FR2937465A1 - Ensemble photovoltaique permettant d'optimiser le temps de charge d'une batterie photovoltaique - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour principal objectif de fournir un système optique permettant d'optimiser le temps de charge d'une batterie photovoltaïque. La solution proposée par l'invention est un ensemble photovoltaïque intégrant une batterie photovoltaïque comprenant : - un panneau photovoltaïque composé de cellules photovoltaïques et configuré pour délivrer un courant électrique lorsqu'il est soumis à un rayonnement électromagnétique incident, - un accumulateur relié au panneau photovoltaïque configuré pour stocker l'énergie électrique délivrée par ledit panneau photovoltaïque. L'ensemble photovoltaïque est remarquable en ce qu'il intègre : - un dispositif de concentration configuré pour concentrer le rayonnement électromagnétique incident sur le panneau photovoltaïque, - un dispositif de filtration d'ondes configuré pour laisser passer une ou plusieurs bandes déterminées de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique incident.
Description
ENSEMBLE PHOTOVOLTAIQUE PERMETTANT D'OPTIMISER LE TEMPS DE CHARGE D'UNE BATTERIE PHOTOVOLTAÏQUE.
Description Domaine technique de l'invention.
La présente invention concerne un ensemble photovoltaïque permettant d'optimiser le temps de charge d'une batterie photovoltaïque.
L'invention se rapporte au domaine technique de l'énergie photovoltaïque et plus précisément celui des batteries photovoltaïques. État de la technique. On connait les batteries photovoltaïques comprenant : 20 - un panneau photovoltaïque composé de cellules photovoltaïques et configuré pour délivrer un courant électrique lorsqu'il est soumis à un rayonnement électromagnétique incident, - et un accumulateur d'énergie relié au panneau photovoltaïque et configuré pour stocker l'énergie électrique délivrée par ledit panneau 25 photovoltaïque. Ce type de batteries photovoltaïques est notamment utilisé avec des terminaux mobiles afin d'augmenter leur autonomie, par exemple avec des 2937465 -2
téléphones portables comme décrits dans le document FR2878682 (CHARLIER J.P.), ou encore avec des ordinateurs portables comme décrits dans le document FR2880437 (CHARLIER J.P.).
5 En effet, les terminaux mobiles du type téléphone ou ordinateur sont de plus en plus sophistiqués et ont besoin d'un apport en énergie électrique de plus en plus important, diminuant alors d'autant leur autonomie. En outre, même si à l'heure actuelle les batteries sont capables de stocker de plus en plus d'énergie électrique, leur technologie n'évolue pas assez vite pour 10 contrebalancer ce besoin en énergie. Ces terminaux mobiles ont donc besoin d'être rechargés sur le réseau électrique de plus en plus souvent.
Afin d'augmenter la durée d'utilisation entre deux recharges, des batteries photovoltaïques ont été placées sur les terminaux mobiles de manière 15 à ce que leurs batteries se rechargent sous l'effet d'un rayonnement électromagnétique du type lumière du soleil, lumière artificielle ou autre.
Cependant, les cellules photovoltaïques actuelles ont encore un rendement relativement faible qui implique un temps d'exposition au rayonnement électromagnétique suffisamment long avant que la batterie soit complètement rechargée. En pratique, le temps de charge, qui est en général de plusieurs heures, varie en fonction de l'intensité du rayonnement électromagnétique ; par exemple, plus le lieu où se trouve le terminal mobile à recharger est ensoleillé, plus vite la batterie se rechargera.
En outre, l'utilisation normale de ces terminaux mobiles fait qu'ils sont peu exposés au soleil. Par exemple, dans le cas d'un téléphone portable, ce dernier est couramment transporté dans la poche ou dans le sac de son propriétaire où le rayonnement électromagnétique est faible. 2937465 -3
De plus, pour que la captation du rayonnement électromagnétique soit maximale, il faut que le panneau photovoltaïque soit orienté perpendiculairement audit rayonnement électromagnétique. En pratique, c'est rarement le cas, puisque par exemple, l'utilisateur se contente souvent de 5 déposer son terminal mobile sur une table, le panneau photovoltaïque tourné vers le ciel et sans chercher à l'orienter de manière précise vers le soleil.
La présente invention a pour principal objectif de fournir un système optique permettant d'optimiser le temps de charge d'une batterie 10 photovoltaïque.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un système optique permettant d'optimiser la captation du rayonnement électromagnétique quelque soit l'orientation des cellules photovoltaïques par rapport au rayonnement 15 électromagnétique incident.
L'invention a encore pour objectif de fournir un système peu onéreux, d'encombrement réduit et de conception simple. Divulgation de l'invention. La solution proposée par l'invention est un ensemble photovoltaïque intégrant une batterie photovoltaïque comprenant : 25 - un panneau photovoltaïque composé de cellules photovoltaïques et configuré pour délivrer un courant électrique lorsqu'il est soumis à un rayonnement électromagnétique incident, - un accumulateur relié au panneau photovoltaïque configuré pour stocker l'énergie électrique délivrée par ledit panneau photovoltaïque. 30 L'ensemble photovoltaïque est remarquable en ce qu'il intègre : 20 - 4
- un dispositif de concentration configuré pour concentrer le rayonnement électromagnétique incident sur le panneau photovoltaïque, - un dispositif de filtration d'ondes configuré pour laisser passer une ou plusieurs bandes déterminées de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique incident. Le dispositif de concentration permet d'une part de concentrer le rayonnement électromagnétique incident sur la cellule photovoltaïque et ainsi augmenter le rendement de celle-ci et d'autre part de protéger le panneau photovoltaïque des agressions extérieures. Le dispositif de filtration d'onde permet de filtrer les bandes de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique pour lesquels le rendement du panneau photovoltaïque est le meilleur.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention permettant simplement la concentration du rayonnement électromagnétique incident, le dispositif de concentration comporte une ou plusieurs lentilles convergentes disposées en vis-à-vis des cellules photovoltaïques. Un tel dispositif a l'avantage d'être facile à réaliser et donc peu onéreux.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant de répartir de manière homogène la convergence du rayonnement électromagnétique incident sur l'ensemble des cellules photovoltaïques du panneau, le dispositif de concentration comporte une lentille convergente individuelle disposée en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant de capter le rayonnement électromagnétique suivant une pluralité de directions d'incidence, une ou plusieurs lentilles convergentes sont convexes. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant d'arriver au même résultat, une ou plusieurs lentilles convergentes sont concaves. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de 2937465 -5
l'invention optimisant ce résultat, les lentilles sont soit convexes soit concaves, les lentilles adjacentes d'une lentille convexe étant concaves et les lentilles adjacentes d'une lentille concave étant convexes. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant d'optimiser ce résultat, le 5 dispositif de concentration comporte en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque un miroir configuré pour réfléchir le rayonnement incident sur une coupole, cette dernière convergeant ledit rayonnement électromagnétique réfléchi sur ladite cellule photovoltaïque.
10 Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant d'optimiser la captation du rayonnement électromagnétique, le dispositif de concentration (3) comporte en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque un prisme de forme pyramidale réalisé en diamant ou en cristal.
15 Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant de protéger le dispositif de concentration, une loupe protectrice est disposée sur le dispositif de concentration.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention 20 permettant de filtrer le spectre jaune du rayonnement électromagnétique, le dispositif de filtration d'ondes est configuré pour laisser passer les ondes de longueur d'onde comprises entre 565 nm et 590 nm.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention 25 permettant de filtrer le spectre infrarouge du rayonnement électromagnétique, le dispositif de filtration d'ondes est configuré pour laisser passer les ondes de longueur d'onde comprises entre 745 nm et 100 pm.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention 30 permettant de filtrer le spectre ultraviolet du rayonnement électromagnétique, le 2937465 -6
dispositif de filtration d'ondes est configuré pour laisser passer les ondes de longueur d'onde comprises entre 10 nm et 400 nm.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention 5 permettant de minimiser l'encombrement du dispositif de filtration d'ondes, ce dernier se présente sous la forme d'un film coloré.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant d'intégrer facilement le dispositif de filtration d'ondes à l'ensemble 10 photovoltaïque, le dispositif de filtration d'ondes est disposé entre le dispositif de concentration et le panneau photovoltaïque, ou sur le dispositif de concentration, ou encore sur la loupe protectrice.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention 15 permettant d'éviter une montée en température excessive du panneau photovoltaïque, l'ensemble comporte un dispositif de refroidissement comprenant un circuit d'air disposé entre le dispositif de concentration et le panneau photovoltaïque communiquant avec l'extérieur au moyen d'évents.
20 Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention permettant le refroidissement du panneau photovoltaïque, l'ensemble comporte un dispositif de refroidissement comprenant un radiateur à ailettes situé sur la face arrière du panneau photovoltaïque.
25 Un autre aspect de l'invention concerne un terminal mobile alimenté par une ensemble photovoltaïque conforme à l'invention. Le panneau photovoltaïque et l'accumulateur sont disposés à l'intérieur dudit terminal mobile. Le panneau photovoltaïque est composé de cellules photovoltaïques et est configuré pour délivrer un courant électrique lorsqu'il est soumis à un 30 rayonnement électromagnétique incident. L'accumulateur est relié au panneau photovoltaïque et est configuré pour stocker l'énergie électrique délivrée par - 7
ledit panneau photovoltaïque. Ce terminal mobile est également remarquable en ce qu'un cache, configuré pour protéger ledit panneau photovoltaïque, est fixé, de façon définitive ou amovible, sur le terminal mobile, ledit cache supportant : - le dispositif de concentration configuré pour concentrer le rayonnement électromagnétique incident sur le panneau photovoltaïque, - le dispositif de filtration d'ondes configuré pour laisser passer une ou plusieurs bandes déterminées de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique incident.
L'adaptation de l'ensemble photovoltaïque à un terminal mobile permet d'augmenter l'autonomie dudit terminal mobile et donc le temps entre deux charges sur secteur.
Description des figures.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1.a) représente schématiquement une vue de face d'un premier exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, - la figure 1.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 1.a), - la figure 1.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 1.a), - la figure 2.a) représente schématiquement une vue de face d'un deuxième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, - 8
- la figure 2.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 2.a), - la figure 2.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 2.a), - la figure 3.a) représente schématiquement, en vue de face, un troisième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, - la figure 3.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 3.a), - la figure 3.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 3.a), - la figure 4.a) représente schématiquement une vue en coupe selon le plan A-A représenté sur la figure 4.c), d'un quatrième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, - la figure 4.b) représente schématiquement une vue en coupe selon le plan B-B représenté sur la figure 4.a), de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 4.a), - la figure 4.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 4.a), - la figure 5.a) représente schématiquement, en vue de face, un cinquième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, - la figure 5.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 5.a), - la figure 5.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 5.a), - la figure 6.a) représente schématiquement une vue de face d'un sixième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration et d'une loupe protectrice, - 9
- la figure 6.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 6.a), - la figure 6.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 6.a), - la figure 7.a) représente schématiquement une vue de face d'un septième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, d'une loupe protectrice, et d'un filtre d'ondes, - la figure 7.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 7.a), - la figure 7.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 7.a), - la figure 8.a) représente schématiquement une vue de face d'un huitième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, d'une loupe protectrice, et d'un filtre d'ondes, - la figure 8.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 8.a), - la figure 8.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 8.a), - la figure 9.a) représente schématiquement une vue de face d'un neuvième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, d'une loupe protectrice, et d'un filtre d'ondes, - la figure 9.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 9.a), - la figure 9.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 9.a), - la figure 10.a) représente schématiquement une vue de face d'un 30 dixième exemple d'ensemble photovoltaïque comportant une batterie 2937465 - 10-
photovoltaïque équipée d'un dispositif de concentration, d'une loupe protectrice, d'un filtre d'ondes et d'un dispositif de refroidissement, - la figure 10.b) représente schématiquement une vue de gauche de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 10.a), 5 - la figure 10.c) représente schématiquement une vue de dessus de l'ensemble photovoltaïque représenté sur la figure 10.a), - la figure 11.a) représente schématiquement une vue de face d'un téléphone portable équipé d'un ensemble photovoltaïque conforme à l'invention, 10 - la figure 11.b) représente schématiquement une vue de côté du téléphone portable représenté sur la figure 11.a), - la figure 11.c) représente schématiquement une vue de derrière du téléphone portable représenté sur la figure 11.a).
15 Modes de réalisation de l'invention.
La solution proposée par l'invention est un ensemble photovoltaïque intégrant une batterie photovoltaïque et destiné à alimenter séquentiellement ou 20 en continu des appareils électriques, des terminaux mobiles ou directement des réseaux électriques.
En se rapportant aux figures 1.a) à 10.c), la batterie photovoltaïque comprend un panneau photovoltaïque (1) composé de cellules photovoltaïques 25 et configuré pour délivrer un courant électrique lorsqu'il est soumis à un rayonnement électromagnétique incident. Les cellules photovoltaïques sont généralement constituées de semi-conducteurs à base de silicium (Si) de sulfure de cadmium (CdS), de tellurure de cadmium (CdTe), etc. Elles se présentent généralement sous la forme de fines plaques, rondes ou carrées, dont les dimensions (côté, diamètre) varient du millimètre à plusieurs centimètres. Ces plaques sont prises en sandwich entre deux contacts 2937465 -11-
métalliques, pour une épaisseur variant de plusieurs microns à quelques millimètres. Les cellules photovoltaïques peuvent également être multi-jonction, c'est-à-dire être composées de différentes couches qui permettent de convertir différentes parties du spectre du rayonnement électromagnétique et ainsi 5 d'obtenir de meilleurs rendements. Les cellules photovoltaïques peuvent également combiner des couches de polymères semi-conductrices avec des nanofils de silicium sous forme d'un tapis de 3mm d'épaisseur améliorant l'absorption du rayonnement électromagnétique incident.
10 Les cellules photovoltaïques sont reliées en série ou en parallèle, et disposées les unes à cotés des autres sur un panneau de manière à former le panneau photovoltaïque (1). Le panneau se présente généralement sous forme carrée, rectangulaire, etc. Sa surface peut varier du cm2 à plusieurs m2. Une couche antireflet peut être appliquée sur le panneau photovoltaïque (1) ainsi 15 constitué pour assurer une bonne absorption du rayonnement électromagnétique. Les panneaux photovoltaïques (1) de grandes dimensions peuvent être installés sur des supports fixés au sol, sur des toits, sur des murs, etc. Les panneaux photovoltaïques (1) de petite dimension sont destinés à être intégrés à des appareils mobiles du type ordinateur portable, téléphone 20 portable, calculatrice, etc.
Sous l'effet du rayonnement électromagnétique incident, les cellules photovoltaïques délivrent de l'énergie électrique sous la forme d'un courant électrique continu. Comme schématisé sur les figures 1.a) à 10.c), la batterie 25 photovoltaïque comprend également un accumulateur (2) relié au panneau photovoltaïque (1). L'accumulateur (2) est configuré pour stocker l'énergie électrique délivrée par le panneau photovoltaïque (1). L'accumulateur (2) est du type Plomb, Ni-Cd (Nickel-cadmium), Ni-MH (Nickel-métal hydrure), Ni-Zn (Nickel-zinc), lithium, etc. L'accumulateur (2) est relié au panneau 30 photovoltaïque (1) par l'intermédiaire de connecteurs, de fils électriques ou autres. L'accumulateur (2) pourra se présenter sous la forme d'un boitier de 2937465 -12-
forme parallélépipédique, cylindrique, ou autre. Le boitier peut être dépoté ou directement fixé sur la face arrière du panneau photovoltaïque (1).
Comme représenté sur les figures 1.a) à 10.c), l'ensemble photovoltaïque 5 intègre également un dispositif de concentration (3) du rayonnement électromagnétique configuré pour concentrer ledit rayonnement électromagnétique incident sur le panneau photovoltaïque (1). Le dispositif de concentration (3) se présente généralement sous la forme d'un dispositif optique transparent en verre ou en plastique du type lentille convergente, 10 lentille de Fresnel, ménisque, prisme ou autres.
Selon un premier mode de réalisation représenté sur la figure 1.a) à 10.c), le dispositif de concentration (3) peut comporter une ou plusieurs lentilles convergentes disposées en vis-à-vis des cellules photovoltaïques. La ou les 15 lentilles convergentes recouvrent généralement la totalité de la surface du panneau solaire (1), mais peuvent également recouvrir une surface plus ou moins importante. Avantageusement, le foyer image de la ou des lentilles convergentes coïncide avec la surface du panneau photovoltaïque.
20 Selon une variante de réalisation schématisée sur les figures 2.a) à 4.c), le dispositif de concentration (3) comporte une lentille convergente (31, 32) individuelle disposée en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque. Les lentilles convergentes (31, 32) sont réalisées en verre, en plastique, etc. Les lentilles convergentes (31, 32) ont préférentiellement des dimensions équivalentes aux 25 dimensions des cellules photovoltaïques, mais peuvent également avoir des dimensions inférieures ou supérieures. Les lentilles convergentes (31, 32) peuvent se présenter sous la forme de lentilles individuelles fixées sur une structure (métallique, plastique ou autre) disposée à la surface du panneau photovoltaïque (1) ou, de manière indépendante, être fixées à la surface dudit 30 panneau photovoltaïque. Les lentilles convergentes (31, 32) peuvent également être usinées ou moulées dans une plaque de verre ou de plastique, 2937465 -13-
ladite plaque étant fixée à la surface du panneau photovoltaïque (1). Les éléments constituant le dispositif de concentration peuvent être fixés sur le panneau photovoltaïque par vissage, collage soudage, clipsage, ou tout autre moyen de fixation convenant à l'homme du métier. En se rapportant aux figures 5 3.a) à 3.c), et afin de capter le rayonnement électromagnétique suivant plusieurs directions, une ou plusieurs lentilles convergentes (32) peuvent être convexes, c'est-à-dire que la surface sur laquelle le rayonnement électromagnétique est incident est une surface bombée. Dans le cas où elles ne sont pas convexes et comme représentées sur les figures 2.a) à 2.c), une ou 10 plusieurs lentilles convergentes (31) peuvent être concaves, c'est-à-dire que la surface sur laquelle le rayonnement électromagnétique est incident est une surface incurvée. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'orienter la cellule photovoltaïque perpendiculaire au rayonnement, les lentilles convergentes (31, 32) permettant directement de faire converger sur les cellules photovoltaïques 15 les rayonnements électromagnétiques suivant une multitude d'incidences. Astucieusement et comme schématisé sur les figures 4.a) à 4.c), les lentilles convergentes (31, 32) sont soit convexes soit concaves, les lentilles convergentes adjacentes d'une lentille convergente convexe (32) étant concaves et les lentilles convergentes adjacentes d'une lentille convergente 20 concave (31) étant convexes.
Selon une autre variante de réalisation schématisée sur les figures 5.a) à 5.c), le dispositif de concentration (3) comporte en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque un miroir (34) configuré pour réfléchir le rayonnement 25 électromagnétique incident sur une coupole (33). Cette dernière converge alors le rayonnement électromagnétique réfléchi sur la cellule photovoltaïque disposée en vis-à-vis. Chaque miroir (34) est associé à une coupole (33). Les miroirs (34) se présentent sous la forme d'un plan incliné par rapport à la normale au panneau solaire. Les coupoles (33) ont généralement la forme 30 d'une demi-sphère d'axe normal au panneau solaire et tronquée par le plan du miroir (34) qui lui est associé. Les miroirs (34) et les coupoles (33) peuvent être 2937465 - 14 -
fabriqués individuellement puis assemblés, ou être directement obtenus par usinage d'une plaque de verre ou autre de façon analogue à ce qui est précédemment décrit pour les lentilles convergentes (31, 32). Les miroirs et les coupoles peuvent également être fixés sur le panneau photovoltaïque de 5 manière similaire à ce qui est précédemment décrit pour les lentilles convergentes (31, 32).
Selon encore une autre variante de réalisation non représentée, le dispositif de concentration (3) comporte en vis-à-vis de chaque cellule 10 photovoltaïque un prisme de forme pyramidale dont les côtés sont orientés face au rayonnement électromagnétique. Le prisme a avantageusement une base de forme hexagonale, mais, la base peut également avoir une forme triangulaire, carrée, ou tout autre polygone convenant à l'homme du métier. Le prisme est préférentiellement réalisé en diamant ou en cristal, mais peut 15 également être réalisé en verre, en plastique, etc. Le dispositif de concentration à base de prisme peut être réalisé puis fixé sur le panneau photovoltaïque de manière semblable à ce qui est précédemment décrit pour les lentilles convergentes (31, 32).
20 En se référant aux figures 6.a) à 6.c), et dans l'optique de protéger le dispositif de concentration (3), une loupe protectrice (5) est disposée sur ledit dispositif de concentration. De la même manière que le dispositif de concentration (3) précédemment décrit, cette loupe protectrice (5) peut être réalisée en verre, en plastique ou autre ; elle peut être réalisée en verre trempé, 25 feuilleté ou tout autre moyen permettant d'améliorer ses caractéristiques mécaniques. La loupe protectrice (5) peut avoir une forme convexe ou concave ou toute autre forme convenant à l'homme du métier.
En se rapportant aux figures 7.a) à 10.c), et en fonction du matériau 30 employé pour la réalisation des cellules photovoltaïques et de leur capacité à absorber certaines longueurs d'onde, l'ensemble photovoltaïque peut en outre 2937465 -15-
intégrer un dispositif de filtration d'ondes (4) configuré pour laisser passer une ou plusieurs bandes déterminées de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique incident. Le dispositif de filtration d'ondes (4) peut se présenter sous la forme d'un filtre par absorption réalisé à base de verres ou de 5 plastiques auxquels des composés organiques ou inorganiques ont été ajoutés. Le dispositif de filtration d'ondes (4) peut également se présenter sous la forme d'un filtre par réflexion constitué de deux lames partiellement réfléchissantes. Le dispositif de filtration d'ondes (4) peut encore se présenter sous la forme d'un ou plusieurs films colorés. Le dispositif de filtration d'ondes (4) peut être 10 disposé entre le dispositif de concentration (3) et le panneau photovoltaïque (1) comme représenté sur les figures 7.a) à 7.c), ou directement sur le dispositif de concentration (3) comme représenté sur les figures 8.a) à 8.c), ou encore sur la loupe protectrice (5) comme représentée sur les figures 9.a) à 9.c). Le dispositif de filtration d'ondes (4) peut également se présenter sous la forme d'un 15 composé organique coloré incorporé dès la fabrication au verre ou au plastique permettant la réalisation du dispositif de concentration ou de la loupe protectrice.
Le dispositif de filtration d'ondes (4) permet donc de filtrer 20 indépendamment ou en combinaison différents spectres du rayonnement électromagnétique, en particulier et à titre d'exemples non limitatifs : - le spectre jaune du rayonnement électromagnétique en intégrant à l'ensemble photovoltaïque un dispositif de filtration d'ondes (4) configuré pour laisser passer les ondes de longueur d'onde comprise entre 565 nm et 590 nm 25 - le spectre infrarouge du rayonnement électromagnétique en intégrant à l'ensemble photovoltaïque un dispositif de filtration d'ondes (4) configuré pour laisser passer les ondes de longueur d'onde comprise entre 745 nm et 100 pm. - le spectre ultraviolet du rayonnement électromagnétique en intégrant à l'ensemble photovoltaïque un dispositif de filtration d'ondes (4) pour laisser 30 passer les ondes de longueur d'onde comprise entre 10 nm et 400 nm. 2937465 -16-
En se rapportant aux figures 10.a) à 10.c), et afin d'éviter une montée en température excessive du panneau photovoltaïque et une détérioration du dispositif de concentration et des filtres d'ondes, l'ensemble peut comporter un dispositif de refroidissement. 5 Selon un mode de réalisation non représenté, le dispositif de refroidissement peut se présenter sous la forme de filtres anti-caloriques utilisés afin de diminuer le transfert thermique des sources lumineuses vers les instruments d'optique fragiles qui ne doivent pas trop chauffer. Selon un autre mode de réalisation représentée sur les figures 10.a) à 10 10.c), le dispositif de refroidissement peut également comprendre un circuit d'air (6) disposé entre le dispositif de concentration (3) et le panneau photovoltaïque (2) communiquant avec l'extérieur au moyen d'évents (7). Le circuit d'air (6) se présente généralement sous la forme d'une lame d'aire disposée entre le dispositif de concentration (3) et le panneau photovoltaïque 15 (1), c'est-à-dire que le dispositif de concentration (3) et le panneau photovoltaïque (1) sont séparés par un volume d'air en forme de lame. Un ou plusieurs tampons de surélévation (8) peuvent être disposés entre le dispositif de concentration (3) et le panneau photovoltaïque (1) de manière à créer la lame d'air. Les évents (7) peuvent par exemple se matérialiser sous la forme de 20 trous disposés sur le pourtour de l'ensemble photovoltaïque et configuré pour faire communiquer la lame d'air avec l'air extérieur de manière à créer une circulation d'air. Les évents (7) peuvent être réalisés par perçage du dispositif de concentration (3) ou des tampons de surélévation (8) comme schématisé sur les figures 10.a) à 10.c), ou résulter d'espaces séparant lesdits tampons de 25 surélévation ou tout autre moyen convenant à l'homme du métier. De la même manière que précédemment décrite, un circuit d'air peut également être agencé sur la face arrière du panneau photovoltaïque communiquant avec l'extérieur au moyen d'évents. Afin d'améliorer l'échange de chaleur entre l'air et la face arrière du panneau photovoltaïque, le dispositif de refroidissement peut 30 également comprend un radiateur à ailettes (9) disposé sur la face arrière du 2937465 -17-
panneau photovoltaïque. Ce radiateur à ailettes (9) peut être réalisé en acier en matériau composite ou tout autre matériau favorisant l'échange de chaleur et convenant à l'homme du métier.
5 Un autre aspect de l'invention représenté sur les figures 11.a) à 11.c), concerne un terminal mobile (100) alimenté par une ensemble photovoltaïque conforme à l'invention. On entend par terminaux mobiles (100) des téléphones portables, des assistants digitaux personnels (PDA), des ordinateurs portables, etc. Le panneau photovoltaïque (1) et l'accumulateur (2), du type de ceux 10 précédemment décrit, sont disposés à l'intérieur dudit terminal mobile. Ce terminale mobile (100) est remarquable en ce qu'un cache (101), configuré pour protéger ledit panneau photovoltaïque, est fixé, de façon définitive ou amovible, sur le terminal mobile. Le cache supporte le dispositif de concentration (3) et le dispositif de filtration d'ondes (4) du type de ceux précédemment décrits. Le 15 cache (101) peut être réalisé en plastique, en métal ou autre. Il peut se présenter sous la forme d'un support sur lequel l'ensemble photovoltaïque est fixé par collage, par soudage, par vissage ou par tout autre moyen convenant à l'homme du métier. Le cache (101) peut être fixé sur le terminal mobile par clipsage, vissage, soudage, collage, etc. Le cache (101) peut également être 20 amovible et adaptable à plusieurs types de terminaux mobiles.
Claims (18)
- Revendications1. Ensemble photovoltaïque intégrant une batterie photovoltaïque comprenant : - un panneau photovoltaïque (1) composé de cellules photovoltaïques et configuré pour délivrer un courant électrique lorsqu'il est soumis à un rayonnement électromagnétique incident, - un accumulateur (2) relié au panneau photovoltaïque (1) configuré pour stocker l'énergie électrique délivrée par ledit panneau photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il intègre : - un dispositif de concentration (3) configuré pour concentrer le rayonnement électromagnétique incident sur le panneau photovoltaïque (1), - un dispositif de filtration d'ondes (4) configuré pour laisser passer une ou plusieurs bandes déterminées de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique incident.
- 2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de concentration (3) comporte une ou plusieurs lentilles convergentes (31, 32) disposées en vis-à-vis des cellules photovoltaïques.
- 3. Ensemble selon la revendication 2 caractérisé en ce que le dispositif de concentration (3) comporte une lentille convergente individuelle disposée en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque.
- 4. Ensemble selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'une ou plusieurs lentilles convergentes (31, 32) sont convexes ou concaves.
- 5. Ensemble selon la revendication 3 caractérisé en ce que les lentilles (31, 32) sont soit convexes, soit concaves, les lentilles adjacentes 2937465 -19- d'une lentille convexe (32) étant concaves et les lentilles adjacentes d'une lentille concave (31) étant convexes.
- 6. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le 5 dispositif de concentration (3) comporte en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque un miroir (34) configuré pour réfléchir le rayonnement électromagnétique incident sur une coupole (33), cette dernière convergeant ledit rayonnement électromagnétique réfléchi sur ladite cellule photovoltaïque. 10
- 7. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de concentration (3) comporte en vis-à-vis de chaque cellule photovoltaïque un prisme de forme pyramidale réalisé en diamant ou en cristal.
- 8. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une loupe protectrice (5) est disposée sur le dispositif de concentration (3). 20
- 9. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de filtration d'ondes (4) est configuré pour laisser passer les ondes de longueur d'onde comprise entre 565 nm et 590 nm.
- 10. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé 25 en ce que le dispositif de filtration d'ondes (4) est configuré pour laisser passer les ondes de longueur d'onde comprise entre 745 nm et 100 pm.
- 11. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de filtration d'ondes (4) est configuré pour laisser 30 passer les ondes de longueur d'onde comprise entre 10 nm et 400 nm. 15 2937465 -20-
- 12. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de filtration d'ondes (4) se présente sous la forme d'un film coloré. 5
- 13. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de filtration d'ondes (4) est disposé entre le dispositif de concentration (3) et le panneau photovoltaïque (1).
- 14. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en 10 ce que le dispositif de filtration d'ondes (4) est disposé sur le dispositif de concentration (3).
- 15. Ensemble selon l'une des revendications 8 à 12 caractérisé en ce que le dispositif de filtration d'ondes est disposé sur la loupe protectrice (5).
- 16. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de refroidissement comprenant un circuit d'air (6) disposé entre le dispositif de concentration (3) et le panneau photovoltaïque (1) communiquant avec l'extérieur au moyen d'évents (7).
- 17. Ensemble selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de refroidissement comprenant un radiateur à ailettes (9) disposé sur la face arrière du panneau photovoltaïque (1). 25
- 18. Terminal mobile caractérisé en ce qu'il est alimenté par une ensemble photovoltaïque selon la revendication 1, le panneau photovoltaïque (1) et l'accumulateur (2) étant disposés à l'intérieur dudit terminal mobile, ledit panneau photovoltaïque (1) étant composé de cellules 30 photovoltaïques et configuré pour délivrer un courant électrique lorsqu'il est soumis à un rayonnement électromagnétique incident, ledit accumulateur (2) étant relié au panneau photovoltaïque (1) et configuré pour stocker l'énergie électrique délivrée par ledit panneau photovoltaïque, et en ce qu'un cache 15 20 2937465 - 21 - (101), configuré pour protéger ledit panneau photovoltaïque, est fixé, de façon définitive ou amovible, sur le terminal mobile, ledit cache supportant : - le dispositif de concentration (3) configuré pour concentrer le rayonnement électromagnétique incident sur le panneau photovoltaïque (1), 5 - le dispositif de filtration d'ondes (4) configuré pour laisser passer une ou plusieurs bandes déterminées de longueurs d'onde du rayonnement électromagnétique incident.
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