FR2524716A1 - Window glazing with solar heat collector - comprising-flat photocells near transparent, pref. PMMA, plastic sheet connected to electrical circuit - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un châssis ou battant de fenêtre du type comprenant un cadre et un élément de vitrage monté dans ledit cadre. The present invention relates to a window frame or casement of the type comprising a frame and a glazing element mounted in said frame.
L'invention a pour objet de concevoir un châssis dans lequel est incorporé un capteur solaire comprenant un amplificateur de rayonnement solaire et une série de piles photovolta#ques masquées par le cadre du châssis, de sorte que l'aspect de celui-ci ne diffère en rien d'un châssis classique à vitrage en verre. The object of the invention is to design a chassis in which is incorporated a solar collector comprising an amplifier of solar radiation and a series of photovoltaic cells hidden by the frame of the chassis, so that the appearance of the latter does not differ. nothing like a standard frame with glass glazing.
Selon l'invention, ledit élément de vitrage est constitué d'une feuille rigide en une matière plastique transparente dans laquelle est dispersée d'une matière homogène, une série de matières luminescentes ou phosphorescentes formant une cascade lumineuse dont la bande d'absorption couvre une très grande partie des longueurs d'ondes du rayonnement solaire et la bande d'émission couvre une bande étroite prédéterminée, ledit élément de vitrage comprenant,au voisinage d'au moins deux de ses bords opposés, une série de piles photovoltaiques plates dont la plage de meilleur fonctionnement se situé dans ladite bande d'émission étroite de ladite cascade lumineuse, la partie intérieure dudit cadre présente une largeur relativement importante pour masquer lesdites piles tandis que la partie extérieure dudit cadre est d'une largeur réduite pour dégager l'élément du vitrage et des moyens étant prévus pour relier lesdites piles à un circuit électrique situé à l'extérieur du châssis. According to the invention, said glazing element consists of a rigid sheet of transparent plastic material in which is dispersed a homogeneous material, a series of luminescent or phosphorescent materials forming a light cascade whose absorption band covers a very large part of the wavelengths of solar radiation and the emission band covers a predetermined narrow band, said glazing element comprising, in the vicinity of at least two of its opposite edges, a series of flat photovoltaic cells whose range of better operation is located in said narrow emission band of said light cascade, the inner part of said frame has a relatively large width to hide said batteries while the outer part of said frame is of reduced width to release the element from glazing and means being provided for connecting said batteries to an electrical circuit situated outside the chassis.
De préférence, lesdites piles et leurs moyens de branchement sont noyés dans la masse de ladite feuille de vitrage. Preferably, said batteries and their connection means are embedded in the mass of said glazing sheet.
On obtient ainsi un châssis dont l'élément de vitrage formé par une feuille dopée, est totalement transparente et incolore et les piles photovoltaiques et leurs branchements sont masqués, au moins de l'intérieur, par le cadre du châssis. A chassis is thus obtained whose glazing element formed by a doped sheet is completely transparent and colorless and the photovoltaic cells and their connections are masked, at least from the inside, by the frame of the chassis.
Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, ladite feuille est réalisée en une matière plastique connue sous la dénomination de
P.M.M.A. réticulée et dont la formule générale (est
ladite feuille comprenant au moins les matières de dopage suivantes formant la cascade lumineuse
Matière Concentration
Corps 1 cyclique aromatique à Mole/l
3 noyaux 0,67 a Z .10
par exemple P P O de
CIBPz CEIGY)
Corps 2 cyclique aromatique à Mole/l
4 noyaux 0,83 x 2,6 .According to a particularly advantageous embodiment, said sheet is made of a plastic material known under the name of
PMMA crosslinked and whose general formula (is
said sheet comprising at least the following doping materials forming the light cascade
Matter Concentration
Body 1 aromatic cyclic to Mole / l
3 cores 0.67 to Z .10
for example PPO's
CIBPz CEIGY)
Body 2 aromatic cyclic to Mole / l
4 cores 0.83 x 2.6.
(par exemple OB de CIBA
CEIGY)
Corps 3 cyclique aranatique à Mole/l
5 noyaux 0,67 a Z . 10
(par exemple GG de HOECHST)
Une telle feuille est parfaitement transparente et légèrement colorée et constitue un amplificateur du rayonnement solaire efficace.(e.g. OB from CIBA
CEIGY)
Aranatic cyclic body 3 to Mole / l
5 nuclei 0.67 a Z. 10
(for example GG from HOECHST)
Such a sheet is perfectly transparent and slightly colored and constitutes an effective amplifier of solar radiation.
Pour obtenir un élément parfaitement incolore on utilise uniquement les corps 1 et 2. To obtain a perfectly colorless element, only bodies 1 and 2 are used.
Suivant une variante, lesdites piles photovoltaiques sont disposées sur le ou les chants de ladite feuille. Dans cette réalisation, les piles photovoltaiques sont totalement masquées par le cadre. According to a variant, said photovoltaic cells are arranged on the edge or edges of said sheet. In this embodiment, the photovoltaic cells are completely masked by the frame.
Pour augmenter le rendement d'un tel châssis ladite feuille comprend au moins sur l'une de ses faces, une paroi à double indice de réfraction telle que décrit dans la demande de brevet français n0 78 06 850 du 09.03.1978, lesdites matières formant la cascade lumineuse sont du type émettant un rayonnement aléatoire diffus selon un angle prédéterminé en direction desdites piles photovoltaiques. To increase the yield of such a frame, said sheet comprises at least on one of its faces, a wall with a double refractive index as described in French patent application No. 78 06 850 of 09.03.1978, said materials forming the light cascade are of the type emitting diffuse random radiation at a predetermined angle in the direction of said photovoltaic cells.
D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant aux dessins annexés montrant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisations du châssis de fenêtre selon l'invention. Other embodiments and advantages of the invention will emerge from the description which follows, with reference to the appended drawings showing, by way of nonlimiting examples, several embodiments of the window frame according to the invention.
Sur ces dessins la figure 1 est une vue en élévation schématique un premier mode de reali
sation du châssis selon l'invention, la figure 2 est une vue en élévation schématique d'un autre mode de réalisa
tion du châssis selon l'invention, la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne Iii - III de la figure 2, la figure 4 est une vue en élévation schématique du vitrage d'un troisième
mode de réalisation du châssis de fenetre selon l'invention et la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V - V de la figure 4.In these drawings Figure 1 is a schematic elevational view of a first embodiment
sation of the chassis according to the invention, Figure 2 is a schematic elevational view of another embodiment
tion of the frame according to the invention, Figure 3 is a sectional view along line Iii - III of Figure 2, Figure 4 is a schematic elevational view of the glazing of a third
embodiment of the window frame according to the invention and FIG. 5 is a sectional view along the line V - V of FIG. 4.
Aux figures 1, 2 et 4 ne sont représentés que les éléments de vitrage sans le cadre du châssis tandis qu'aux figures 3 et 5, on voit les éléments de vitrage montés dans leur cadre.In Figures 1, 2 and 4 are shown only the glazing elements without the frame of the frame while in Figures 3 and 5, we see the glazing elements mounted in their frame.
A la figure 1, on voit un élément de vitrage 1 constitué d'une feuille 10 rigide en une matière plastique 2 contenant des matières de dopage(non représentées) qui forment une cascade lumineuse tel que décrit, par exemple, dans la demande de brevet européen n0 79 400154.5 du 09.03.1979. Ces matières de dopage absorbent le rayonnement solaire à une longueur d'onde donnée pour le réémettre dans une autre bande de longueurs d'ondes qui correspond à la bande de fonctionnement optimal des piles photovoltaiques incorporées dans la feuille 2. In Figure 1, we see a glazing element 1 consisting of a rigid sheet 10 of plastic 2 containing doping materials (not shown) which form a light cascade as described, for example, in the patent application European No. 79 400154.5 dated 09.03.1979. These doping materials absorb solar radiation at a given wavelength to re-emit it in another band of wavelengths which corresponds to the band of optimal functioning of the photovoltaic cells incorporated in the sheet 2.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure i, la feuille 2 comprend deux rangées de piles photovoltaiques 3 noyées dans la masse de la feuille 2 et qui sont disposées au voisinage de deux bords opposés de la feuille 2. Les différentes piles 3 sont montées en série par des câbles 4,4' et reliées à un accumulateur 5 qui reçoit ainsi le courant électrique produit par les piles 3
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, la feuille de vitrage contenant les matières de dopage 2, comprend au voisinage de ses quatre bords, des rangées de piles photovoltaiques 3 noyées dans la masse de la feuille 2 et reliées en série par des câbles 4,4' à un accumulateur 5.In the embodiment shown in Figure i, the sheet 2 comprises two rows of photovoltaic cells 3 embedded in the mass of the sheet 2 and which are arranged in the vicinity of two opposite edges of the sheet 2. The different batteries 3 are mounted in series by 4,4 'cables and connected to an accumulator 5 which thus receives the electric current produced by the batteries 3
In the embodiment shown in FIG. 2, the glazing sheet containing the doping materials 2 comprises, in the vicinity of its four edges, rows of photovoltaic cells 3 embedded in the mass of the sheet 2 and connected in series by cables 4,4 'to an accumulator 5.
Selon l'invention les feuilles de vitrages 2 représentées aux figures 1 et 2 sont montées dans un cadre 6 d'une section générale en U (figure 3). According to the invention the glazing sheets 2 shown in Figures 1 and 2 are mounted in a frame 6 of a general U-shaped section (Figure 3).
Entre le cadre 6 et la feuille 2, est prévu d'une manière connue, un joint d'étanchéité 7, par exemple en caoutchouc. L'aile intérieure 8 du cadre 6 est suffisamment large pour masquer les rangées de piles photovoltaiques 3, de sorte que le chassis 1 selon l'invention présente de l'intérieur l'aspect d'un châssis ou battant de fenêtre classique.Between the frame 6 and the sheet 2, there is provided in a known manner, a seal 7, for example made of rubber. The inner wing 8 of the frame 6 is wide enough to hide the rows of photovoltaic cells 3, so that the frame 1 according to the invention presents from the inside the appearance of a conventional window frame or casement.
Par contre, l'aile extérieure 9 du cadre 6 présente une largeur très réduite pour dégager au mieux, la surface de la feuille 2 et des piles 3 pour obtenir une plus grande surface exposée au rayonnement solaire incident comme représenté schématiquement en f. On the other hand, the outer wing 9 of the frame 6 has a very reduced width in order to free the surface of the sheet 2 and of the stacks 3 to obtain a greater area exposed to the incident solar radiation as shown diagrammatically in f.
La feuille rigide 2 est de préférence constituée d'une matière plastique transparente incolore dans laquelle sont dispersées, d'une manière homogène, les matières de dopage formant la cascade lumineuse. The rigid sheet 2 is preferably made of a colorless transparent plastic material in which are dispersed, in a homogeneous manner, the doping materials forming the light cascade.
On utilise de préférence une matière plastique connue sous la dénomination de P.M.M.A réticulée et dont la formule générale est la suivante
Dans cette matière sont dispersées des matieres de dopage constituées par des matières cycliques aromatiques. In this material are dispersed doping materials constituted by aromatic cyclic materials.
De préférence, la feuille 2 contient trois corps de dopage. Dans ce cas, les corps et leurs concentrations sont les suivantes
Matière Concentration
Corps i cyclique aromatique à 3 Mole/l
noyaux 0,67 a Z .Preferably, the sheet 2 contains three doping bodies. In this case, the bodies and their concentrations are as follows
Matter Concentration
Aromatic cyclic body at 3 Mole / l
0.67 to Z nuclei.
(par exemple P P O de
CIBA- CEIGY)
Corps 2 cyclique aromatique à 4 Mole/ 1 noyaux 0,83 x 2,6 -4
.10
(par exemple OB de CIBA
CEIGY)
Corps 3 cyclique aromatique à 5 Mole/ 1
noyaux
(par exemple G G de HOECHST) 0,67 a Z . lo
La concentration de ces matières de dopage est bien entendu, également fonction de l'épaisseur de la feuille réalisée.(e.g. PPO of
CIBA- CEIGY)
Body 2 aromatic cyclic to 4 Mole / 1 nuclei 0.83 x 2.6 -4
.10
(e.g. OB from CIBA
CEIGY)
Body 3 aromatic cyclic to 5 Mole / 1
kernels
(for example GG from HOECHST) 0.67 to Z. lo
The concentration of these doping materials is of course also a function of the thickness of the sheet produced.
Pour des feuilles 2 d'une épaisseur de l'ordre de 10 à 20 mm, les concentrations suivantes se sont montrées optimales
Corps 1 0,67 x 10 -3 Mole/l
Corps 2 0,83 x 10 - 4 Möle/l
Corps 3 0,67 x 10 - 5 Mole/l
Dans ce cas,l'#élément de vitrage est légèrement coloré.For sheets 2 with a thickness of the order of 10 to 20 mm, the following concentrations have been found to be optimal
Body 1 0.67 x 10 -3 Mole / l
Body 2 0.83 x 10 - 4 Möle / l
Body 3 0.67 x 10 - 5 Mole / l
In this case, the # glazing element is slightly colored.
Lorsqu'on n'utilise que les corps 1 et 2 on obtient un élément parfaitement incolore. When we use only bodies 1 and 2 we obtain a perfectly colorless element.
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 4 et 5, la feuille de matière plastique 2 contenant les matières de dopage formant la cascade lumineuse, comprend sur ces deux chants verticaux, une série de piles photo
& '#~I IV voltaïques 3. Cette feuille 2 est également montée dans un cadre 6 a section en U dont l'aile intérieure 8 est plus large que l'aile extérieure 9.In the embodiment shown in Figures 4 and 5, the plastic sheet 2 containing the doping materials forming the light cascade, comprises on these two vertical edges, a series of photo batteries
&'# ~ I IV voltaics 3. This sheet 2 is also mounted in a frame 6 has a U-section whose inner wing 8 is wider than the outer wing 9.
Entre le cadre 6 et la feuille 2, est de nouveau prévu un joint d'étanchéité 7,
Les piles 3 sont montées en séries et reliées à un accumulateur 5 par des câbles 4,4'.Between the frame 6 and the sheet 2, a seal 7 is again provided,
The batteries 3 are connected in series and connected to an accumulator 5 by cables 4, 4 '.
Mais dans ce mode de réalisation, la feuille 2 comprend sur sa face extérieure, une paroi V à double indice de réfraction. Du côté extérieur, la paroi présente un indice ni et du coté intérieur, un indice n2. De cette manière, la lumière solaire incidente F peut traverser la paroi V pour pénétrer dans la feuille 2, mais la lumière produite par la cascade lumineuse formée par les matières de dopage, est réfléchie par la paroi V comme indiqué schématiquement en fi et ne peut plus être renvoyée vers l'extérieur. Une telle structure et son fonctionnement sont décrits en détail dans la demande de brevet européen n0 79 400 154.5 du 09.03.1979 (priorité: : demande de brevet français n0 78 06 850 du 09.03.1978). However, in this embodiment, the sheet 2 comprises on its outer face, a wall V with a double refractive index. On the outside, the wall has an index ni and on the inside, an index n2. In this way, the incident sunlight F can pass through the wall V to penetrate the sheet 2, but the light produced by the light cascade formed by the doping materials, is reflected by the wall V as shown schematically in fi and cannot no longer be sent out. Such a structure and its operation are described in detail in the European patent application no. 79 400 154.5 of 09.03.1979 (priority:: French patent application no. 78 06 850 of 09.03.1978).
En variante, la face intérieure de la feuille 2 peut également être revêtue d'une couche à double indice de réfraction. As a variant, the inner face of the sheet 2 can also be coated with a layer with a double refractive index.
Dans ces deux cas, les matières de dopage sont dispersées dans la feuille2, sont choisies d'une manière telle qu'elles émettent un rayonnement aléatoire diffus selon un angle prédéterminé, c'est-à-dire, en direction des piles pho tovoltaiques 3 comme indiqué schématiquement en f2 a la figure 5. Une telle structure est connue et par exemple décrite dans la demande de brevet européen citée ci-dessus. In these two cases, the doping materials are dispersed in the sheet 2, are chosen in such a way that they emit a diffuse random radiation at a predetermined angle, that is to say, towards the photovoltaic batteries 3 as shown schematically in f2 in Figure 5. Such a structure is known and for example described in the European patent application cited above.
Les piles photovoltalques 3 sont de préférence des piles au silicium peu codteuses. The photovoltaic cells 3 are preferably low-coding silicon cells.
On obtient ainsi une structure à rendement élevé dans laquelle les piles sont entièrement masquées par le cadre 6 tandis que la feuille 2 est transparente et incolore et ne diffère, en son aspect, absolument pas d'une vitre en verre classique. A high-performance structure is thus obtained in which the stacks are entirely masked by the frame 6 while the sheet 2 is transparent and colorless and does not differ in appearance from any conventional glass pane.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ici mais on peut y apporter de nombreuses modifications sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown here, but many modifications can be made without departing from the scope of the invention.
Claims (7)
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Publications (2)
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1982
- 1982-03-31 FR FR8205501A patent/FR2524716A1/en active Granted
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1983
- 1983-01-07 ZW ZW10/83A patent/ZW1083A1/en unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZW1083A1 (en) | 1983-08-24 |
| FR2524716B3 (en) | 1985-02-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |