EP4677738A1 - Infrastructure photovoltaïque comprenant des moyens de mise en sécurité - Google Patents

Infrastructure photovoltaïque comprenant des moyens de mise en sécurité

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Publication number
EP4677738A1
EP4677738A1 EP24704868.9A EP24704868A EP4677738A1 EP 4677738 A1 EP4677738 A1 EP 4677738A1 EP 24704868 A EP24704868 A EP 24704868A EP 4677738 A1 EP4677738 A1 EP 4677738A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
photovoltaic structure
infrastructure
photovoltaic
actuator
safety means
Prior art date
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Pending
Application number
EP24704868.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrick BERTIN
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP4677738A1 publication Critical patent/EP4677738A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking

Definitions

  • the field of the invention is that of the design and manufacture of photovoltaic infrastructures.
  • the invention relates in particular to a photovoltaic infrastructure comprising safety means.
  • Such photovoltaic infrastructure is particularly intended to follow the movement of the sun to enable the production of electrical energy over a full day or almost.
  • a photovoltaic infrastructure includes a frame on which a photovoltaic structure is mounted.
  • the photovoltaic structure includes: a support formed by an assembly of profiles defining a support surface, and photovoltaic panels, together defining a coverage surface.
  • the photovoltaic structure is mounted mobile on the frame so as to ensure its inclination relative to the ground on which the frame rests.
  • the frame is mobile relative to the ground on which it rests.
  • the frame therefore follows the movement of the sun and the photovoltaic structure pivots on the frame so as to provide an optimal surface for capturing solar radiation.
  • the infrastructure integrates means of tilting the photovoltaic structure comprising an actuator and transmission means connecting the actuator to the photovoltaic structure.
  • the actuator allows the photovoltaic structure to be rotated on the frame and/or maintained in an inclined position in which the photovoltaic structure forms a non-zero angle with the ground on which the infrastructure rests, and offers an optimal surface for capturing solar radiation.
  • events may cause the photovoltaic structure to fall freely from its inclined position to a resting position, in which the photovoltaic structure is substantially parallel with the ground on which the infrastructure rests, or almost so.
  • the free fall is due to the weight of the photovoltaic structure which causes it to pivot on the frame against the tilting means.
  • These events include, for example, an actuator disengagement, an actuator failure or an emergency stop procedure.
  • the invention aims in particular to overcome the drawbacks of the prior art.
  • the invention aims to propose a photovoltaic infrastructure allowing the protection of the photovoltaic structure in the event of a free fall.
  • the invention also aims to provide such a photovoltaic infrastructure which is adaptable to various conditions of use.
  • the invention further aims to provide such a photovoltaic infrastructure which is simple and inexpensive to use and maintain.
  • a photovoltaic infrastructure comprising: - a chassis; - a photovoltaic structure mounted for rotation on the chassis; - means for tilting the photovoltaic structure comprising an actuator and transmission means connecting the actuator to the photovoltaic structure to pivot the photovoltaic structure on the frame and/or maintain it in an inclined position in which the photovoltaic structure forms a non-zero angle with a ground on which the infrastructure rests, characterized in that the infrastructure also comprises safety means coupled to the actuator, the safety means comprising a braking system for the transmission means in the event of free fall of the photovoltaic structure, so as to brake the pivoting of the photovoltaic structure on the chassis from its inclined position to a rest position, in which the photovoltaic structure is substantially parallel with said ground on which the infrastructure rests, or almost.
  • safety means makes it possible to slow down the fall of the photovoltaic structure in order to prevent the shock of the photovoltaic structure on the frame in the low position from damaging the solar panels.
  • the safety means make it possible to control the free fall of the photovoltaic structure in all circumstances.
  • the security measures make it possible to limit the energy consumption of the infrastructure 100.
  • the actuator is of the monostable type.
  • a monostable actuator allows the photovoltaic structure to automatically move from its inclined position to its rest position.
  • the transmission means comprise a worm screw coupled to the actuator and a carriage mounted movably on the worm screw and connected to the photovoltaic structure, the safety means comprising at least one braking pad movable between a first position in which the pad rests on the worm screw to slow it down in the event of free fall of the photovoltaic structure, and a second position in which the pad is spaced from the worm screw.
  • Such transmission means make it possible to achieve a smooth pivoting of the photovoltaic structure from its rest position to its inclined position.
  • the actuator and the safety means are of the electromechanical type, and are mounted in series on a power supply circuit, and in that the safety means are configured so that the or each pad adopts its first position automatically in the event of a power cut in the power supply circuit.
  • Such an architecture allows instantaneous, or almost instantaneous, action of safety means in the event of actuator failure.
  • the safety means comprise: - a support; - a first electromagnetic organ secured to the support and connected to the power supply circuit; - a second member secured to the skate and magnetically coupled to the first member, the second member being movable relative to the first member, and - return means configured to move the second member away from the first member, the first member generating a magnetic field of attraction of the second member by electrical power supply coming from the power supply circuit, to bring the second member closer to the first member against the return means, and position the skate in its second position.
  • the presence of the recall means makes it possible to guarantee the automatic braking of the transmission means.
  • the return means which are mechanical, ensure the cooperation of the skate with the worm screw to control the fall of the photovoltaic structure and, consequently, limit the risks of damage to the solar panels.
  • the infrastructure also comprises at least one sensor configured to detect a free fall of the photovoltaic structure, and a control unit configured to receive and analyze the data from the sensor and control the safety means in the event of a free fall of the photovoltaic structure.
  • the use of a sensor makes it possible to further increase the protection of the photovoltaic structure since the free fall of the photovoltaic structure becomes controlled as soon as it is detected.
  • the means of securing the photovoltaic structure can be active.
  • the infrastructure also comprises means for adjusting the intensity of action of the security means on the transmission means.
  • the safety means can be configured to exert a significant slowdown of the photovoltaic structure in a very windy environment which would tend to accelerate the free fall and, on the contrary, exert a moderate slowdown in a weakly windy environment.
  • photovoltaic infrastructure 100 comprising a frame 200 on which a photovoltaic structure 300 is mounted.
  • the photovoltaic structure 300 comprises a lattice formed by an assembly of crosspieces 310 and side members, on which solar panels are fixed.
  • the 200 chassis is intended to rest on S ground.
  • the photovoltaic structure 300 is rotatably mounted on the frame 200 along a main axis A.
  • the rotation, along the main axis A, of the photovoltaic structure 300 on the frame 200 makes it possible to adapt the inclination of the photovoltaic structure according to the position of the sun to provide an optimized surface for capturing solar radiation.
  • the infrastructure 100 comprises tilting means 400 of the photovoltaic structure 300.
  • tilting means 400 comprise an actuator 410 and transmission means 420 connecting the actuator 410 to the photovoltaic structure 300.
  • the transmission means 420 make it possible to pivot the photovoltaic structure 300 on the frame 200 and/or to maintain it in an inclined position in which the photovoltaic structure 300 forms a non-zero angle with the ground S on which the infrastructure 100 rests.
  • the transmission means 420 comprise a worm screw 421 and a carriage 422 movably mounted on the worm screw 421.
  • the worm screw 421 is coupled to the actuator 410.
  • the carriage 422 is, for its part, connected to the photovoltaic structure 300.
  • the carriage 422 is connected to the photovoltaic structure 300 by means of an arm 423, a connecting rod 424 and a slide 425 movable in translation on the photovoltaic structure 300.
  • the arm 423 is pivotally mounted on the carriage 422 by a first end and pivotally on the connecting rod 424 by a second end.
  • the connecting rod 424 is pivotally mounted on the chassis 200 by a first end and pivotally mounted on the slide 425 by a second end.
  • the slide 425 is mounted in translation on a crosspiece 310 of the photovoltaic structure 300.
  • the actuator 410 In operation, when the actuator 410 is activated, it drives the worm screw 421 in rotation.
  • the movement of the carriage 422 on the worm screw 421 then causes, by means of the carriage 422, the arm 423, the connecting rod 424 and the slide 425, a rotation of the photovoltaic structure 300 around the main axis A to reach its inclined position from a rest position, in which the photovoltaic structure 300 is substantially parallel with the ground S, or almost, or from an intermediate position between the inclined position and the rest position.
  • the movement of the carriage 422 on the worm screw 421 causes, via the carriage 422, the arm 423, the connecting rod 424 and the slide 425, a rotation of the photovoltaic structure 300 around the main axis A to reach its rest position, or almost, from its inclined position, or from an intermediate position between the inclined position and the rest position.
  • the actuator 410 may be of the monostable type or of the bistable type.
  • the actuator 410 may for example take the form of a geared motor.
  • the bistable type corresponds to an actuator requiring a first instruction to allow operation in a first direction and a second instruction to allow operation in a second direction.
  • the monostable type only uses a single instruction allowing a single direction of operation, and remains locked in the absence of an instruction.
  • the bistable type requires a power supply to operate, the monostable type observes a disengagement in the absence of power supply.
  • the monostable actuator when not powered, the monostable actuator allows operation in the second direction, without control.
  • the photovoltaic structure 300 when the actuator 410 is of the monostable type, the photovoltaic structure 300 is in its inclined position and an energy cut occurs, the photovoltaic structure 300, under the effect of its own weight, falls freely to its rest position, which can cause it to be damaged when it reaches its rest position at high speed and hits the chassis 200.
  • the causes of free fall may for example be a disengagement of the actuator 410, a breakage of the actuator 410, a gust of wind exerting a significant force on the photovoltaic structure 300, or even a power cut of the infrastructure 100.
  • the rotation of the photovoltaic structure 300 along the main axis A is not carried out at the center of the photovoltaic structure 300.
  • the point of rotation of the photovoltaic structure is offset relative to the center of the photovoltaic structure 300 so as to allow the photovoltaic structure 300 to move from its inclined position to its rest position, also called the safety position, under the effect of its own weight.
  • the frame 200 carries a shock absorber 426 intended to absorb the impact of the photovoltaic structure 300 on the frame 200 when the photovoltaic structure 300 falls.
  • the shock absorber 426 may comprise a metal cage secured to the chassis 200, housing a rubber block.
  • the rubber block Upon impact of the photovoltaic structure 300 on the frame 200, the rubber block elastically deforms to absorb the kinetic energy of the movement of the photovoltaic structure 300 to its rest position.
  • this shock absorber 426 is not sufficient, on its own, to limit the breakage of the solar panels 310 since a shock wave due to the impact of the photovoltaic structure 300 on the chassis 200 may be sufficient to cause damage.
  • the infrastructure 100 also includes safety means 500.
  • the safety means 500 are in particular coupled to the actuator 410 to detect its malfunction.
  • the safety means 500 comprise a braking system 505 of the transmission means 420 in the event of free fall of the photovoltaic structure 300, so as to brake the pivoting of the photovoltaic structure 300 on the chassis 200 from its inclined position to its rest position, or almost.
  • the safety means 500 comprise at least one braking pad 510 movable between a first position in which the pad 510 rests on the worm screw 421 to slow it down in the event of free fall of the photovoltaic structure 300, and a second position in which the pad 510 is spaced from the worm screw 421.
  • the actuator 410 and the safety means 500 are of the electromechanical type, and are mounted in series on the same power supply circuit.
  • the safety means 500 are then configured so that the or each pad 510 adopts its first position automatically in the event of a power cut in the power supply circuit.
  • the safety means 500 include: - a 520 support; - a first electromagnetic member 530 secured to the support 520 and connected to the power supply circuit; - a second member 540 secured to the or one pad 510 and magnetically coupled to the first member 530, the second member 540 being movable relative to the first member 530, and - return means 550 configured to move the second member 540 away from the first member 530.
  • the return means 550 take, for example, the form of one or more compression springs.
  • the second member 540 is movably mounted in the support 520.
  • the safety means may comprise a device for guiding the movement of the second member 540 relative to the first member 530.
  • This guide device takes the form of a rod 541, forming at least part of the second member 540, and of a sheath 531 secured to the first member 530.
  • the first member 530 is mounted on the sheath 531 and secured to the latter by means of a nut 569 and a clip 568.
  • the sheath 531 is secured to a barrel 566 secured to a base 521 of the support 520.
  • the connection between the sheath 531 and the barrel 566 can in particular be made by helical cooperation or, in other words, by screwing the sheath 531 into the barrel 566.
  • the barrel 566 is held in position on the support 520 by bolting 522.
  • the support 520 has legs 523 by which it is held integral with the chassis 200 by bolting.
  • the rod 541 is then received in the sheath 531 allowing the second member 540 to be guided relative to the first member 530.
  • the first member 530 forms an electric coil allowing the movement of the second member 540, in particular thanks to the guide device, and more particularly thanks to the rod 541 and the sheath 531.
  • Means 560 for adjusting the position of the skate 510 may also be provided. These adjustment means 560 take the form of an element 565 forming a nut and intended to be in helical engagement with an external thread of the barrel 566.
  • the adjustment means comprise a plate 567 secured to the element 565.
  • the plate 567 By rotating the element 565 in a first direction, for example by screwing the element 565 onto the barrel 566, the plate 567 approaches the shoe 510 and compresses the return means 550. This has the effect of increasing the speed of movement of the shoe 510 towards the worm screw 421 when the safety means are activated, by the relaxation of the return means, and of increasing the force exerted by the shoe 510 on the worm screw 421 to reduce the speed of fall of the photovoltaic structure 300.
  • the plate 567 moves away from the shoe 510 and relaxes the return means 550.
  • This has the effect of reducing the speed of movement of the shoe 510 towards the worm screw 421 when the safety means are activated, by relaxing the return means, and of reducing the force exerted by the shoe 510 on the worm screw 421 to increase the speed of fall of the photovoltaic structure 300.
  • the first electromagnetic member 530 In operation, the first electromagnetic member 530 generates a magnetic field of attraction of the second member 540 by electrical power supply coming from the power supply circuit. The generated magnetic field then causes the second member 540 to move closer to the first member 530 against the return means 550 which are then compressed.
  • This bringing together of the second member 540 towards the first member 530 has the effect of positioning the shoe 510 in its second position, that is to say of moving it away from the worm screw 421.
  • the return means 550 tend to recover their original configuration and therefore to push the shoe 510 against the worm screw 421, which slows its rotation.
  • the safety means 500 are doubled, that is to say they comprise two braking systems 505 as previously described.
  • the safety means then comprise two pads 510 opposite each other and located on either side of the worm screw 421.
  • the two pads 510 When the safety means are activated, the two pads 510, via the return means 550, are pushed towards each other to slow the rotation of the worm screw 421.
  • Braking the rotation of the worm screw 421 then causes a slowing down of the fall of the photovoltaic structure 300, which reduces, or even eliminates, the risk of damage to the photovoltaic structure 300.
  • the photovoltaic structure hits the frame 200 at low speed, which limits the force of the impact and, consequently, the risk of damage to the photovoltaic structure 300.
  • the infrastructure 100 also comprises at least one sensor 600 (shown schematically) configured to detect a free fall of the photovoltaic structure 300.
  • the infrastructure 100 also comprises a control unit 700 configured to receive and analyze the data from the sensor 600 and control the safety means 500 in the event of free fall of the photovoltaic structure 300.
  • the sensor 600 may in particular take the form of a proximity sensor, part of which is coupled to the chassis 200 and another part of which is secured to the photovoltaic structure 300, an accelerometer secured to the photovoltaic structure 300 or even a vibration sensor secured to the actuator 510.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

L'invention concerne une infrastructure (100) photovoltaïque comprenant un châssis (200) et une structure photo voltaïque (300) montée à rotation sur le châssis (200), caractérisée en ce que l'infrastructure (100) comprend également des moyens de mise en sécurité (500) comprenant un système de freinage (505) en cas de chute libre de la structure photovoltaïque (300), de sorte à freiner le pivotement de la structure photovoltaïque (300) sur le châssis (200).

Description

    Infrastructure photovoltaïque comprenant des moyens de mise en sécurité
  • Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication des infrastructures photovoltaïques.
  • Plus précisément, l’invention concerne en particulier une infrastructure photovoltaïque comprenant des moyens de mise en sécurité.
  • Une telle infrastructure photovoltaïque est notamment destinée à suivre le déplacement du soleil pour permettre une production d’énergie électrique sur une journée complète ou quasiment.
  • Classiquement, une infrastructure photovoltaïque comprend un châssis sur lequel est montée une structure photovoltaïque.
  • La structure photovoltaïque comprend :
    un support formé par un assemblage de profilés définissant une surface de support, et
    des panneaux photovoltaïques, définissant ensemble une surface de couverture.
  • La structure photovoltaïque est montée mobile sur le châssis de sorte à assurer son inclinaison par rapport à un sol sur lequel le châssis repose.
  • Par ailleurs, pour permettre à la structure photovoltaïque de suivre le déplacement du soleil, le châssis est mobile par rapport au sol sur lequel il repose.
  • En fonctionnement, le châssis suit donc le mouvement du soleil et la structure photovoltaïque pivote sur le châssis de sorte à offrir une surface optimale de captation du rayonnement solaire.
  • Pour permettre le pivotement de la structure photovoltaïque sur le châssis, l’infrastructure intègre des moyens d’inclinaison de la structure photovoltaïque comprenant un actionneur et des moyens de transmission reliant l’actionneur à la structure photovoltaïque.
  • L’actionneur permet de faire pivoter la structure photovoltaïque sur le châssis et/ou la maintenir dans une position inclinée dans laquelle la structure photovoltaïque forme un angle non nul avec un sol sur lequel l’infrastructure repose, et offre une surface optimale de captation du rayonnement solaire.
  • En cours d’exploitation, des évènements peuvent provoquer une chute libre de la structure photovoltaïque depuis sa position inclinée jusqu’à une position de repos, dans laquelle la structure photovoltaïque est sensiblement parallèle avec ledit sol sur lequel l’infrastructure repose, ou quasiment.
  • La chute libre est due au poids de la structure photovoltaïque qui provoque son pivotement sur le châssis à l’encontre des moyens d’inclinaison.
  • Ces évènements sont par exemple un débrayage de l’actionneur, une défaillance de l’actionneur ou encore une procédure d’arrêt d’urgence.
  • La chute libre de la structure photovoltaïque peut alors entraîner une casse des panneaux solaire qu’il est alors nécessaire de remplacer afin de conserver une capacité optimale de production d’énergie. Toutefois, le remplacement des panneaux solaires engendre une immobilisation, et donc une inutilisation, de l’infrastructure solaire conduisant à une perte de rendement de production.
  • Il est alors souhaité que les infrastructures soient les plus protégées possible pour éviter la casse des panneaux solaires notamment.
  • L’invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l’art antérieur.
  • Plus précisément, l’invention a pour objectif de proposer une infrastructure photovoltaïque permettant la protection de la structure photovoltaïque en cas de chute libre.
  • L’invention a également pour objectif de fournir une telle infrastructure photovoltaïque qui soit adaptable à diverses conditions d’utilisation.
  • L’invention a en outre pour objectif de fournir une telle infrastructure photovoltaïque qui soit simple et peu coûteuse en utilisation et en maintenance.
  • Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l’invention qui a pour objet une infrastructure photovoltaïque comprenant :
    - un châssis;
    - une structure photovoltaïque montée à rotation sur le châssis;
    - des moyens d’inclinaison de la structure photovoltaïque comprenant un actionneur et des moyens de transmission reliant l’actionneur à la structure photovoltaïque pour faire pivoter la structure photovoltaïque sur le châssis et/ou la maintenir dans une position inclinée dans laquelle la structure photovoltaïque forme un angle non nul avec un sol sur lequel l’infrastructure repose,
    caractérisée en ce que l’infrastructure comprend également des moyens de mise en sécurité couplés à l’actionneur, les moyens de mise en sécurité comprenant un système de freinage des moyens de transmission en cas de chute libre de la structure photovoltaïque, de sorte à freiner le pivotement de la structure photovoltaïque sur le châssis depuis sa position inclinée jusqu’à une position de repos, dans laquelle la structure photovoltaïque est sensiblement parallèle avec ledit sol sur lequel l’infrastructure repose, ou quasiment.
  • La présence des moyens de mise en sécurité permet de ralentir la chute de la structure photovoltaïque afin d’éviter que le choc de la structure photovoltaïque sur le châssis en position basse n’endommage les panneaux solaires.
  • En agissant sur les moyens de transmission, les moyens de mise en sécurité permettent de maîtriser la chute libre de la structure photovoltaïque en toutes circonstances.
  • En effet, dans le cas d’une défaillance ou d’un débrayage de l’actionneur, une action sur l’actionneur ne permettrait pas de conserver une maîtrise de la chute libre, ce qui pourrait provoquer la détérioration des panneaux solaires.
  • Par ailleurs, les moyens de mise en sécurité permettent de limiter la consommation énergétique de l’infrastructure 100.
  • En effet, grâce à ces moyens de mise en sécurité, il n’est pas nécessaire d’utiliser une installation de secours permettant de fournir une énergie électrique de fonctionnement lors d’une panne de courant afin de préserver l’intégrité de l’infrastructure.
  • Par voie de conséquence, grâce aux moyens de mise en sécurité, il n’est pas nécessaire de disposer d’un dispositif spécifique de mise en position de repos de la structure photovoltaïque, d’un local de stockage de batteries et/ou de générateurs d’alimentation dudit dispositif spécifique, ou encore d’assurer une maintenance supplémentaire dudit dispositif spécifique et de ses accessoires.
  • Cela permet ainsi, de rendre économique en utilisation l’infrastructure selon l’invention.
  • Par ailleurs, la fiabilité de l’infrastructure s’en trouve augmentée.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, l’actionneur est du type monostable.
  • Un tel actionneur permet de limiter la consommation de l’infrastructure.
  • Par ailleurs, en cas d’arrêt d’urgence, l’utilisation d’un actionneur monostable permet le passage automatique de la structure photovoltaïque de sa position inclinée à sa position de repos.
  • Selon un autre mode de réalisation, les moyens de transmission comprennent une vis sans fin couplée à l’actionneur et un chariot monté mobile sur la vis sans fin et relié à la structure photovoltaïque, les moyens de mise en sécurité comprenant au moins un patin de freinage mobile entre une première position dans laquelle le patin est en appui sur la vis sans fin pour la ralentir en cas de chute libre de la structure photovoltaïque, et une deuxième position dans laquelle le patin est écarté de la vis sans fin.
  • De tels moyens de transmission permettent de réaliser un pivotement doux de la structure photovoltaïque de sa position de repos vers sa position inclinée.
  • Par ailleurs, l’utilisation d’un patin agissant sur la vis sans fin permet de créer un freinage efficace de la chute libre de la structure photovoltaïque afin de limiter l’endommagement des panneaux solaires.
  • Selon un autre mode de réalisation, l’actionneur et les moyens de mise en sécurité sont du type électromécanique, et sont montés en série sur un circuit d’alimentation, et en ce que les moyens de mise en sécurité sont configurés pour que le ou chaque patin adopte sa première position automatiquement en cas de coupure électrique dans le circuit d’alimentation.
  • Une telle architecture permet une action instantanée, ou quasiment, des moyens de mise en sécurité en cas de défaillance de l’actionneur.
  • Par ailleurs, son coût de fonctionnement s’en trouve limité puisqu’il n’est pas nécessaire d’utiliser des moyens actifs fonctionnant avec une alimentation dédiée, des moyens propres de stockage d’énergie et/ou des moyens de commande manuels, tout cela nécessitant une installation manuelle coûteuse.
  • Selon un autre mode de réalisation, les moyens de mise en sécurité comprennent :
    - un support ;
    - un premier organe électromagnétique solidaire du support et relié au circuit d’alimentation ;
    - un deuxième organe solidaire du patin et couplé magnétiquement au premier organe, le deuxième organe étant mobile par rapport au premier organe, et
    - des moyens de rappel configurés pour écarter le deuxième organe du premier organe,
    le premier organe générant un champ magnétique d’attraction du deuxième organe par alimentation électrique provenant du circuit d’alimentation, pour rapprocher le deuxième organe du premier organe à l’encontre des moyens de rappel, et positionner le patin dans sa deuxième position.
  • La présence des moyens de rappel permet de garantir le freinage automatique des moyens de transmission.
  • En effet, en cas de simple coupure dans l’alimentation des moyens de mise en sécurité, les moyens de rappel, qui sont mécaniques, assurent la coopération du patin avec la vis sans fin pour maîtrise la chute de la structure photovoltaïque et, par conséquent, limiter les risques d’endommagement des panneaux solaires.
  • Selon un autre mode de réalisation, l’infrastructure comprend également au moins un capteur configuré pour détecter une chute libre de la structure photovoltaïque, et une unité de pilotage configurée pour recevoir et analyser les données du capteur et piloter les moyens de mise en sécurité en cas chute libre de la structure photovoltaïque.
  • L’utilisation d’un capteur permet d’augmenter encore la protection de la structure photovoltaïque puisque la chute libre de la structure photovoltaïque devient maîtrisée dès lors qu’elle est détectée.
  • Autrement dit, même si une défaillance de l’actionneur n’est pas détectée, alors les moyens de mise en sécurité de la structure photovoltaïque peuvent être actifs.
  • Selon un autre mode de réalisation, l’infrastructure comprend également des moyens de réglage d’une intensité d’action des moyens de mise en sécurité sur les moyens de transmission.
  • Cela permet d’adapter les moyens de mise en sécurité aux conditions d’utilisation.
  • A titre d’exemple, les moyens de mise en sécurité peuvent être configurés pour exercer un ralentissement important de la structure photovoltaïque dans un environnement très venteux qui aurait tendance à accélérer la chute libre et, au contraire, exercer un ralentissement modéré dans un environnement faiblement venteux.
  • D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels de l’invention, donnés à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés décrits ci-après.
  • La est une représentation schématique en vue de côté d’une infrastructure photovoltaïque comprenant des moyens de mise en sécurité, selon l’invention.
  • La est une représentation schématique en vue de dessus d’un premier mode de réalisation des moyens de mise en sécurité de l’infrastructure photovoltaïque selon l’invention.
  • La est une représentation schématique en vue de dessus d’un deuxième mode de réalisation des moyens de mise en sécurité de l’infrastructure photovoltaïque selon l’invention.
  • La illustre une infrastructure 100 photovoltaïque comprenant un châssis 200 sur lequel est montée une structure photovoltaïque 300.
  • La structure photovoltaïque 300 comprend un treillis formé par un assemblage de traverses 310 et de longerons, sur lequel sont fixés des panneaux solaires.
  • Le châssis 200 est destiné à reposer sur un sol S.
  • La structure photovoltaïque 300 est montée à rotation sur le châssis 200 selon un axe principal A.
  • La rotation, selon l’axe principal A, de la structure photovoltaïque 300 sur le châssis 200 permet d’adapter l’inclinaison de la structure photovoltaïque en fonction de la position du soleil pour offrir une surface de captation optimisée du rayonnement solaire.
  • Pour permettre la rotation de la structure photovoltaïque 300 sur le châssis 200, l’infrastructure 100 comprend des moyens d’inclinaison 400 de la structure photovoltaïque 300.
  • Ces moyens d’inclinaison 400 comprennent un actionneur 410 et des moyens de transmission 420 reliant l’actionneur 410 à la structure photovoltaïque 300.
  • Les moyens de transmission 420 permettent de faire pivoter la structure photovoltaïque 300 sur le châssis 200 et/ou de la maintenir dans une position inclinée dans laquelle la structure photovoltaïque 300 forme un angle non nul avec le sol S sur lequel l’infrastructure 100 repose.
  • En référence à la , les moyens de transmission 420 comprennent une vis sans fin 421 et un chariot 422 monté mobile sur la vis sans fin 421.
  • La vis sans fin 421 est couplée à l’actionneur 410.
  • Le chariot 422 est, quant à lui, relié à la structure photovoltaïque 300.
  • Plus spécifiquement, le chariot 422 est relié à la structure photovoltaïque 300 par l’intermédiaire d’un bras 423, d’une bielle 424 et d’un coulisseau 425 mobile à translation sur la structure photovoltaïque 300.
  • Le bras 423 est monté pivotant sur le chariot 422 par une première extrémité et pivotant sur la bielle 424 par une deuxième extrémité.
  • La bielle 424 est montée pivotante sur le châssis 200 par une première extrémité et pivotante sur le coulisseau 425 par une deuxième extrémité.
  • Enfin, le coulisseau 425 est monté en translation sur une traverse 310 de la structure photovoltaïque 300.
  • En fonctionnement, lorsque l’actionneur 410 est activé, il entraîne en rotation la vis sans fin 421.
  • Les différentes liaisons entre le chariot 422, le bras 423, la bielle 424 et le coulisseau 425 engendrent alors un déplacement du chariot 422 le long de la vis sans fin 421. Ce déplacement est notamment obtenu par une coopération hélicoïdale du chariot 422 avec la vis sans fin 421.
  • Le déplacement du chariot 422 sur la vis sans fin 421 provoque alors, par l’intermédiaire du chariot 422, du bras 423, de la bielle 424 et du coulisseau 425, une rotation de la structure photovoltaïque 300 autour de l’axe principal A pour atteindre sa position inclinée depuis une position de repos, dans laquelle la structure photovoltaïque 300 est sensiblement parallèle avec le sol S, ou quasiment, ou depuis une position intermédiaire entre la position inclinée et la position de repos.
  • Inversement, le déplacement du chariot 422 sur la vis sans fin 421 provoque, par l’intermédiaire du chariot 422, du bras 423, de la bielle 424 et du coulisseau 425, une rotation de la structure photovoltaïque 300 autour de l’axe principal A pour atteindre sa position de repos, ou quasiment, depuis sa position inclinée, ou depuis une position intermédiaire entre la position inclinée et la position de repos.
  • L’actionneur 410 peut être du type monostable ou du type bistable.
  • Plus précisément, l’actionneur 410 peut par exemple prendre la forme d’un motoréducteur. Lorsque l’actionneur 410 est alimenté en énergie, le type bistable correspond à un actionneur nécessitant une première consigne pour permettre un fonctionnement dans un premier sens et une deuxième consigne pour permettre un fonctionnement dans un deuxième sens. Au contraire, le type monostable n’utilise qu’une seule consigne permettant un unique sens de fonctionnement, et reste verrouillé en l’absence de consigne.
  • En revanche, si le type bistable nécessite une alimentation pour fonctionner, le type monostable observe un débrayage en l’absence d’alimentation.
  • En d’autres termes, un lorsqu’il n’est pas alimenté, l’actionneur monostable autorise un fonctionnement dans le deuxième sens, sans contrôle.
  • Dès lors, dans le cas de l’infrastructure 100, lorsque l’actionneur 410 est du type monostable, que la structure photovoltaïque 300 est dans sa position inclinée et qu’une coupure énergétique survient, la structure photovoltaïque 300, sous l’effet de son propre poids, chute librement jusqu’à sa position de repos, ce qui peut entraîner son endommagement lorsqu’elle atteint sa position de repos à vitesse élevée et heurte le châssis 200.
  • Les causes de chute libre peuvent par exemple être un débrayage de l’actionneur 410, une casse de l’actionneur 410, une rafale de vent exerçant un effort important sur la structure photovoltaïque 300, ou encore une coupure d’alimentation de l’infrastructure 100.
  • La rotation de la structure photovoltaïque 300 selon l’axe principal A n’est pas réalisée au centre de la structure photovoltaïque 300.
  • En effet, le point de rotation de la structure photovoltaïque est décalé par rapport au centre de la structure photovoltaïque 300 de sorte à permettre un passage de la structure photovoltaïque 300 de sa position inclinée à sa position de repos, également appelée position de sécurité, sous l’effet de son propre poids.
  • Tel que cela est illustré par la , le châssis 200 porte un amortisseur 426 destiné à amortir l’impact de la structure photovoltaïque 300 sur le châssis 200 lorsque la structure photovoltaïque 300 chute.
  • L’amortisseur 426 peut comprendre une cage métallique solidaire du châssis 200, logeant un bloc en caoutchouc.
  • Lors de l’impact de la structure photovoltaïque 300 sur le châssis 200, le bloc en caoutchouc se déforme élastiquement pour absorber l’énergie cinétique du déplacement de la structure photovoltaïque 300 jusqu’à sa position de repos.
  • Cependant, cet amortisseur 426 ne suffit pas, à lui-seul, à limiter la casse des panneaux solaires 310 puisqu’une onde de choc due à l’impact de la structure photovoltaïque 300 sur le châssis 200 peut suffire à provoquer des dégâts.
  • Pour éviter un endommagement de la structure photovoltaïque 300, l’infrastructure 100 comprend également des moyens de mise en sécurité 500.
  • Les moyens de mise en sécurité 500 sont notamment couplés à l’actionneur 410 pour en détecter son dysfonctionnement.
  • Les moyens de mise en sécurité 500 comprennent un système de freinage 505 des moyens de transmission 420 en cas de chute libre de la structure photovoltaïque 300, de sorte à freiner le pivotement de la structure photovoltaïque 300 sur le châssis 200 depuis sa position inclinée jusqu’à sa position de repos, ou quasiment.
  • Plus précisément, les moyens de mise en sécurité 500 comprennent au moins un patin 510 de freinage mobile entre une première position dans laquelle le patin 510 est en appui sur la vis sans fin 421 pour la ralentir en cas de chute libre de la structure photovoltaïque 300, et une deuxième position dans laquelle le patin 510 est écarté de la vis sans fin 421.
  • Selon un mode de réalisation, l’actionneur 410 et les moyens de mise en sécurité 500 sont du type électromécanique, et sont montés en série sur un même circuit d’alimentation.
  • Les moyens de mise en sécurité 500 sont alors configurés pour que le ou chaque patin 510 adopte sa première position automatiquement en cas de coupure électrique dans le circuit d’alimentation.
  • En référence à la , les moyens de mise en sécurité 500 comprennent :
    - un support 520  ;
    - un premier organe 530 électromagnétique solidaire du support 520 et relié au circuit d’alimentation ;
    - un deuxième organe 540 solidaire du ou d’un patin 510 et couplé magnétiquement au premier organe 530, le deuxième organe 540 étant mobile par rapport au premier organe 530, et
    - des moyens de rappel 550 configurés pour écarter le deuxième organe 540 du premier organe 530.
  • Les moyens de rappel 550 prennent par exemple la forme d’un ou de plusieurs ressorts de compression.
  • Le deuxième organe 540 est monté mobile dans le support 520.
  • Tel qu’illustré par la , les moyens de mise en sécurité peuvent comprendre un dispositif de guidage en déplacement du deuxième organe 540 par rapport au premier organe 530.
  • Ce dispositif de guidage prend la forme d’une tige 541, formant en partie au moins le deuxième organe 540, et d’un fourreau 531 solidaire du premier organe 530
  • Le premier organe 530 est monté sur le fourreau 531 et solidarisé à ce dernier au moyen d’un écrou 569 et d’un clips 568.
  • Le fourreau 531 est solidaire d’un fût 566 solidaire d’un fond 521 du support 520. La solidarisation entre le fourreau 531 et le fût 566 peut notamment être faite par coopération hélicoïdale ou, autrement dit, par vissage du fourreau 531 fans le fût 566.
  • Le fût 566 est maintenu en position sur le support 520 par boulonnage 522.
  • Le support 520 présente des pattes 523 par lesquelles il est maintenu solidaire du châssis 200 par boulonnage.
  • La tige 541 est alors reçue dans le fourreau 531 permettant le guidage du deuxième organe 540 par rapport au premier organe 530.
  • Tel qu’illustré par la , le premier organe 530 forme une bobine électrique permettant le déplacement du deuxième organe 540, notamment grâce au dispositif de guidage, et plus particulièrement grâce à la tige 541 et au fourreau 531.
  • Des moyens d’ajustement 560 de la position du patin 510 peuvent également être prévus. Ces moyens d’ajustement 560 prennent la forme d’un élément 565 formant écrou et destinés à être en prise hélicoïdale avec un filetage externe du fût 566.
  • Par ailleurs, tel que cela est illustré par la et la , les moyens d’ajustement comprennent une plaque 567 solidaire de l’élément 565.
  • En tournant l’élément 565 dans un premier sens, par exemple en vissant l’élément 565 sur le fût 566, la plaque 567 se rapproche du patin 510 et comprime les moyens de rappel 550. Cela a pour effet d’augmenter la vitesse de déplacement du patin 510 vers la vis sans fin 421 lorsque les moyens de mise en sécurité sont activés, par la détente des moyens de rappel, et d’augmenter la force exercée par le patin 510 sur la vis sans fin 421 pour réduire la vitesse de chute de la structure photovoltaïque 300.
  • Au contraire, en tournant l’élément 565 dans un deuxième sens inverse au premier sens, par exemple en dévissant l’élément 565 sur le fût 566, la plaque 567 s’écarte du patin 510 et détend les moyens de rappel 550. Cela a pour effet de diminuer la vitesse de déplacement du patin 510 vers la vis sans fin 421 lorsque les moyens de mise en sécurité sont activés, par la détente des moyens de rappel, et de diminuer la force exercée par le patin 510 sur la vis sans fin 421 pour augmenter la vitesse de chute de la structure photovoltaïque 300.
  • En fonctionnement, le premier organe 530 électromagnétique génère un champ magnétique d’attraction du deuxième organe 540 par alimentation électrique provenant du circuit d’alimentation. Le champ magnétique généré provoque alors un rapprochement du deuxième organe 540 vers le premier organe 530 à l’encontre des moyens de rappel 550 qui sont alors compressés.
  • Ce rapprochement du deuxième organe 540 vers le premier organe 530 a pour effet de positionner le patin 510 dans sa deuxième position, c’est-à-dire de l’écarter de la vis sans fin 421.
  • Lorsque les moyens de mise en sécurité 500 sont activés, les moyens de rappel 550 tendent à recouvrer leur configuration d’origine et donc à repousser le patin 510 contre la vis sans fin 421, ce qui freine sa rotation.
  • En référence à la , les moyens de mise en sécurité 500 sont doublés, c’est-à-dire qu’ils comprennent deux systèmes de freinage 505 tel que précédemment décrit.
  • Les moyens de mise en sécurité comprennent alors deux patins 510 opposés l’un par rapport à l’autre en étant situés de part et d’autre de la vis sans fin 421.
  • Lorsque les moyens de mise en sécurité sont activés, les deux patins 510, par l’intermédiaire des moyens de rappel 550, sont repoussés l’un vers l’autre pour freiner la rotation de la vis sans fin 421.
  • Le freinage de la rotation de la vis sans fin 421 provoque alors un ralentissement de la chute de la structure photovoltaïque 300, ce qui diminue, voire supprime, le risque d’endommagement de la structure photovoltaïque 300.
  • En effet, même si elle vient buter contre le châssis 200, la structure photovoltaïque heurte le châssis 200 à faible vitesse, ce qui limite la force du choc et, par voie de conséquence, le risque d’endommagement de la structure photovoltaïque 300.
  • En référence à la , l’infrastructure 100 comprend également au moins un capteur 600 (représenté schématiquement) configuré pour détecter une chute libre de la structure photovoltaïque300.
  • Dans ce cas, l’infrastructure 100 comprend également une unité de pilotage 700 configurée pour recevoir et analyser les données du capteur 600 et piloter les moyens de mise en sécurité 500 en cas chute libre de la structure photovoltaïque 300.
  • Le capteur 600 peut notamment prendre la forme d’un capteur de proximité dont une partie est couplée au châssis 200 et une autre partie est solidaire de la structure photovoltaïque 300, d’un accéléromètre solidaire de la structure photovoltaïque 300 ou encore d’un capteur de vibration solidaire de l’actionneur 510.

Claims (7)

  1. Infrastructure (100) photovoltaïque comprenant :
    - un châssis (200);
    - une structure photovoltaïque (300) montée à rotation sur le châssis (200);
    - des moyens d’inclinaison (400) de la structure photovoltaïque (300) comprenant un actionneur (410) et des moyens de transmission (420) reliant l’actionneur (410) à la structure photovoltaïque (300) pour faire pivoter la structure photovoltaïque (300) sur le châssis (200) et/ou la maintenir dans une position inclinée dans laquelle la structure photovoltaïque (300) forme un angle non nul avec un sol (S) sur lequel l’infrastructure (100) repose,
    caractérisée en ce que l’infrastructure (100) comprend également des moyens de mise en sécurité (500) couplés à l’actionneur (510), les moyens de mise en sécurité (500) comprenant un système de freinage (505) des moyens de transmission (420) en cas de chute libre de la structure photovoltaïque (300), de sorte à freiner le pivotement de la structure photovoltaïque (300) sur le châssis (200) depuis sa position inclinée jusqu’à une position de repos, dans laquelle la structure photovoltaïque (300) est sensiblement parallèle avec ledit sol (S) sur lequel l’infrastructure (100) repose, ou quasiment.
  2. Infrastructure (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’actionneur (510) est du type monostable.
  3. Infrastructure (100) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de transmission (420) comprennent une vis sans fin (421) couplée à l’actionneur (410) et un chariot (422) monté mobile sur la vis sans fin (421) et relié à la structure photovoltaïque (300), les moyens de mise en sécurité (500) comprenant au moins un patin (510) de freinage mobile entre une première position dans laquelle le patin (510) est en appui sur la vis sans fin (421) pour la ralentir en cas de chute libre de la structure photovoltaïque (300), et une deuxième position dans laquelle le patin (510) est écarté de la vis sans fin (421).
  4. Infrastructure (100) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le l’actionneur (410) et les moyens de mise en sécurité (510) sont du type électromécanique, et sont montés en série sur un circuit d’alimentation, et en ce que les moyens de mise en sécurité (500) sont configurés pour que le ou chaque patin (510) adopte sa première position automatiquement en cas de coupure électrique dans le circuit d’alimentation.
  5. Infrastructure (100) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de mise en sécurité (500) comprennent :
    - un support (520)  ;
    - un premier organe (530) électromagnétique solidaire du support (520) et relié au circuit d’alimentation ;
    - un deuxième organe (540) solidaire du patin (510) et couplé magnétiquement au premier organe (530), le deuxième organe (540) étant mobile par rapport au premier organe (530), et
    - des moyens de rappel (550) configurés pour écarter le deuxième organe (540) du premier organe (530),
    le premier organe (530) générant un champ magnétique d’attraction du deuxième organe (540) par alimentation électrique provenant du circuit d’alimentation, pour rapprocher le deuxième organe (540) du premier organe (530) à l’encontre des moyens de rappel (550), et positionner le patin (510) dans sa deuxième position.
  6. Infrastructure (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu’elle comprend également au moins un capteur (600) configuré pour détecter une chute libre de la structure photovoltaïque (300), et une unité de pilotage (700) configurée pour recevoir et analyser les données du capteur (600) et piloter les moyens de mise en sécurité (500) en cas chute libre de la structure photovoltaïque (300).
  7. Infrastructure (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend également des moyens de réglage d’une intensité d’action des moyens de mise en sécurité (500) sur les moyens de transmission (420).
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