FR2952171A3 - Systeme support de panneaux solaires a rotation sur un axe permettant de suivre la trajectoire du soleil, de facon a recevoir un rayonnement solaire optimal - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de suivi solaire un axe, constitué par une série d'ensembles de modules photovoltaïques, d'un axe de rotation est-ouest et pouvant avoir une inclinaison déterminée par rapport au sol. Chaque ensemble dispose d'une bielle (5) perpendiculaire au plan des modules photovoltaïques, liés entre eux par des câbles d'acier (6) tendus perpendiculairement à l'axe de rotation de l'ensemble et en liaison grâce à deux pièces (7 et 8), et permettant l'articulation de la bielle (5), générant un mouvement simultané de tous les ensembles comme pour un store vénitien, grâce à un seul vérin. Le système de suivi solaire est caractérisé par un châssis fixe formé de deux rangée de tubes ou profilés (3) qui distribuent uniformément sur le terrain toute la charge de l'ensemble et du vent grâce à divers piliers supports, en offrant un comportement optimal contre le vent, et permettant d'adapter la longueur en fonction de l'espace disponible ou les nécessités du lieu.

Description

15 20 30 35 40 45 50 1 Description Système de suivi du soleil pour panneaux photovoltaïques, parallèlement à la course du soleil. 5 Objet de l'invention La présente invention consiste en un système mécanique de rotation qui fait pivoter simultanément de multiples rangées de panneaux solaires d'Est en Ouest, grâce à un vérin et des câbles en tension. Remarques préliminaires II existe aujourd'hui divers systèmes de suivi à deux axes de rotation qui permettent la captation énergétique maximale, étant donné qu'ils sont en permanence perpendiculaires à la course du soleil. II existe également des systèmes de supports à un axe, qui sont un compromis entre l'optimisation de la captation de l'énergie solaire et la simplicité de fabrication ainsi que les coûts de maintenance des systèmes. Parmi eux, on trouve des systèmes à une ou plusieurs rangées de modules photovoltaïques orientés Est-Ouest, avec une inclinaison typique entre 15° et 30° par rapport au sol, et qui pivotent selon un axe vertical, ou bien des systèmes de suivi avec des modules orientés Nord-Sud, avec ou sans inclinaison par rapport au sol, et qui pivotent selon un axe d'Est en Ouest. Description de l'invention Le système suivi solaire de l'invention est prévu pour des rangs ou des assemblages de modules photovoltaïques variés, orientés du nord au sud, avec ou sans inclinaison, et permettant le mouvement 25 simultané de I' assemblage de 60° vers l'Est à 60° vers l'Ouest (pour suivre la trajectoire du soleil), grâce à un mécanisme composé de deux câbles d'acier,"une bielle pour chaque assemblage, et un vérin, contrôlé par un ordinateur qui calcule la position optimale des panneaux selon l'heure de la journée. La structure du suiveur se compose de deux rangées de profilés métalliques, avec divers ancrages au sol. Si le terrain possède une inclinaison au sud, les jambes du châssis côté nord seront moins hautes que ceux côté sud, et si le terrain exige une installation compacte, il est possible de prévoir une installation plane. Ainsi il n'est pas nécessaire de garder une distance minimale entre les différents supports mis en parallèle afin d'éviter l'effet de masque En bout de châssis, 2 câbles sont installés perpendiculairement à chaque axe de rotation des assemblages de panneaux, de façon à permettre la rotation Est-Ouest. La séparation entre les ensembles dépend des modules à installer, qui peuvent être de dimensions différentes, et correspond à une distance entre les axes, égale à deux fois la longueur (ou la largeur si identique à la longueur) du panneau photovoltaïque. Quand les assemblages de panneaux sont en position extrême, 60°, le soleil se trouve à un angle d'élévation supérieure à 30°. Quand l'angle d'élévation du soleil est inférieur, on peut éviter l'ombre partielle entre tes assemblages avec le « backtracking », qui consiste à faire tourner les panneaux partiellement dans le sens inverse. On perd alors par rapport à l'angle d'incidence optimal du rayonnement solaire, mais cela est moins préjudiciable que les zones d'ombres générées entre les ensembles. Chaque assemblage de panneaux possède à son extrémité une biellette perpendiculaire au plan des panneaux solaires qui est fixée au câble d'acier qui transmet le mouvement à tous les ensembles comme pour un store vénitien de grande dimension qui serait horizontal. Sur l'une des bielles, de préférence fixée au milieu de la structure métallique, côté câble, on trouve un vérin qui génère le mouvement du système. La liaison au châssis à l'extrémité du vérin se fait grâce à une rotule au même 30 35 40 4.5 50 2

endroit que le passage du câble d'acier, et à l'autre extrémité, la base du vérin est en rotation sur un axe fixé à la structure métallique. Le mouvement est contrôlé par une électronique de puissance, qui permet à un microprocesseur programmé, de calculer la position du soleil, et par conséquent la position que doivent avoir les panneaux photovoltaïques à chaque instant. C'est un système simple qui permet de faire bouger simultanément une superficie totale de 350 m2 de panneaux photovoltaïques. Au-delà de la simplicité du concept, c'est un système très facile et rapide à installer, semblable à une installation fixe. Le mouvement du vérin se transmet par les câbles d'acier en traction, sans articulation complexe, permettant ainsi une grande flexibilité de configuration pour l'installation des modules photovoltaïques. La maintenance requise est limitée aux quelques éléments d'articulation qui composent le système, en comparaison avec les multiples pièces mobiles qui composent les systèmes à deux axes. Nous utilisons des douilles antifriction, qui ne nécessitent aucune maintenance ni graisse. Juste le vérin nécessite une révision préventive. Le système présente une résistance exceptionnelle aux vents forts, aussi bien par les dimensions de la structure, meilleure que d'autres systèmes existants, que par la distribution de la charge sur différents ancrage au sol. Grâce à cette invention, l'implantation et la superficie des panneaux présentent une résistance au vent faible. De plus, il est possible de mettre les modules à l'horizontal en cas de vents violents, ce qui permet un meilleur comportement comparativement à une structure fixe inclinée de 20° à 30°, alors que ce système est au plus incliné de 15° par rapport au sol. Le suiveur solaire permet de capter 20 à 25% d'énergie supplémentaire par rapport à un système fixe, et sa performance n'est inférieure que de 10% à un système à deux axes. La conception des structures métalliques de l'invention est beaucoup plus simple sur différents aspects comparée à une structure à deux axes, avec par ailleurs géométrie très proche d'une structure fixe. Par conséquent, il représente un compromis idéal entre le coût de la technologie et l'amélioration du rendement solaire. Description des schémas Pour compléter la description technique et faciliter la compréhension du mécanisme, nous avons réalisé une série d'illustrations, qui n'ont pas de caractère limitatif pour l'invention : Figure 1: montre un support avec 6 ensembles dans une perspective isométrique, les panneaux en position horizontale. Figure 2 : montre le détail de la zone où se trouve le vérin d'activation Figure 3 : montre une vue partielle de la partie supérieure de la structure de support, mettant en évidence de système de transmission du mouvement, avec une inclinaison est-ouest des panneaux de 30°. Points remarquables de l'invention Le suiveur solaire de l'invention est adapté à des réalisations de centrales photovoltaïques au sol ou pour la couverture de bâtiments à toit horizontaux, sur la base de modules fixés sur les montages axiaux (1) identiques, formant un ensemble (2). Ils sont disposés sur un cadre et sont guidés en leur extrémité grâce à un axe (4) qui permet le mouvement est-ouest de l'ensemble. Le cadre est composé d'une série de profilés métalliques (3) qui se joignent sur les piliers (14). 20 25 30 3 Les bielles (5) sont liées aux câbles d'acier (6) supérieur et inférieur grâce à une pièce intermédiaire (7 et 8) qui mord le câble d'acier (6) et permet l'entraînement de la bielle (5). Pour un montage correct, les câbles (6) doivent travailler en tension pour une transmission correcte du positionnement, et ce tenseur se situe sur la bielle à l'extrémité du dernier assemblage (5).

Le suiveur fixe l'inclinaison est-ouest de l'ensemble grâce au vérin (10). le vérin tracte ainsi les câbles

d'une bielle (5) quelconque, bien que préférablement située au centre du châssis si celui-ci a une longueur importante, en utilisant deux platines à boulonner (7) pour serrer le câble, de sorte à pouvoir mettre la rotule de la tige de vérin (11) dans le boulon opposé qui articule la bielle (5). La base du vérin(12) est fixée au cadre (3) grâce à un ancrage (13) qui permet le bon basculement. Etant donné le peu d'éléments qui le composent, ce montage est rapide et facile, et donne suffisamment de flexibilité pour ajuster les composants selon les caractéristiques des types de modules ou du terrain, en adaptant les dimensions du système de suivi à chaque fois que nécessaire. Une fois décrite la nature de l'invention, ainsi qu'un exemple d'utilisation préférentielle, il est important

de noter que la disposition des éléments décrit peut être modifiée, pour autant que cela ne modifie pas le caractère essentiel de l'invention qui est revendiqué ci-après. Le système de suivi solaire un axe, constitué par une série d'ensembles de modules

photovoltaïques, d'un axe de rotation est-ouest et pouvant avoir une inclinaison déterminée par rapport au sol ; étant défini que chaque ensemble dispose d'une bielle (5) perpendiculaire au plan des modules photovoltaïques, liés entre eux par des câbles d'acier (6) tendus perpendiculairement à l'axe de rotation de l'ensemble et en liaison grâce à deux pièces (7 & 8), et permettant l'articulation de la bielle (5), générant un mouvement simultané de tous les ensembles comme pour un store vénitien, grâce à un seul vérin. Le système de suivi solaire, , est caractérisé par un châssis fixe formé de deux rangée de tubes ou profilés (3) qui distribuent uniformément sur le terrain toute la charge de l'ensemble et du vent grâce à divers piliers supports, en offrant un

comportement optimal contre le vent, et permettant d'adapter la longueur en fonction de l'espace disponible ou les nécessités du lieu. 4

Claims (2)

1. Revendications1. Le système de suivi solaire un axe, constitué par une série d'ensembles de modules photovoltaïques, d'un axe de rotation est-ouest et pouvant avoir une inclinaison déterminée par rapport au sol ; étant défini que chaque ensemble dispose d'une bielle (5) perpendiculaire au plan des modules photovoltaïques, liés entre eux par des câbles d'acier (6) tendus perpendiculairement à l'axe de rotation de l'ensemble et en liaison grâce à deux pièces (7 & 8), et permettant l'articulation de la bielle (5), générant un mouvement simultané de tous les ensembles comme pour un store vénitien, grâce à un seul vérin.
2. 2. Le système de suivi solaire, selon la revendication précédente, est caractérisé par un châssis fixe formé de deux rangée de tubes ou profilés (3) qui distribuent uniformément sur le terrain toute la charge de l'ensemble et du vent grâce à divers piliers supports, en offrant un comportement optimal contre le vent, et permettant d'adapter la longueur en fonction de l'espace disponible ou les nécessités du lieu.