EP2494604A2 - Installation de production de courant electrique, a partir du rayonnement solaire et procede de mise en securite d'un batiment equipe d'une telle installation - Google Patents

Installation de production de courant electrique, a partir du rayonnement solaire et procede de mise en securite d'un batiment equipe d'une telle installation

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Publication number
EP2494604A2
EP2494604A2 EP10790463A EP10790463A EP2494604A2 EP 2494604 A2 EP2494604 A2 EP 2494604A2 EP 10790463 A EP10790463 A EP 10790463A EP 10790463 A EP10790463 A EP 10790463A EP 2494604 A2 EP2494604 A2 EP 2494604A2
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EP
European Patent Office
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short
circuiter
building
installation
installation according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10790463A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Franck Sarrus
Jean-Louis Gelet
Thierry Rambaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mersen France SB SAS
Original Assignee
Mersen France SB SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Mersen France SB SAS filed Critical Mersen France SB SAS
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/10—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to mechanical injury, e.g. rupture of line, breakage of earth connection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to an installation for producing electric power from solar radiation, such an installation being integrated into a building that can be used for solar energy. housing, for industrial use or for commercial use.
  • photovoltaic generators usually called “photovoltaic panels” are generally used to transform part of the solar radiation that reaches them into electric current.
  • Such an installation can be used to supply electricity to the building in which it is integrated, in parallel with a public distribution network managed by an operator, such as Electricotti de France (EDF).
  • EDF ElectricInstitut de France
  • the surplus production of such an installation can be resold to this operator by reinjecting this surplus on the distribution network.
  • the invention intends to remedy more particularly by proposing a new electric power installation making it possible to maintain the short circuit once established, and not being dependent on the operation of electronic components.
  • the invention relates to an installation for producing electrical power from solar radiation, this installation being integrated into a building and comprising at least one photovoltaic generator, and a short-circuiter capable of establishing a short circuit at the terminals. of the photovoltaic generator.
  • This installation is characterized in that this short-circuiter is adapted to maintain the short circuit by means of an electrically conductive bridge, and in that the short-circuiter is activated by control means arranged in a predefined part of the building. or its environment.
  • the emergency or security services which must intervene on a building equipped with an electrical production installation according to the invention can be certain that the short-circuiter is well maintained when they enter this building.
  • the maintenance being provided by a mechanical part, the reliability of the short-circuiter is improved compared to that of known equipment.
  • a rise in temperature is not likely to make the safety device non-operational, as would be the case if relying solely on electronic components.
  • such an installation may incorporate one or more of the following features taken in any technically permissible combination:
  • the predefined part of the building also contains means for controlling the power supply from a public power distribution network.
  • the emergency services can maneuver, from the same premises, both the power control means of the building by running from the public network and the short-circuiter.
  • the predefined part of the building also contains means for controlling the supply of gas from a public gas distribution network or a tank.
  • the installation also comprises an AC direct current converter and the short-circuiter is mounted in such a way that it establishes or maintains simultaneously, by means of the electrically conductive bridge, the short-circuit at the terminals of the photovoltaic generator and the current converter terminals.
  • the short-circuiting of the photovoltaic generator induces the short-circuiting of the converter.
  • the potential source of residual voltage constituted by the converter is thus removed and the dangers that may result are eliminated.
  • the short-circuiter is powered from a source of energy distinct from the building's energy network. This makes it possible to maneuver the short-circuiter even though the building is no longer supplied with electricity by the network.
  • the power source may be electric, for example consisting of a storage battery, and the short-circuiter may comprise an electric actuator powered from this source.
  • the source of electrical energy is supplied with current by the photovoltaic generator during normal operation of the installation.
  • the energy source is pneumatic and the short-circuiter comprises a pneumatic actuator powered from this source.
  • the short-circuiter is actuated mechanically by a member connected to the aforementioned control means or by a locally actuatable member in the vicinity of the short-circuiter.
  • the installation also includes means for signaling the implementation of the short-circuiter.
  • These signaling means are advantageously arranged in the predefined part of the building. Alternatively, these signaling means are arranged near the short-circuiter.
  • the invention also relates to a method for securing a building equipped with an installation as mentioned above and, more specifically, a method for securing a building equipped with a power generation installation.
  • electrical system from solar radiation this installation comprising at least one photovoltaic generator.
  • This process is characterized in that it comprises a step of establishing and maintaining, by means of an electrically conductive bridge, a short circuit at the terminals of the photovoltaic generator.
  • the photovoltaic generator no longer constitutes a current source for the equipment which is usually connected to this generator or to an electrical circuit containing this generator, so that these materials are not under voltage and are not likely to constitute sources of danger for persons intervening in the building after its safety.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a building equipped with an installation according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a perspective view of part of the installation of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a view similar to Figure 2, for an installation according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a view similar to Figure 2, for an installation according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a view similar to Figure 2, for an installation according to a fourth embodiment of the invention.
  • the house 1 shown in Figure 1 is supplied with electricity from a public power distribution network 2 managed by an operator, such as EDF in France.
  • the network 2 extends to a junction box 3 in which is disposed, inter alia, a disconnector 5 for interrupting the electrical connection between the network 2 and a network 4 own home and feeding, by the intermediate of a breaking box 50, several electrical charges, such as an incandescent lamp 6 and a washing machine 8.
  • House 1 is equipped with an electrical production facility from solar radiation.
  • the installation 20 comprises a photovoltaic generator which is in the form of a panel 22 equipped with modules 23 able to convert each part of the solar radiation that reaches them in electric current.
  • the different modules 23 of the generator 22 are electrically connected to each other and to two terminals 24 and 26 of the generator 22, from which two conductive tracks 34 and 36 extend, extending to the input terminals 44 and 46 of a current converter 42 adapted to convert a direct electric current flowing in the tracks 34 and 36, into an alternating current, which can be fed back to the network 4 via a breaking box 52.
  • a control box 60 is provided in the house 1, and contains control members used during the security of the house 1, for example in case of fire.
  • the housing 60 is advantageously accessible from outside the house 1. Alternatively, if the house 1 is located on a property whose land is walled, the housing 60 can be integrated with one of these walls.
  • a control member 62 is mounted in the housing 60 and controls the disconnector 5 by means of a signal S 5 transmitted by any appropriate means, for example an electrical connection.
  • a signal S 5 transmitted by any appropriate means for example an electrical connection.
  • a second control member 64 is integrated in the housing 60 and allows to control a valve 7 mounted on a pipe 70 for supplying natural gas to the house 1.
  • the pipe 70 may extend from a public gas distribution network or a tank, such as a tank disposed above ground or in the basement in the garden of the house 1.
  • a signal S 7 emitted by the member 64 is transmitted to the valve 7 by any appropriate means, in particular an electrical line. Again, the body 64 can imitate the risk of fire by cutting the gas supply in the house 1.
  • the housing 60 comprises a third com plete organ 66 that controls a short-circuiter 80, this short-circuiter being provided for, if necessary, short-circuiting the tracks 34 and 36 near the terminals. 24 and 26.
  • the short-circuiter 80 comprises a brushless electric motor 82, whose output shaft 84 is equipped with a pinion 86 engaged with a rack 88, integral with an electrically conductive bridge 90.
  • a brushless electric motor 82 whose output shaft 84 is equipped with a pinion 86 engaged with a rack 88, integral with an electrically conductive bridge 90.
  • the contact between the shoes 94 and 96 of the bridge 90 and the tracks 34 and 36 is at a small distance from the terminals 24 and 26 of the generator 22. This makes it possible to minimize the portion of the tracks 34 and 36 still supplied with power after implementation of the short-circuiter 80.
  • the distance d is less than 20 cm.
  • the motor 82 is equipped with a control plate 83 to which is connected an electrical conductor 98 for transmitting a control signal Ss emitted by the member 66 to the short-circuiter 80.
  • the transmission signal S 5 between the member 66 and the short-circuiter can take place by a wireless link, for example a radio link. This approach is preferred when teaming an existing building with an installation according to the invention because it avoids having to draw a power line between the housing 60 and the short-circuiter 80.
  • An accumulator battery 100 is connected to the plate 83 by an electrical line 102 and constitutes a source of electrical energy for the motor 82.
  • the battery 100 is supplied with electric current from the terminals 24 and 26 of the generator 22 by a two-wire line 106, which ensures that this battery is permanently charged, to the point that it can deliver a DC voltage to the motor 82, when it must be activated.
  • the battery 100 therefore constitutes a source of energy distinct from the networks 2 and 4 for the motor 82.
  • the housing 60 is a predefined part of the house 1 in the sense that it is a part of the house that the emergency services know and to which they know how to access to put the house safe before intervention.
  • a predefined part of the house 1 is identified on the fire safety plan of the house 1 and / or identified by a colored door or a particular recognizable acronym. Its location is generally known to the security services for being spotted before an intervention, especially during a firefighting exercise.
  • the operation is as follows: when it is necessary to secure the house 1, for example in case of fire, a fire-fighter or security agent who accesses the control box 60 can actuate the control members 62, 64 and 66 to electrically isolate the house 1 of the network 2, cut the gas supply and short-circuit the terminals 24 and 26 of the photovoltaic generator 22. Thus, it can be guaranteed that no electric current flows in the electrical network 4, This limits the risks to firefighters and other persons involved in the home 1.
  • the short-circuit is provided by a mechanical part and not by electronic components, the maintenance of the short circuit is guaranteed as long as an external intervention does not restore the flow of current in the tracks 34 and 36, in removing the contact between the trigger guard 90 and the tracks, and the risk of accidental deactivation or destruction of electrical components is low.
  • a crank 104 is integral with the pinion 86, which also allows the manual operation of the trigger guard 90, especially in the event that a claim in progress in the house 1 would prevent the motor 82 from functioning properly or prevent the transmission of a command order between the member 66 and the plate 83.
  • Access to the housing 60 is controlled by means of a lock whose key is at the disposal of the emergency means.
  • a signal is set up at the housing 60 and the crank 104.
  • a motion detector 1 16, installed near the rack 88, is able to send to an indicator 61 placed in the housing 60, an electrical signal S 9 representative of the movement of the rack 88.
  • a warning which can to be illuminated, is displayed by the indicator 61, signifying to the intervention services the security of the building.
  • a mechanical signal is also implemented at the crank 1 04 by means of a colorized area 1 05 formed on the crank.
  • the zone 105 is visible through a window January 08 in a hood 1 10 enclosing the short-circuiter 80, indicating the safety of the 'installation.
  • the short-circuiter 80 comprises an electrically-conductive bridge 90 controlled by a pneumatic jack 182 supplied by a source of pressurized air formed of a compressed air cylinder 200 equipped with a valve 201.
  • An exhaust valve 183 mounted on the cylinder 182 is controlled from a member 66 disposed in a control box 60, similar to that of the first embodiment.
  • Two electrical conductors 98 transmit a control signal Ss of the member 66 to the valves 183 and 201.
  • the cylinder 182 is, in normal operation, in the high position, because the valve 201 of the bottle 200 is open and the air holds the cylinder rod in the up position.
  • control member 66 When it is necessary to secure a house 1 equipped with an installation 20 of this second embodiment, the control member 66 is actuated to open the valve 183 and close the valve 201, so that, under the action a spring not shown, the cylinder 182 plates the pads 94 and 96 of the bridge 90 on the tracks electrically conductive 34 and 36 which connect the output terminals 24 and 26 of the photovoltaic generator 22 to the input terminals 44 and 46 of the current converter 42.
  • the jack 182 is mounted so that when it is not powered , the trigger guard is in the low position.
  • the bottle 200 constitutes an autonomous source of energy for the jack
  • the short-circuiter 80 automatically establishes a short-circuit at the terminals 24 and 26 of the generator 22, because the rod of the jack 182 is not held in the raised position by the compressed air.
  • the short-circuiter 80 comprises a pyrotechnic device 282 which makes it possible to press the pads 94 and 96 of an electrically conductive bridge 90 on electrically conductive tracks 34 and 36 which extend between the output terminals 24 and 26 of the generator photovoltaic and the input terminals 44 and 46 of the current converter 42.
  • the firing 283 of the device 282 is connected to a control member 66 by a conductor 98 which transmits a control signal S 8 for activating the signal. ispositif 282 if necessary, to push the trigger guard 90 against the tracks 34 and 36.
  • the member 66 is located in a control box 60 similar to that of the first embodiment.
  • the driving bridge 90 is actuated by means of a pole 382 which makes it possible to exert on this bridge a force F 2 which plates the shoes 94 and 96 on the tracks 34 and 36 which extend between the output terminals. 24 and 26 of the generator 22 and the input terminals 44 and 46 of the converter 42.
  • the lower end of the rod 382 constitutes a control member 66 for the short-circuiter 80 thus formed.
  • This end 66 which advantageously carries a handle 68, is located in or near a housing 60 similar to that of the first embodiment.
  • a manual control means comparable to the crank 104 of the first embodiment can also be implemented as a backup command.
  • the setting and the short-circuiting of the terminals of the photovoltaic panel 22 by the short-circuiter 80 induces simultaneous setting and short-circuiting of the terminals of the current converter. 42 by the electrically conductive bridge 90, so that the internal capabilities of the converter are discharged, which prevents these capabilities are potential sources of danger for the emergency services involved in the house 1.
  • the member 66 used to control the short-circuiter 80 may be in the form of a switch, a magneto or any other form adapted to its function.
  • the installation 20 comprises a single photovoltaic panel 22.
  • the installation 20 may comprise several such panels, whose number is a function of the desired electrical power.
  • signaling means equivalent to the means 61 and / or 105, as well as the distance d are applicable to the various embodiments of the invention.
  • the bridge 90 is movable in translation relative to the conductive tracks 34 and 36.
  • the contact between the bridge 90 and the tracks 34 and 36 can be achieved by a rotational movement of the Trigger 90 with respect to tracks 34 and 36.
  • Such a movement may, for example, be effected along an axis parallel or perpendicular to the axes of conductive tracks 34 and 36.

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Abstract

Cette installation (20) de production de courant électrique à partir du rayonnement solaire est intégrée à un bâtiment (1) et comprend au moins un générateur photovoltaïque (22) ainsi qu'un court-circuiteur (80) apte à établir et à maintenir, au moyen d'un pontet électriquement conducteur, un court-circuit aux bornes (24, 26) du générateur photovoltaïque (22). Le court-circuiteur (80) est activé par des moyens de commande (66) disposés dans une partie prédéfinie (60) du bâtiment (1) ou de son environnement. Selon le procédé de sécurisation de l'invention, on établit et on maintient, au moyen d'un pontet électriquement conducteur, un court-circuit aux bornes (24, 26) du générateur photovoltaïque (22), ce qui évite qu'un réseau électrique (4) propre au bâtiment reste alimenté en courant et sous tension.

Description

Installation de production de courant électrique à partir
du rayonnement solaire et procédé de mise en sécurité d'un bâtiment équipé d'une telle installation La présente invention concerne une installation de production de courant électrique à partir du rayonnement solaire, une telle installation étant intégrée à un bâtiment qui peut être à usage d'habitation, à usage industriel ou à usage commercial.
Dans une telle installation, plusieurs générateurs photovoltaïques, le plus souvent dénommés « panneaux photovoltaïques » sont généralement utilisés pour transformer une partie du rayonnement solaire qui leur parvient en courant électrique. Une telle installation peut être utilisée pour alimenter en courant électrique le bâtiment auquel elle est intégrée, en parallèle à un réseau public de distribution géré par un opérateur, tel que Electricité de France (EDF). Le surplus de production d'une telle installation peut être revendu à cet opérateur en réinjectant ce surplus sur le réseau de distribution.
En cas de danger pour les occupants d'un tel bâtiment, par exemple en cas d'incendie, il est connu de couper l'alimentation en courant électrique du bâtiment à partir du réseau public en manœuvrant un interrupteur général situé à l'interface entre ce réseau et un circuit de distribution propre au bâtiment ou en amont de cette interface, sur le réseau. Même après une telle intervention de mise en sécurité, le ou les générateurs photovoltaïques sont susceptibles de débiter un courant électrique qui circule dans le circuit électrique propre au bâtiment, alors même que les services de secours croient pouvoir évoluer dans un bâtiment dont les dispositifs électriques ne sont plus sous tension. Il en résulte un danger pour les personnes intervenant alors dans le bâtiment, notamment les sapeurs- pompiers ou les membres des services spécialisés des opérateurs de distribution d'énergie, électrique ou sous forme de gaz.
Il est connu, notamment de DE-A-10 2005 018 173, d'établir un court-circuit aux bornes d'une installation photovoltaïque en cas de danger. Cette technique met en œuvre un déclenchement électronique d'un thyristor et un circuit électronique alimenté en courant. Dans le cas où les panneaux photovoltaïques ne produisent plus de courant, le thyristor s'ouvre et le court-circuit n'est pas maintenu, ce qui pose des problèmes de sécurité, au même titre que le fait que l'utilisation de composants électroniques expose au risque de destruction par le feu. Par ailleurs, le dispositif décrit comporte des composants électroniques consommant une énergie non négligeable.
C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une nouvelle installation de courant électrique permettant de maintenir le court-circuit une fois établi, et de ne pas être tributaire du fonctionnement de composants électroniques.
A cet effet, l'invention concerne une installation de production de courant électrique à partir du rayonnement solaire, cette installation étant intégrée à un bâtiment et comprenant au moins un générateur photovoltaïque, et un court- circuiteur apte à établir un court-circuit aux bornes du générateur photovoltaïque. Cette installation est caractérisée en ce que ce court-circuiteur est adapté pour maintenir le court-circuit au moyen d'un pontet électriquement conducteur, et en ce que le court-circuiteur est activé par des moyens de commande disposés dans une partie prédéfinie du bâtiment ou de son environnement.
Grâce à l'invention, les services de secours ou de sécurité, qui doivent intervenir sur un bâtiment équipé d'une installation de production électrique conforme à l'invention peuvent être certains que le court-circuiteur est bien maintenu lorsqu'ils pénètrent dans ce bâtiment. Le maintien étant assuré par une pièce mécanique, la fiabilité du court-circuiteur est améliorée par rapport à celle des matériels connus. En particulier, une élévation de température ne risque pas de rendre le dispositif de mise en sécurité non-opérationnel, comme ce serait le cas si on comptait uniquement sur des composants électroniques.
Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle installation peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible :
- La partie prédéfinie du bâtiment renferme également des moyens de contrôle de l'alimentation en courant à partir d'un réseau public de distribution de courant électrique. Ainsi, les services de secours peuvent manœuvrer, à partir du même local, à la fois les moyens de contrôle de l'alimentation du bâtiment en courant à partir du réseau public et le court-circuiteur. - La partie prédéfinie du bâtiment renferme également des moyens de contrôle de l'alimentation en gaz à partir d'un réseau public de distribution de gaz ou d'un réservoir.
- L'installation comprend également un convertisseur de courant continu en courant alternatif et le court-circuiteur est monté de telle sorte qu'il établit ou maintient simultanément, au moyen du pontet électriquement conducteur, le court- circuit aux bornes du générateur photovoltaïque et aux bornes du convertisseur de courant. Ainsi, la mise en court-circuit du générateur photovoltaïque induit la mise en court-circuit du convertisseur. La source éventuelle de tension électrique résiduelle constituée par le convertisseur est ainsi supprimée et les dangers pouvant en résulter sont éliminés.
- Le court-circuiteur est actionné à partir d'une source d'énergie distincte du réseau d'énergie du bâtiment. Ceci permet de manœuvrer le court-circuiteur alors même que le bâtiment n'est plus alimenté en courant électrique par le réseau. Dans ce cas, la source d'énergie peut être électrique, par exemple constituée d'une batterie d'accumulateurs, et le court-circuiteur peut comprendre un actionneur électrique alimenté à partir de cette source. On peut en particulier prévoir que la source d'énergie électrique est alimentée en courant par le générateur photovoltaïque en fonctionnement normal de l'installation. En variante, la source d'énergie est pneumatique et le court-circuiteur comprend un actionneur pneumatique alimenté à partir de cette source.
- Le court-circuiteur est actionné mécaniquement par un organe relié aux moyens de commande précités ou par un organe actionnable localement, au voisinage du court-circuiteur.
- L'installation comprend également des moyens de signalisation de la mise en œuvre du court-circuiteur. Ces moyens de signalisation sont avantageusement disposés dans la partie prédéfinie du bâtiment. En variante, ces moyens de signalisation sont disposés à proximité du court-circuiteur.
L'invention concerne également un procédé de mise en sécurité d'un bâtiment équipé d'une installation telle que mentionnée ci-dessus et, plus spécifiquement, un procédé de mise en sécurité d'un bâtiment équipé d'une installation de production de courant électrique à partir du rayonnement solaire, cette installation comprenant au moins un générateur photovoltaïque. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à établir et à maintenir, au moyen d'un pontet électriquement conducteur, un court-circuit aux bornes du générateur photovoltaïque.
Une fois le procédé de l'invention mis en œuvre, le générateur photovoltaïque ne constitue plus une source de courant pour les matériels qui sont habituellement raccordés sur ce générateur ou sur un circuit électrique contenant ce générateur, de sorte que ces matériels ne sont pas sous tension et ne risquent pas de constituer des sources de danger pour des personnes intervenant dans le bâtiment après sa mise en sécurité.
L'invention sera mieux comprise et les autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de quatre modes de réalisation d'une installation de production de courant électrique et d'un procédé de mise en sécurité d'un bâtiment conformes à son principe, donnés uniquement à titre d'exemple et fait référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique de principe d'un bâtiment équipé d'une installation conforme à l'invention ;
- la figure 2 est une représentation schématique de principe en perspective d'une partie de l'installation de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, pour une installation conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, pour une installation conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 5 est une vue analogue à la figure 2, pour une installation conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention.
La maison individuelle 1 représentée à la figure 1 est alimentée en courant électrique à partir d'un réseau public de distribution de courant 2 géré par un opérateur, tel que EDF en France. Le réseau 2 s'étend jusqu'à un coffret de jonction 3 dans lequel est disposé, entre autres, un sectionneur 5 permettant d'interrompre la liaison électrique entre le réseau 2 et un réseau 4 propre à la maison et qui alimente, par l'intermédiaire d'une boîte de coupure 50, plusieurs charges électriques, telle qu'une lampe à incandescence 6 et une machine à laver 8. La maison 1 est équipée d'une installation 20 de production électrique à partir du rayonnement solaire. L'installation 20 comprend un générateur photovoltaïque qui se présente sous la forme d'un panneau 22 équipé de modules 23 aptes à convertir chacun une partie du rayonnement solaire qui leur parvient en courant électrique. Les différents modules 23 du générateur 22 sont connectés électriquement entre eux et à deux bornes 24 et 26 du générateur 22, à partir desquelles s'étendent deux pistes conductrices 34 et 36 qui se prolongent jusqu'aux bornes d'entrée 44 et 46 d'un convertisseur de courant 42 apte à convertir un courant électrique continu s'écoulant dans les pistes 34 et 36, en un courant alternatif, qui peut être réinjecté sur le réseau 4 par l'intermédiaire d'une boîte de coupure 52.
Un boîtier de contrôle 60 est prévu dans la maison 1 , et renferme des organes de commande utilisés lors de la mise en sécurité de la maison 1 , par exemple en cas d'incendie. Le boîtier 60 est avantageusement accessible depuis l'extérieur de la maison 1 . En variante, si la maison 1 est située sur une propriété dont le terrain est clos de murs, le boîtier 60 peut être intégré à l'un de ces murs.
Un organe de commande 62 est monté dans le boîtier 60 et contrôle le sectionneur 5 au moyen d'un signal S5 transmis par tout moyen approprié, par exemple une liaison électrique. Ainsi, en cas de sinistre avéré ou imminent dans la maison 1 , il est possible de couper la liaison électrique entre les réseaux 2 et 4, au moyen de l'organe 62 et du sectionneur 5. Un deuxième organe de commande 64 est intégré au boîtier 60 et permet de commander une vanne 7 montée sur une conduite 70 d'alimentation en gaz naturel de la maison 1 . La conduite 70 peut s'étendre à partir d'un réseau public de distribution de gaz ou d'un réservoir, tel qu'une citerne disposée hors sol ou en sous-sol dans le jardin de la maison 1 . Un signal S7 émis par l'organe 64 est transmis à la vanne 7 par tout moyen approprié, notamment une ligne électrique. Là encore, l'organe 64 permet de l imiter les risques d'incendie en coupant l'arrivée de gaz dans la maison 1 .
Le boîtier 60 com prend u n trois ième org ane d e com m ande 66 qui commande un court-circuiteur 80, ce court-circuiteur étant prévu pour, en cas de besoin, mettre en court-circuit les pistes 34 et 36 à proximité des bornes 24 et 26.
Le court-circuiteur 80 comprend un moteur électrique brushless 82, dont l'arbre de sortie 84 est équipé d'un pignon 86 en prise avec une crémaillère 88, solidaire d'un pontet électriquement conducteur 90. Ainsi, en actionnant le moteur 82, il est possible de déplacer le pontet 90 dans le sens de la double-flèche Fi à la figure 2, c'est-à-dire perpendiculairement aux pistes 34 et 36, de telle sorte que deux patins 94 et 96 appartenant au pontet 90 peuvent être sélectivement et simultanément amenés au contact ou éloignés des pistes 34 et 36. Lorsque les patins 94 et 96 sont au contact des pistes 34 et 36, ils réalisent un court-circuit entre les bornes de sortie 24 et 26 du générateur 22. Dans ces conditions, le courant issu du générateur 22, qui peut être considéré comme un générateur de courant au moins en première approximation, s'écoule à travers le pontet 90, sans progresser dans les pistes 34 et 36, en direction du convertisseur 42.
Pour des raisons de sécurité, le contact entre les patins 94 et 96 du pontet 90 et les pistes 34 et 36 se fait à une faible distance d des bornes 24 et 26 du générateur 22. Ceci permet de minimiser la partie des pistes 34 et 36 encore alimentée en courant après mise en œuvre du court-circuiteur 80. En pratique, la distance d est inférieure à 20 cm.
Une fois que le court-circuit est établi, une intervention extérieure est nécessaire pour rétablir le passage du courant, de sorte que le pontet 90 est automatiquement maintenu en contact avec les pistes 34 et 36.
Le moteur 82 est équipé d'une platine de commande 83 sur laquelle est branché un conducteur électrique 98 de transmission d'un signal de commande Ss ém is par l'organe 66 à destination du court-circu iteur 80. En variante, la transmission du signal S5 entre l'organe 66 et le court-circuiteur peut avoir lieu par une liaison sans-fil, par exemple une liaison radio. Cette approche est privilégiée lorsqu'on équipe un bâtiment existant avec une installation conforme à l'invention car elle évite d'avoir à tirer une ligne électrique entre le boîtier 60 et le court- circuiteur 80.
Une batterie d'accumulateurs 100 est raccordée à la platine 83 par une ligne électrique 102 et constitue une source d'énergie électrique pour le moteur 82. En fonctionnement normal de l'installation 20, la batterie 100 est alimentée en courant électrique à partir des bornes 24 et 26 du générateur 22 par une ligne bifilaire 106, ce qui assure que cette batterie est en permanence chargée, au point qu'elle peut délivrer une tension continue au moteur 82, lorsque celui-ci doit être activé. La batterie 100 constitue donc une source d'énergie distincte des réseaux 2 et 4 pour le moteur 82.
Le boîtier 60 constitue une partie prédéfinie de la maison 1 en ce sens qu'il s'agit d'une partie de la maison que les services de secours connaissent et à laquelle ils savent accéder pour mettre la maison en sécurité avant intervention. Une telle partie prédéfinie de la maison 1 est identifiée sur le plan de sécurité antiincendie de la maison 1 et/ou repérée par une porte de couleur ou un sigle particulier aisément reconnaissable. Son emplacement est généralement connu des services de sécurité pour avoir été repéré avant une intervention, notamment lors d'un exercice anti-incendie.
Le fonctionnement est le suivant : lorsqu'il convient de sécuriser la maison 1 , par exemple en cas d'incendie, un sapeur-pompier ou un agent de sécurité qui accède au boîtier de contrôle 60 peut actionner les organes de commande 62, 64 et 66 pour isoler électriquement la maison 1 du réseau 2, couper l'alimentation en gaz et court-circuiter les bornes 24 et 26 du générateur photovoltaïque 22. Ainsi, il peut être garanti qu'aucun courant électrique ne circule dans le réseau électrique 4, ce qui limite les risques auxquels sont exposés les sapeurs-pompiers et les autres personnes devant intervenir dans la maison 1 . Dans la mesure où le court- circuit est assuré par une pièce mécanique et non par des composants électroniques, le maintien du court-circuit est garanti tant qu'une intervention extérieure ne rétablit pas la circulation du courant dans les pistes 34 et 36, en supprimant le contact entre le pontet 90 et les pistes, et le risque de désactivation accidentelle ou par destruction de composants électriques est faible.
Une manivelle 104 est solidaire du pignon 86, ce qui permet également la manœuvre manuelle du pontet 90, notamment dans le cas où un sinistre en cours dans la maison 1 empêcherait le moteur 82 de fonctionner correctement ou empêcherait la transmission d'un ordre de commande entre l'organe 66 et la platine 83.
L'accès au boîtier 60 est contrôlé au moyen d'une serrure dont la clé est à la seule disposition des moyens de secours.
Comme la batterie 1 00 est maintenue chargée grâce à la l igne 1 06, la manœuvre du moteur 82 est possible y compris après coupure de l'alimentation du réseau 4 par le sectionneur 5. Pour informer les services de sécurité de la mise en œuvre du court- circuiteur 80 et de la mise en sécurité du bâtiment, une signalisation est mise en place au niveau du boîtier 60 et de la manivelle 104. Un détecteur de mouvement 1 16, installé près de la crémaillère 88, est apte à envoyer à un indicateur 61 placé dans le boîtier 60, un signal électrique S9 représentatif du mouvement de la crémaillère 88. Lors de la mise en œuvre du court-circuiteur 80, un avertissement, qui peut être lumineux, est affiché par l'indicateur 61 , signifiant aux services d'intervention la mise en sécurité du bâtiment.
Une signalisation mécanique est également mise en œuvre au niveau de la manivelle 1 04 au moyen d'une zone colorisée 1 05 ménagée sur la manivelle. Lorsque la manivelle 104 arrive dans une position basse, correspondant avec la position basse du pontet 90, la zone 105 est visible à travers une fenêtre 1 08 ménagée dans un capot 1 10 renfermant le court-circuiteur 80, indiquant la mise en sécurité de l'installation.
Dans les deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation de l'invention représentés aux figures 3 à 5, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références. Ces modes de réalisation fonctionnent globalement de la même façon que le précédent et on décrit dans ce qui suit principalement ce qui les distingue du premier mode de réalisation.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le court-circuiteur 80 comprend un pontet 90 électriquement conducteur commandé par un vérin pneumatique 182 alimenté par une source d'air sous pression formée d'une bouteille d'air comprimé 200 équipée d'une vanne 201 . Une vanne d'échappement 183 montée sur le vérin 182 est contrôlée à partir d'un organe 66 disposé dans un boîtier de contrôle 60, analogue à celui du premier mode de réalisation. Deux conducteurs électriques 98 transmettent un signal de commande Ss de l'organe 66 aux vannes 183 et 201 . Le vérin 182 est, en fonctionnement normal, en position haute, car la vanne 201 de la bouteille 200 est ouverte et l'air maintient la tige du vérin en position haute. Lorsqu'il convient de sécuriser une maison 1 équipée d'une installation 20 de ce deuxième mode de réalisation, l'organe de commande 66 est actionné pour ouvrir la vanne 183 et fermer la vanne 201 , de telle sorte que, sous l'action d'un ressort non représenté, le vérin 182 plaque les patins 94 et 96 du pontet 90 sur les pistes électriquement conductrices 34 et 36 qui relient les bornes de sortie 24 et 26 du générateur photovoltaïque 22 aux bornes d'entrée 44 et 46 du convertisseur de courant 42. Le vérin 182 est monté de telle sorte que, lorsqu'il n'est pas alimenté, le pontet est en position basse.
La bouteille 200 constitue une source d'énergie autonome pour le vérin
182. Elle est opérationnelle y compris lorsque le réseau électrique propre à la maison a été isolé du réseau électrique public. Dans le cas où la bouteille 200 est vide, le court-circuiteur 80 établit automatiquement le court-circuit aux bornes 24 et 26 du générateur 22, car la tige du vérin 182 n'est pas maintenue en position haute par l'air comprimé.
Dans le troisième mode de réalisation de l'invention représentée à la figure
4, le court-circuiteur 80 comprend un dispositif pyrotechnique 282 qui permet de plaquer les patins 94 et 96 d'un pontet électriquement conducteur 90 sur des pistes électriquement conductrices 34 et 36 qui s'étendent entre les bornes de sortie 24 et 26 du générateur photovoltaïque et les bornes d'entrée 44 et 46 du convertisseur de courant 42. La mise à feu 283 du dispositif 282 est reliée à un organe de commande 66 par un conducteur 98 qui transmet un signal de commande S8 permettant d 'activer le d ispositif 282 en cas de besoin, pour pousser le pontet 90 contre les pistes 34 et 36. L'organe 66 est situé dans un boîtier de contrôle 60 analogue à celui du premier mode de réalisation.
Dans le quatrième mode de réalisation de l'invention représentée à la figure
5, le pontet cond ucteur 90 est actionné grâce à une perche 382 qui permet d'exercer à distance sur ce pont un effort F2 qui plaque les patins 94 et 96 sur les pistes 34 et 36 qui s'étendent entre les bornes de sortie 24 et 26 du générateur 22 et les bornes d'entrée 44 et 46 du convertisseur 42. Dans ce cas, l'extrémité inférieure de la tige 382 constitue un organe de commande 66 pour le court- circuiteur 80 ainsi constitué. Cette extrémité 66, qui porte avantageusement une poignée 68, est située dans ou à proximité d'un boîtier 60 analogue à celui du premier mode de réalisation.
Dans les modes de réalisation des figures 3 à 5, un moyen de commande manuelle, comparable à la manivelle 1 04 du premier mode de réalisation peut également être mis en œuvre, en tant que commande de secours. Quel que soit le mode de réalisation représenté sur les figures, la mise et le maintien en court-circuit des bornes du panneau photovoltaïque 22 par le court- circuiteur 80 induit la mise et le maintien en court-circuit simultanés des bornes du convertisseur de courant 42 par le pontet électriquement conducteur 90, de telle sorte que les capacités internes de ce convertisseur sont déchargées, ce qui évite que ces capacités ne constituent des sources de danger potentiel pour les secours intervenant dans la maison 1 .
L'organe 66 utilisé pour commander le court-circuiteur 80 peut se présenter sous la forme d'un interrupteur, d'une magnéto ou toute autre forme adaptée à sa fonction.
L'invention a été représentée dans le cas où l'installation 20 comprend un seul panneau photovoltaïque 22. En pratique, l'installation 20 peut comprendre plusieurs tels panneaux, dont le nombre est fonction de la puissance électrique souhaitée.
Les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus peuvent être combinées dans le cadre de la présente invention. En particulier, des moyens de signalisation équivalents aux moyens 61 et/ou 105, ainsi que la distance d sont applicables aux différents modes de réalisation de l'invention.
L'invention a été décrite dans le cas où le pontet 90 est mobile en translation par rapport aux pistes conductrices 34 et 36. En variante, le contact entre le pontet 90 et les pistes 34 et 36 peut être réalisé par un mouvement de rotation du pontet 90 par rapport aux pistes 34 et 36. Un tel mouvement peut, par exemple, s'effectuer selon un axe parallèle ou perpendiculaire aux axes des pistes conductrices 34 et 36.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Installation (20) de production de courant électrique à partir du rayonnement solaire, cette installation étant intégrée à un bâtiment (1 ) et comprenant au moins un générateur photovoltaïque (22), et un court-circuiteur (80) apte à établir un court-circuit aux bornes (24, 26) du générateur photovoltaïque (22), caractérisée en ce que ce court-circuiteur (80) est adapté pour maintenir le court-circuit au moyen d'un pontet (90) électriquement conducteur, et en ce que le court-circuiteur (80) est activé par des moyens de commande (66) disposés dans une partie prédéfinie (60) du bâtiment (1 ) ou de son environnement.
2. - Installation (20) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la partie prédéfinie (60) du bâtiment renferme également des moyens (62) de contrôle de l'alimentation du bâtiment en courant à partir d'un réseau public (2) de distribution de courant électrique (2).
3. - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie prédéfinie (60) du bâtiment renferme également des moyens (64) de contrôle de l'alimentation du bâtiment en gaz à partir d'un réseau public de distribution de gaz ou d'un réservoir.
4. - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend également un convertisseur (42) de courant continu en courant alternatif et en ce que le court-circuiteur (80) est monté de telle sorte qu'il établit ou maintient simultanément, au moyen du pontet (90) électriquement conducteur, le court-circuit aux bornes (24, 26) du générateur photovoltaïque (22) et aux bornes (44, 46) du convertisseur de courant.
5. - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le court-circuiteur (80) est actionné à partir d'une source d'énergie (100, 200) distincte du réseau électrique (4) du bâtiment (1 ).
6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la source d'énergie (100) est électrique et le court-circuiteur (80) comprend un actionneur électrique (82) alimenté à partir de cette source.
7. - Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la source d'énergie électrique (100) est alimentée en courant par le générateur photovoltaïque (22), en fonctionnement normal de l'installation.
8. - Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la source d'énergie (200) est pneumatique et le court-circuiteur (80) comprend un actionneur pneumatique (182) alimenté à partir de cette source.
9. - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le court-circuiteur (80) est actionné mécaniquement par un organe (382) relié aux moyens de commande (66, 68) ou par un organe (104) actionnable localement, au voisinage du court-circuiteur.
10. - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (61 , 105) de signalisation de la mise en œuvre du court-circuiteur (80).
1 1 . - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que des moyens de signalisation (61 ) sont disposés dans la partie prédéfinie (60) du bâtiment.
12. - Installation selon l'une des revendications 10 ou 1 1 , caractérisée en ce que des moyens de signalisation (105) sont disposés à proximité du court- circuiteur (80).
13.- Procédé de mise en sécurité d'un bâtiment (1 ) équipé d'une installation
(20) de production de courant électrique à partir du rayonnement solaire comprenant au moins un générateur photovoltaïque (22), caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à établir et à maintenir, au moyen d'un pontet électriquement conducteur, un court-circuit aux bornes (24, 26) du générateur photovoltaïque (22).
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