaité.
Pour cela, lorsque la transmission doit être extrêmement faible, on combine avantageusement les différents moyens mis en oeuvre. Les exemples 18,19 et 20 proposent ainsi les effets simultanés de la coloration de la deuxième feuille, de l'émaillage partiel et d'une couche athermique.
<Desc / Clms Page number 1>
Roof of a motor vehicle fitted with photovoltaic cells
The invention relates to the roofs of motor vehicles equipped with photovoltaic cells.
Motor vehicle manufacturers offer on certain models, in particular high-end models, the installation of photovoltaic cells which have the function of limiting the stress on the accumulators, in particular when the vehicle engine is not running.
At present this is used for example to recharge the accumulators, or to supply a ventilation and thus limit the heating of the vehicle when stationary. Other uses are nevertheless soon
EMI1.1
now envisaged which all have in common to constitute a source jl, -L-1-, l *, - 1de that generated by the engine of the vehicle.
EMI1.2
For good efficiency, the cells should be placed on a well exposed surface as large as possible, and under a protection which protects them from environmental aggressions: humidity, grease, etc. The cells are therefore placed behind a transparent screen, usually consisting of a sheet of glass.
In commercial vehicles which have cells, the location of these cells is oriented towards the roof for reasons of convenience. The use of glass material in the roof of motor vehicles is also well known, and the adaptation of photovoltaic cells on glass roofs has been the subject of various prior proposals.
Still with regard to commercial vehicles comprising this type of equipment, the installation of photovoltaic cells was made on a sheet of glass forming at least part of the roof, and on the face of this sheet which is not exposed to the outside environment. The cells are glued to the glass sheet and protected and hidden on the side of the passenger compartment by a decorative facing.
In this type of implementation, when the cells cover only part of the roof, the rest of the surface can offer a certain light transmission as long as the facing covers only the surface occupied by the cells. In this case, the aesthetics of the internal face of the
<Desc / Clms Page number 2>
roof seen from the passenger compartment is unsatisfactory due to the resulting lack of uniformity.
A more significant drawback of this embodiment lies in the fact that the glass sheet constituting the roof, or the part of it carrying the cells, absorbs part of the light radiation. This has the consequence of limiting the performance of the cells, and complicating the production of this equipment.
Thus for vehicle roofs, it is necessary to meet safety standards, particularly in terms of mechanical strength. This implies, consequently, that the glass sheet has a certain thickness. Typically, in previous embodiments, a sheet of tempered glass at least 5mm thick is required. At these thicknesses, the usual clear glasses have an absorption which is not completely
EMI2.1
negligible. The energy transmission (TE), measured according to Moon, is established for example around 84% of the incident light
EMI2.2
1 IZ CII LLT, L lt, "1 11" THERE AT L "tl L, JJU" I l -) efficiency that is not optimized. It is desirable to seek a bet
EMI2.3
that minimizes absorption.
In this sense, it is possible, while keeping the structure described above, to use so-called "white", or even "extra white" glasses. These glasses, which in particular have an extremely low iron content, are relatively poorly absorbent. Under a thickness of 5mm, as before, the TE can be of the order of 90%, or a gain of the order of 6%. The disadvantage of these glasses lies in their cost. Their price is about 2.5 times that of ordinary clear glasses. Even if the cost of glass is only a small part of the cost of the roof, it is understandable that the difference is not insignificant for manufacturers.
Furthermore, in the previous embodiments, the use of a glass sheet whose energy transmission is as high as possible, to improve the efficiency of the photovoltaic cells, is directly contrary to the requirements of the manufacturers with regard to the transmission in the cabin. For reasons of thermal comfort, the energy transmission must be as low as possible, and not exceed 20%, and preferably be less than 15%. The use of clear glasses, and a fortiori of extra white glasses, cannot therefore be envisaged if only part of the roof receives the cells, the rest being arranged for the vision of the passengers.
It is possible to satisfy the contradictory conditions recalled above. to deposit a thin layer limiting
<Desc / Clms Page number 3>
transmission using a traditional technique. The deposit must nevertheless be limited to the parts of the sheet which do not contain cells, which adds to the complexity of the operation. Furthermore, the layer, whatever the technique used for its formation, is relatively fragile, and, inside the passenger compartment, remains exposed to all the risks of degradation by scratching, abrasion, etc.
The invention proposes a solution to the difficulties explained above with regard to the prior art, in the construction of vehicle roofs equipped with photovoltaic cells, part of which remains free for vision. This solution also offers a number of advantages which will be explained in the course of the description.
In what follows, reference is made to a vehicle roof. This designation concerns the case where the entire roof is envisaged. It also concerns the case where only part of it is equipped in the way that
EMI3.1
is specified. It is easy to understand that the "glass" part can be limited for example to that which consumes cement i u u u a [we openHL. i mb at full Mon is the one which however best corresponds to the aims pursued when an effort is made to have as large an area as possible for the cells, without renouncing the other aspects. In addition, the trend in automotive "design" is clearly towards an increase in the glass surface. The embodiments according to the invention, according to this trend, are therefore in favor of an entire roof made of glass material.
The roof according to the invention equipped with photovoltaic cells has at least one transparent part, and comprises a first glass sheet constituting the external face, an interlayer sheet of a thermoplastic material traditionally used to form laminated glazing, the photovoltaic cells being housed in this interlayer sheet, and at least a second sheet of glass. The laminated assembly can also include additional layers. The choice of elements, and in particular of the first sheet of glass, is such that the energy transmission, TE, on the cells is at least 85%, and preferably greater than 87%.
Likewise, all of the characteristics of the elements superimposed in the transparent part of the roof are such that the energy transmission on this part is not more than 25%, and preferably less than 20%.
In the construction according to the invention, the sheets are assembled according to the usual techniques for obtaining laminated glazing, to lead to a roof which has all the advantages in terms of mechanical strength and in general, safety, which are
<Desc / Clms Page number 4>
characteristics of these glazings.
The glass sheets used according to the invention are advantageously made of hardened glass (semi-tempered). The mechanical resistance of the sheets is significantly improved. These glasses typically have surface constraints of the order of 40 to 70 MPa, and well meet the safety requirements, provided that they are used in a laminated assembly.
The laminated assembly allows in particular, compared to the constructions of the prior art, to significantly reduce the thickness of the glass sheet which protects the cells. A significant part of the resistance of the assembly is imparted by the second glass sheet, the transmission characteristics of which are not dictated by the presence of the photovoltaic cells. In a way, the structure according to the invention makes it possible to
EMI4.1
dissociate the functions which are those of the glass sheet of the prior art. Yes
EMI4.2
the first sheet is advantageously thin, the total thickness ue i etb;) t; IUL'ia iUtiiLë tt KL pcH) Bed; . tiLiut. ) iE: ic UtiSt'-idctLiUli <-,
EMI4.3
weight lead to limit this thickness.
For this reason, we strive to keep the total thickness less than 7mm, and preferably less than 6mm.
In practice, the external glass sheet must have a thickness sufficient to adequately withstand the usual forces. Furthermore, sheets of glass that are too thin can make assembly more delicate. For these reasons, sheets with a thickness of not less than 1 mm are advantageously used. Conversely, to keep the energy advantage, the thickness of this sheet is not more than 3mm. Most commonly the first sheets according to the invention have a thickness of between 1.5 and 2.5 mm.
The first sheet can, of course, be made of extra white glass to optimize transmission, all the more so since the glass is thin, the mass of glass required is less, and the share of the cost of the sheet in constituted set is more reduced. In this case, the energy transmission of the sheet may exceed 90% If a conventional clear glass sheet is used, the energy transmission, still under the thickness conditions indicated above, is of the order of 85% or more .
The second glass sheet is chosen so as to provide the necessary resistance. Its thickness is less dependent on considerations relating to light transmission, if not in a direction opposite to that of the first sheet. Indeed, if the roof must allow a vision towards outside all
<Desc / Clms Page number 5>
by limiting the energy transmission in the passenger compartment, this second sheet must be very absorbent, and the thickness is an important factor in establishing this absorption. In practice, however, a compromise must be established between the increase in thickness, favorable to mechanical strength and absorption, on the one hand, and the need to keep the weight as low as possible, on the other hand.
The absorption characteristics of the second glass sheet are determined by the thickness but even more by the coloring, or even by the additional layers that it can carry.
From a mechanical point of view, in a laminated assembly. and in association with the first sheets described above, sheets of 2 to 5 mm and, preferably, 2.5 to 4 mm, make it possible to meet the standards in this field. For these thicknesses and to obtain a transmission
EMI5.1
energy not exceeding 25%, and preferably 20%, is used in
EMI5.2
particular of strongly colored glasses of the type of those described for example <J. <, J u C J u W F u S A
EMI5.3
0482535. These glasses have a dark gray color, which easily matches the colors of the surrounding rooms. Of course, other colored glasses, in particular bronze or blue glasses, can also be used under analogous conditions.
The use of very colored glasses normally leads to the desired transmissions. If, however, the chosen glass does not reduce transmission sufficiently, or if it is preferred to use clear glass, it is possible to confer the desired transmission properties by the use of a traditional absorbent and / or reflective thin layer, by for example a layer based on titanium nitride or chromium, a layer of tin oxide possibly doped, a layer of indium tin oxide etc.
In the hypothesis of the implementation of such a layer, it is advantageously removed from the risks of degradation, by placing it on the face of the glass sheet which is in contact with the interlayer.
The use of an athermic layer leads to limiting the heating of the passenger compartment when the vehicle is subjected to intense radiation. The layer also has anti-emitting characteristics. When the outside temperature is much lower than that maintained in the passenger compartment, it avoids the discomfort of the cold walls.
To be able to produce a layer uniformly covering the sheet, it is preferable to carry out this deposit on the second glass sheet. This eliminates the need to precisely delimit the layer
<Desc / Clms Page number 6>
relative to cell locations. Conversely, if the layer is applied to the first sheet, the locations corresponding to the cells must be subject to reservations in order to keep the strongest possible transmission at these locations.
Another means of reducing light transmission, which can be used according to the invention, consists in placing an enameling according to a pattern made up of very small dots in a dense frame. The points must be of sufficiently small size so that observation from the cockpit does not make it possible to discern them. They are below the resolution threshold. Points of a few tenths of a millimeter spaced about 0.5 to 2 mm can be chosen.
When using an enameled pattern limiting transmission, the fraction of the area covered determines that of the radiation
EMI6.1
not transmitted. It is possible to vary this fraction in very large
EMI6.2
proportions. While maintaining a certain overall "transparency". t iCUi cu. t. iUUUviii jLt. sLiQ / u Le i UiiCtE:, itiat-2 Cii iai. bare. it does not:
EMI6.3
not exceed 60%.
When an enamelled dot pattern is used, it can be made on either glass sheet as long as this pattern does not mask the cells.
Between the two sheets of glass is an interlayer sheet of a thermoplastic material. The indication "of" a sheet does not exclude that there may be at the time of formation of the laminate several sheets of the same material or different materials. The thermoplastic sheet can also be formed in the assembly from a different state, in particular by polymerization or crosslinking of a material in the liquid state. The indication intermediate sheet therefore corresponds to the final shape in the assembly, and does not relate to the state of the initial material, even if the most usual form is that of a sheet.
The interlayer sheets are those usually used in laminated glazing. These are in particular sheets of polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl acetate (EVA), polyurethane (PU) or polyvinyl chloride (PVC).
The thickness of the sheet, or of the intermediate sheets, must be at least equal to that of the photovoltaic cells arranged in the assembly. In practice, the cells are between 0.1 and 1mm thick. Consequently, the spacers advantageously have a thickness of the order of 0.5 to 2mm.
<Desc / Clms Page number 7>
The absorption of the interlayer sheets is generally sufficiently low to have only a limited impact on the transmission characteristics of the assembly. It is nevertheless possible, when several sheets are used to constitute the interlayer, to combine their characteristics to meet the objectives pursued by the invention. It is in particular possible to place under the cells a sheet of a material which contributes to light absorption without hampering the radiation received by the cells. In particular, materials such as colored PVBs can be used, the energy transmission of which for typical thicknesses of 0.76 mm can be as low as 15% for those with the most intense coloring.
Of course, the products sold make it possible to carry out a whole range of intermediate value transmissions.
EMI7.1
The way in which the cells are introduced into the interlayer depends in part on the malleability of the latter. For easily deformable products, it
EMI7.2
it is possible to print in the sheet the imprint corresponding to cell U. \ i 1 iJt C. iU. iLC HCii 1- iC * iit. <. C. iJ. iilllLe .. i LU. here'. lUtJ lii'iliO iC <. iiiC, iiL
EMI7.3
deformable, it may be preferable to combine at least two sheets, one of a thickness substantially equal to that of the cells. This sheet is punched to cut housings to the dimensions of the cells. It is then associated with at least one sheet to form an assembly similar to the printed sheet described above.
In both cases, as necessary, on the assembly carrying the cells and the electrical connections, is superimposed an additional sheet to completely wrap the cell in a relatively flexible product, and avoid contact with the surfaces of the glass sheets. .
To facilitate the incorporation of cells in the interlayer, it is also possible to combine the characteristics of different materials. It is possible, for example, to combine a preformed sheet of PVB comprising housings for the cells, with a flexible film, for example of EVA, which allows a perfectly uniform coating and adhesion of the cell in the interlayer.
For aesthetic reasons it is also advantageous according to the invention to mask the edges of the cells, or at least those comprising electrical connections, as well as the conductors, and in general any part which introduces a discontinuity in the appearance of the produced by the deposition of enamels according to patterns obtained by screen printing. These enamelled parts are intended to mask the apparent discontinuities from the outside. They are therefore established on the first sheet of glass.
<Desc / Clms Page number 8>
The assembly comprising the cells and the electrical connections is laminated according to traditional techniques. Typically for preformed interlayer sheets, such as PVB sheets, one usually proceeds in two steps: a first degassing step followed by a bonding step. The technique used is in particular that described in publication FR-A 2428920, concerning the encapsulation of photovoltaic cells in a laminated assembly.
Other laminating modes can also be used, in particular when using a liquid material to form the interlayer.
The invention is described below with reference to the drawings in which: - Figure 1 is a schematic sectional view of a roof assembly according to the invention;
EMI8.1
- Figure 2 is a sectional view of an embodiment of
EMI8.2
the insertion of photovoltaic cells according to the invention; 1 ---,), .- l ----- e ----
EMI8.3
photovoltaic cells; - Figure 4 is a schematic perspective view of a roof equipped with photovoltaic cells; - Figure 5 is a sectional view along B-B of Figure 4; - Figure 6 is a sectional view along A-A of Figure 4.
The section of FIG. 1 comprises a photovoltaic cell, shown diagrammatically 1, with connection conduits. The cell is wrapped in a spacer 2, constituted for example by colorless PVB. The figure shows the material of the interlayer without discontinuity. This structure is that which can be formed after the lamination operations, from sheets initially separated as shown in connection with FIGS. 2 and 3. This structure of the interlayer can also be obtained when using a material which is in the liquid state before the lamination operation.
The external face of the assembly is formed by a glass sheet 4, the characteristics, composition and thickness of which are such that the light transmission is as high as possible, and is not less than 85%. The internal face, that is to say that facing the passenger compartment, is constituted by a glass sheet 3 whose light transmission does not exceed 30%.
The material constituting the interlayer is advantageously as little absorbent as possible, so that the incident radiation having passed through the sheet 4 reaches almost entirely on the cell. In the case of an absorbent material, the thickness of material separating the cell is maintained
<Desc / Clms Page number 9>
of sheet 4 as small as possible. It is preferable to keep a minimum of intermediate material between the cell and the sheet 4, to protect the cell against a risk of deterioration during the assembly operations. The pressure exerted on the cell is then distributed more evenly over the entire cell due to the elasticity of the interlayer material.
The sheet 4 is shown to be substantially thinner than the sheet 3. As indicated above, it is preferable to keep the thickness of the sheet 4 as thin as possible to limit its absorption. Conversely, the sheet 3 which participates predominantly in establishing the mechanical properties required for the assembly is advantageously thicker.
FIG. 2 shows a means of inserting the cell into the intermediate material. In the case shown, the cell is taken between two sheets 5 and 6. To avoid subjecting the cell to excessive pressure during
EMI9.1
of the assembly, a housing corresponding to its dimensions is stamped aans 1 aes folded (on ia fIgure La reunite 0). Uunses materials are malleable enough to lend themselves easily to this type of shaping. Once the cell has been placed in its housing, the sheet 6 covers the assembly, and the lamination is carried out according to the usual methods. For example, the interlayer being placed between the two glass sheets 3 and 4, first of all degassing under partial vacuum.
Simultaneously, it prevents the establishment of a pressure on the faces of the glass sheets, pressure which would make degassing more difficult. After degassing, the temperature of the assembly is gradually increased, this time letting the external pressure exert. The last traces of air are then dissolved in the material which sticks to the glass sheets. Simultaneously the sheets 5 and 6 are welded to each other to form a single mass in which the cells are incorporated.
Figure 3 presents a principle similar to the previous one. To form the interlayer, for example three PVB sheets are joined together, 7,8 and 9. The intermediate sheet 7, the thickness of which corresponds approximately to that of the cells, is stamped. The openings made in sheet 7 receive the cells and the procedure is carried out as above after having placed two sheets 8 and 9 on either side of sheet 7.
Figure 4 shows a car roof according to the invention. The roof has two separate functional areas. Zone 12 corresponds to a transparent part allowing vision from the passenger compartment. Zone 13 is that equipped with cells. In this figure we have represented in a very accentuated way,
<Desc / Clms Page number 10>
an enameled pattern 14, intended to mask, for example, the fixing of the periphery of the roof and the intervals between the cells, intervals in which the electrical conduits are placed. In this figure the enameling is established on the periphery of each cell. If it is a question of masking only the conductors, the enamelling may be limited to longitudinal or transverse bands, and not to a grid as shown.
The detail of the structure appears in Figures 5 and 6.
In the zone 12 intended for the vision, the assembly is formed of the two sheets of glass 3 and 4, and of the interlayer 2. On the edge of the roof is an enameled strip 11. The enameling is advantageously carried out on the outer sheet 4, and, more precisely, on the face of this sheet in contact with the interlayer.
In this zone 12 the light transmission, even very reduced
EMI10.1
due to the characteristics of the glass sheet 3, is sufficient to allow
EMI10.2
passengers a view from the passenger compartment. Conversely, from the outside, the vision eu: lufbqut - Il kbL f) cl, D --bL liuiit- ,. Bed--
EMI10.3
outside the roof appears almost uniformly dark, and on this background, one can barely make out the enameled bands.
In zone 13, all of the enamelled patterns and photovoltaic cells cover the entire surface. This part is not transparent. The cells which are covered by a sheet of glass offering a very strong transmission are in the best conditions of efficiency.
The following table shows the light transmission (TLA) and energy transmission (TE) characteristics for different laminated glasses or assemblies. The TE measurement is according to Moon. For these sets the first sheet is ordinary plain glass. The second sheet is gray colored glass leading to high absorption. When an athermal layer is present, it is placed on the second glass sheet, and it is a layer based on doped tin oxide about 400 nanometers thick.
The purpose of Examples 1 and 2 is to show the significant role of the second glass sheet in establishing the energy transmission of the assembly made up.
The comparison between examples 1 and 6, the second corresponding to a laminated assembly associating the same second gray sheet, shows that the additional presence of a first sheet of clear glass, and of the PVB interlayer, very slightly attenuates the transmissions energetic and bright. The energy transmission is only reduced by 0.6%. In
<Desc / Clms Page number 11>
in other words, the presence of a sheet of clear glass 1.8 mm thick and an interlayer sheet of PVB 1.14 mm thick attenuates very little the radiation received on the cells in the configuration proposed according to the invention.
The thickness of the second sheet is significant. We can compare examples 1 and 2 on this subject, but also 3 and 6.
The presence of the athermic layer also allows effective control of the energy transmission of the assembly. This, as can be seen, allows the thickness of the second glass sheet to be limited if necessary without losing the reduction in energy transmission in the passenger compartment.
EMI11.1
<tb>
<tb>
Thickness <SEP> Thickness <SEP> Thickness <SEP> Layer <SEP> Thickness <SEP> TLA <SEP> TE
<tb> sheet <SEP> 1 <SEP> PVB <SEP> sheet <SEP> 2 <SEP> total
<tb> 1 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> 24. <SEP> 1 <SEP> 21. <SEP> 4
<tb> 2 <SEP> 4 <SEP> 16, <SEP> 9 <SEP> 14.7
<tb> 3 <SEP> 2. <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 16. <SEP> 5 <SEP> 14. < SEP> 3
<tb> 4 <SEP> 1.5 <SEP> 0.76 <SEP> 3.15 <SEP> yes <SEP> 5.41 <SEP> 13.6 <SEP> 11.6
<tb> 6 <SEP> 1.8 <SEP> 1.14 <SEP> 3.15 <SEP> 5.95 <SEP> 23.7 <SEP> 20.8
<tb>
The second table contains data comparable to that of the first table. The difference lies in the choice of glass constituting the second sheet. In this specific case, we choose an even more absorbent gray glass than for the first series.
This, as can be seen, still makes it possible to very substantially reduce the energy transmission for the part of the roof which does not comprise photovoltaic cells. For these examples, the previous remarks concerning the characteristics of the first glass sheet and the interlayer are also valid.
In other words, transmission remains high at the cell level.
EMI11.2
<tb>
<tb>
Thickness <SEP> Thickness <SEP> Thickness <SEP> Layer <SEP> Thickness <SEP> TLA <SEP> TE
<tb> sheet <SEP> 1 <SEP> PVB <SEP> sheet <SEP> 2 <SEP> total
<tb> 7 <SEP> 3, <SEP> 15 <SEP> 15, <SEP> 9 <SEP> 13.7
<tb> 8 <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> 8, <SEP> 4
<tb> 9 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 14 <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 9, <SEP> 8 <SEP> 7. < SEP> 8
<tb> 10 <SEP> 1. <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 76 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> yes5, <SEP> 41 <SEP> 9 <SEP> 7, < SEP> 1
<tb> 11 <SEP> 1. <SEP> 8 <SEP> 1. <SEP> 14 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> yes5, <SEP> 95 <SEP> 9 <SEP> 7
<tb> 121, <SEP> 8 <SEP> 1. <SEP> 14 <SEP> 3. <SEP> 15 <SEP> 5, <SEP> 95 <SEP> 15.6 <SEP> 12.
<SEP> 8
<tb>
We see on this table that the energy transmission can be lowered very significantly even without having to use additional layers, simply by choosing an appropriate glass for the second glass sheet.
<Desc / Clms Page number 12>
Other assemblies have been made using partial enameling of the "transparent" part to reduce transmission. The assemblies all consist of a first sheet of “white” glass 2.5 mm thick, an intermediate sheet 0.76 mm thick and a sheet of gray glass, of the type used in Examples 1 at 6, 2.5mm thick.
Enamelling is preferably carried out on the first sheet, at the same time as the masking of the edges of the sheet and of the electrical conductors.
Examples 13 to 16 correspond to laminates in which an increasing proportion of the surface of the transparent part is coated by point enameling. Examples 17 to 20 are similar to Examples 13 to 16, but in addition, an athermic layer is used, such as that described in connection with Examples 4, 5, 10 and 11. For simplicity, it is preferable to deposit the thermal layer on the gray sheet. Of this
EMI12.1
way the deposit can cover the entire surface without preventing transmission to
EMI12.2
photovoltaic cells. j-e: LCII,) LtCli-L JUIVCIILL UUilli ---
EMI12.3
for these different assemblies. By way of indication, the “white” glass sheet, 2.5 mm thick, has a TLA light transmission of 91.5 and a TE energy transmission of 90.5.
This practically corresponds to what the cells receive.
EMI12.4
<tb>
<tb>
Glazing% <SEP> LayerTLATE
<tb> 13 <SEP> 33, <SEP> 5 <SEP> 30
<tb> 14 <SEP> 50 <SEP> 16. <SEP> 5 <SEP> 15
<tb> 15 <SEP> 60 <SEP> 13, <SEP> 5 <SEP> 12
<tb> 16 <SEP> 70 <SEP> 12 <SEP> 9
<tb> 17 <SEP> yes <SEP> 18, <SEP> 5 <SEP> 15, <SEP> 5
<tb> 18 <SEP> 50 <SEP> YES <SEP> 9. <SEP> 5 <SEP> 8
<tb> 19 <SEP> 60yes 7. <SEP> 5 <SEP> 6, <SEP> 5
<tb> 20 <SEP> 70 <SEP> yes <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 5
<tb>
If partial enameling allows the transmission to be reduced in proportion to the surface covered, it cannot be used alone to achieve the lowest transmissions without altering the desired "transparent" character.
For this, when the transmission must be extremely weak, the various means used are advantageously combined. Examples 18, 19 and 20 thus propose the simultaneous effects of the coloring of the second sheet, of the partial enameling and of an athermic layer.