FR2795569A1 - Monobloc solar generator for portable applications, comprises polyhedral case closed by sealed photovoltaic panel whose attitude depends on which of 3 variously inclined faces act as base - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un générateur électrique autonome avec stockage d'énergie et régulation incorporée. Le principe en est un module photovoltaïque (1) destiné, de manière connue, à transformer l'énergie solaire en un courant électrique continu. Ce courant est stocké dans une batterie d'accumulateurs (2) dont la charge et la décharge sont régulées par un dispositif électronique (5). Une prise de courant continu en 12 ou 24V est reliée à la batterie, par l'intermédiaire du régulateur et de câbles d'une longueur minimale; elle permet l'utilisation d'appareils ou de point lumineux à faible consommation. The present invention relates to an autonomous electric generator with energy storage and built-in regulation. The principle is a photovoltaic module (1) intended, in known manner, to transform the solar energy into a continuous electric current. This current is stored in a storage battery (2) whose charging and discharging are regulated by an electronic device (5). A 12 or 24V DC socket is connected to the battery, via the regulator and cables of a minimum length; it allows the use of devices or light point with low consumption.
La présente invention concerne également une installation électrique mettant en oeuvre plusieurs générateurs autonomes connectés en série, en parallèle ou en série-parallèle pour former un générateur global d'une puissance accrue. The present invention also relates to an electrical installation employing several independent generators connected in series, in parallel or in series-parallel to form a global generator of increased power.
Selon l'art antérieur, les générateurs actuellement proposés sur le marché sont # soit dimensionnés en fonction d'un besoin de consommation donné et de l'ensoleillement disponible sur le site d'implantation # soit proposés en kits (de taille différente correspondant à des besoins différents) Ces générateurs dits "classiques" se composent d'un champ d'un ou plusieurs modules solaires photovoltaiques, d'une batterie d'accumulateurs pour le stockage de l'énergie, d'un système de contrôle et de régulation et éventuellement d'un convertisseur de tension destiné à fournir un courant alternatif sous une tension de 230V et une fréquence de 50Hz. L'implantation de tels générateurs . nécessite beaucoup d'espace au sol # est coûteuse car il faut faire appel à une main d'oeuvre qualifiée pour l'installation # est sujette au vol car les éléments du générateur sont coûteux (panneau solaire, batterie d'accumulateurs) et peuvent être facilement réutilisés ou revendus . nécessite souvent une protection envers les animaux ou même les Hommes sous forme de grillage ou autres car des courants et des tensions mortels pour ceux-ci peuvent être mis enjeu # induit des pertes de puissance au niveau des câbles # est souvent réalisé de manière définitive et l'installation ne peut être démontée et remontée aisément pour satisfaire, par exemple, des besoins d'énergie se situant dans des endroits différents à des moments différents (fermes et cabanes d'estive des bergers) On a également proposé deux générateurs solaires innovants. According to the prior art, the generators currently on the market are # sized according to a given consumption requirement and the amount of sunshine available on the implantation site # is proposed in kits (of different size corresponding to different needs) These so-called "conventional" generators consist of a field of one or more solar photovoltaic modules, a storage battery for energy storage, a control and regulation system and possibly a voltage converter for supplying an alternating current at a voltage of 230V and a frequency of 50Hz. The implementation of such generators. requires a lot of floor space # is expensive because it requires a skilled labor for the installation # is subject to theft because the generator elements are expensive (solar panel, storage battery) and can be easily reused or resold. often requires protection against animals or even humans in the form of roasting or other because deadly currents and voltages for them can be put in issue # induced power losses in the cables # is often made definitively and the installation can not be disassembled and reassembled easily to meet, for example, energy needs located in different places at different times (farms and summer huts shepherds) We also proposed two innovative solar generators.
Le premier, objet du brevet international déposé le 29/05/97 sous le numéro de publication internationale: WO 98I54589, consiste en une batterie, pouvant être raccordée à une charge, sur laquelle est fixé un panneau solaire. Ce système n'intègre pas la possibilité d'incliner le panneau solaire, ce qui affecte sa production et le rend très peu productif dans certaines régions du monde ou implique l'utilisation d'un système d'inclinaison et de fixation additionnel. Le deuxième, objet du brevet fiançais déposé le 16/10I98 sous le numéro de publication nationale 2 746 557, consiste en panneau solaire implanté sur le couvercle d'une valise dans laquelle est fixée une batterie. Ce système, encombrant et difficile à transporter, procure un système de réglage de l'inclinaison du panneau solaire fragile. De plus, l'inclinaison du panneau implique l'ouverture de la valise et ne permet donc pas d'assurer une étanchéité satisfaisante. L'objet de l'invention est donc de proposer un générateur solaire capable de fournir de l'électricité en n'importe quel lieu du monde ayant les caractéristiques suivantes . monobloc et compact afin d'occuper l'espace le plus réduit possible, d'avoir un poids minimum et des chutes de tensions minimales dans les câbles # bon marché et ne nécessitant pas de coût d'installation # adapté aux problèmes de vol. Léger et de petite dimension, il peut être transporté et stocké facilement quand il n'est pas utilisé # ne nécessitant aucune protection particulière envers les Hommes et les animaux puisqu'aucun câble n'est apparent. Exempt de danger électrique. . facilement transportable pour pouvoir être utilisé en des endroits différents "prêt à brancher" c'est-à-dire ne nécessitant aucune connaissance technique ni aucune manipulation pour être installé et utilisé Pour répondre à ces besoins, nous avons été conduit à l'élaboration de ce générateur monobloc, transportable, "prêt à brancher", utilisable partout dans le monde et de conception modulaire. Les principales caractéristiques de ce générateur résident en ce que . le bloc est portatif en ce qu'il a un poids maximal de 20 kg et une poignée adaptée à son transport # le bloc peut être a posé au sol (figure <I>6I6)</I> il fixé sur un poteau # fixé sur un mur (figure<I>5I6)</I> 0 ou de manière plus générale posé ou fixé sur n'importe quelle surface plane (figure 6I6) . le bloc est stable sur 3 faces qui donnent chacune une inclinaison différente au panneau solaire et permet ainsi d'optimiser la production du générateur suivant la latitude du site et la saison (à chaque latitude et à chaque saison correspond une inclinaison optimisant la production du générateur) . le bloc est muni d'une prise 12V ou 24V avec capuchon étanche # en option, un convertisseur de courant continu/altematif encore appelé onduleur (6) est intégré dans le bloc et le coffret est équipé d'une prise étanche pour permettre l'utilisation d'appareils fonctionnant en courant alternatif # le bloc est équipé d'un interrupteur marche / arrêt et d'un détecteur crépusculaire permettant une utilisation aisée et automatique pour des applications d'éclairage . le bloc est muni d'un système d'aération nécessaire pour le bon fonctionnement de la batterie d'accumulateurs et des appareils de régulation et de conversion du courant D'un point de vue technique, le coffre se présente en 2 parties principales (voir figures): # un capotage extérieur en polyéthylène rotomoulé de couleur claire (3) avec mise en place sur chaque face de 3 inserts M8 pour fixation extérieure et/ou intérieure. Le capotage présente sur toute sa périphérie un rebord qui assure un écoulement extérieur des éventuelles infiltrations d'eau. Ce capotage permet la fixation du module photovoltaique (1), équipé de 4 à 6 écrous cages M6 (8). Ce module nécessite d'être démonté avec un outil spécial pour éviter les vols. Le cadre en aluminium du module assure une rigidité supplémentaire à l'ensemble et en option un joint périphérique (9) est prévu en fonction du degré d'étanchéité requis. Ce coffre a des aérations telles que ne recevant la pluie dans aucune des 3 positions. Il comporte des poignets de transport moulées Il comporte 3 faces<B>;</B> la première inclinée de 30 40 , et de préférence 36 , par rapport au plan du module solaire, la seconde inclinée de 0 10 , et de préférence 4 , et la troisième inclinée de 50 60 , et de préférence 54 par rapport au plan du module solaire. Le coffret sera posé ou fixé sur l'une de ces 3 faces en fonction de l'inclinaison souhaitée pour le module, celle-ci étant choisie selon la latitude du lieu, la saison et l'heure de la journée. The first, object of the international patent filed on 29/05/97 under the international publication number: WO 98/54589, consists of a battery, connectable to a load, on which is fixed a solar panel. This system does not include the possibility of tilting the solar panel, which affects its production and makes it very unproductive in some parts of the world or involves the use of an additional tilting and fixing system. The second, subject of the French patent filed 16 / 10I98 under the national publication number 2,746,557, consists of solar panel located on the cover of a suitcase in which is fixed a battery. This system, bulky and difficult to transport, provides a system for adjusting the tilt of the fragile solar panel. In addition, the inclination of the panel implies the opening of the bag and therefore does not ensure a satisfactory seal. The object of the invention is therefore to provide a solar generator capable of supplying electricity anywhere in the world having the following characteristics. monobloc and compact to occupy the smallest possible space, to have a minimum weight and minimal voltage drops in cables # cheap and not requiring installation cost # suitable for flight problems. Light and small, it can be transported and stored easily when not in use # not requiring any special protection against humans and animals since no cables are visible. Free of electrical danger. . easily transportable to be used in different places "ready to connect" that is to say requiring no technical knowledge or manipulation to be installed and used To meet these needs, we have been led to the development of this monobloc generator, transportable, "ready to plug", usable anywhere in the world and modular design. The main features of this generator reside in that. the block is portable in that it has a maximum weight of 20 kg and a handle adapted to its transport # the block can be placed on the ground (figure <I> 6I6) </ I> it fixed on a fixed post # on a wall (figure <I> 5I6) </ I> 0 or more generally placed or fixed on any flat surface (figure 6I6). the block is stable on 3 sides, each of which gives a different inclination to the solar panel and thus makes it possible to optimize the generation of the generator according to the latitude of the site and the season (at each latitude and at each season corresponds an inclination optimizing the production of the generator ). the block is equipped with a 12V or 24V plug with optional waterproof cap #, a DC / AC converter, also called inverter (6) is integrated in the block and the box is equipped with a waterproof plug to allow the use of AC equipment # the unit is equipped with an on / off switch and a twilight sensor for easy and automatic use for lighting applications. the block is provided with a ventilation system necessary for the proper functioning of the storage battery and the current regulation and conversion devices. From a technical point of view, the box is in two main parts (see figures): # a transparent rotomolded polyethylene outer casing (3) with 3 M8 inserts on each side for external and / or internal fixation. The cowling has on its entire periphery a rim which ensures an external flow of any water infiltration. This cover allows the attachment of the photovoltaic module (1), equipped with 4 to 6 M6 cage nuts (8). This module needs to be disassembled with a special tool to prevent theft. The aluminum frame of the module provides additional rigidity to the assembly and optionally a peripheral seal (9) is provided depending on the degree of tightness required. This chest has vents such as not receiving rain in any of the 3 positions. It comprises molded transport cuffs It has 3 faces <B>; </ B> the first inclined of 40, and preferably 36, relative to the plane of the solar module, the second inclined of 0 10, and preferably 4 and the third inclined 50 60, and preferably 54 relative to the plane of the solar module. The box will be placed or fixed on one of these 3 faces depending on the desired inclination for the module, the latter being chosen according to the latitude of the place, the season and the time of day.
# un socle interne en tôle d'acier (4) avec traitement cataphorèse pour mise en place de la batterie et des accessoires électriques sur les côtés. Cette partie métallique est limitée au fond (E) et aux 2 faces avec angles de 30 40 , et de préférence 36 (B) et de 50 60 , et de préférence 54 (D). Ce socle est tel que le centre de gravité du bloc permet une stabilité du bloc sur ces 3 faces (E), (B) et (D). Le cloisonnement intérieur du coffre est effectué de façon à bien délimiter les emplacements de chaque composant respectif. La figure<B>1/6</B> présente le générateur en coupe vue de côté (face (A)). # an internal plinth made of sheet steel (4) with cataphoresis treatment for placing the battery and electrical accessories on the sides. This metal part is limited to the bottom (E) and to the two faces with angles of 40, and preferably 36 (B) and 50, and preferably 54 (D). This base is such that the center of gravity of the block allows stability of the block on these 3 faces (E), (B) and (D). The internal partitioning of the trunk is carried out so as to delimit the locations of each respective component. Figure <B> 1/6 </ B> shows the generator in section view from side (face (A)).
La figure 2/6 présente le générateur en coupe vue de côté (face (B)) avec sa barre de fixation (7). Figure 2/6 shows the generator in section view from the side (face (B)) with its fixing bar (7).
La figure 3/6 présente le générateur en coupe vue de côté (face (A)) et plus particulièrement la fixation du module photovoltaïque (1) sur le coffret en polyéthylène (3) à l'aide d'écrous cages M6 (8). Sur cette figure est également représenté le joint supplémentaire (9) augmentant le degré d'étanchéité de l'ensemble au niveau de la jonction (10) entre le cadre en aluminium du module photovoltaïque (1) et la partie du coffret en polyéthylène (3). Figure 3/6 shows the generator in section view from the side (face (A)) and more particularly the fixing of the photovoltaic module (1) on the polyethylene box (3) using M6 cage nuts (8) . In this figure is also shown the additional seal (9) increasing the degree of sealing of the assembly at the junction (10) between the aluminum frame of the photovoltaic module (1) and the part of the polyethylene cabinet (3). ).
La figure 4/6 présente le générateur vue de dessous avec les 5 faces du coffret en polyéthylène (3). Figure 4/6 shows the generator seen from below with the 5 faces of the polyethylene cabinet (3).
La figure 5I6 détaille la fixation du générateur sur un mur sur chacune des faces respectives (B), (E) et (D). Figure 5I6 details the attachment of the generator on a wall on each of the respective faces (B), (E) and (D).
La figure 6/6 détaille la fixation du générateur au sol sur chacune des faces respectives (D), (E) et (B). Figure 6/6 details the attachment of the generator to the ground on each of the respective faces (D), (E) and (B).
Les applications industrielles découlant de cette source d'énergie mobile sont nombreuses # générateur mobile et transportable pour chantier mobile de travaux (génie civil, ponts et chaussées, autoroutes, etc) # alimentation électrique autonome d'appareillage se trouvant dans la nature loin de toute source électrique (surveillance des niveaux d'eau et crues des cours d'eau, débitmètres, station de mesures, etc...) Les applications de loisirs pourront conduire à la commercialisation de ce générateur pour le grand public # source d'énergie pour pique-nique et veillée dans la nature # alimentation électrique d'habitations de loisirs . alimentation de lampadaires d'éclairage de jardinIndustrial applications arising from this source of mobile energy are numerous # mobile and transportable mobile construction site generator (civil engineering, bridges and highways, highways, etc.) # standalone power supply equipment located in nature far from any electrical source (monitoring of water levels and floods of streams, flow meters, measuring station, etc ...) Leisure applications may lead to the marketing of this generator for the general public # energy source for picnic and wake in the nature # electrical supply of recreational homes. supply of garden lighting street lamps
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