DISPOSITIF POUR SUPPORTER DES PANNEAUX SOLAIRES INTEGRES DANS UNE TOITURE DEVICE FOR SUPPORTING INTEGRATED SOLAR PANELS IN A ROOF
La présente invention se rapporte à un dispositif pour supporter des panneaux solaires intégrés dans une toiture. De manière connue, les panneaux photovoltciiques sont implantés au niveau des toitures des habitations. The present invention relates to a device for supporting solar panels integrated in a roof. In known manner, the photovoltaic panels are located at the roofs of homes.
Selon un premier mode d'implantation, les panneaux photovoltciiques sont fixés sur une structure disposée au dessus de la couverture. Cette solution n'est pas pleinement satisfaisante car il est nécessaire d'implanter une structure relativement imposante au-dessus de la toiture pour supporter les panneaux et résister à la prise aux vents. According to a first mode of implantation, the photovoltaic panels are fixed on a structure disposed above the cover. This solution is not fully satisfactory because it is necessary to implement a relatively large structure above the roof to support the panels and withstand the wind.
Selon d'autres inconvénients, l'agencement des panneaux photovoltciiques au-dessus de la couverture n'est pas très esthétique et peut produire des bruits de sifflement lorsque le vent souffle et passe entre la couverture et les panneaux. Enfin, la structure comprend des piètements qui traversent la couverture pour assurer la reprise des efforts par la charpente et qui peuvent générer des infiltrations si l'étanchéité entre les piètements et la couverture n'est pas correctement faite. Pour pallier ces inconvénients, selon un autre mode d'implantation, les panneaux sont intégrés à la couverture. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir sous les panneaux une structure pour 20 assurer l'étanchéité et la continuité de la couverture. Selon un mode opératoire, une partie de la couverture est retirée. Généralement les liteaux de la charpente sont également retirés. En suivant, on dispose sur la charpente, plus précisément sur les chevrons ou sur les panes, un écran de sous toiture qui assure l'étanchéité et au dessus des supports pour les panneaux photovoltdiques. L'écran de sous toiture se présente sous la forme d'une bande en rouleau qu'il convient de dérouler sur la charpente puis de fixer. Les supports sont des profilés en bois ou en métal qu'il convient de découper sur site afin de les adapter au toit et aux panneaux. L'étanchéité de la toiture incorporant les panneaux photovoltaïques dépend de la qualité de la pose et donc de la dextérité du poseur. According to other disadvantages, the arrangement of photovoltaic panels above the cover is not very aesthetic and can produce hissing noises when the wind blows and passes between the cover and the panels. Finally, the structure includes legs that cross the cover to ensure recovery efforts by the frame and can generate infiltration if the seal between the legs and the cover is not properly made. To overcome these disadvantages, according to another implementation mode, the panels are integrated into the cover. In this case, it is necessary to provide under the panels a structure to ensure the sealing and continuity of the cover. According to one procedure, part of the cover is removed. Generally the battens of the frame are also removed. By following, one has on the frame, more precisely on the rafters or on the panes, a screen of under roof which seals and above the supports for the photovoltdiques panels. The under-roof screen is in the form of a roll strip which must be unrolled on the frame and then fixed. The supports are wooden or metal profiles that must be cut on site to adapt them to the roof and the panels. The waterproofness of the roof incorporating the photovoltaic panels depends on the quality of the installation and therefore the dexterity of the installer.
Par conséquent, l'installation des panneaux photovoltaïques est relativement longue en raison notamment de la réalisation sur site de l'écran de sous toiture et de l'adaptation des supports pour les panneaux photovoltaïques et doit être réalisée avec beaucoup de minutie pour assurer l'étanchéité. La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en 15 proposant un dispositif pour supporter des panneaux solaires intégrés dans la toiture, modulable assurant une étanchéité optimale. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour supporter des panneaux solaires intégrés à une toiture, comportant plusieurs éléments juxtaposés selon la direction transversale avec chacun une plaque recouverte d'une membrane 20 assurant l'étanchéité, caractérisé en ce que chaque élément comprend deux profilés rapportés sur la face supérieure de la plaque au niveau des bords longitudinaux de la plaque de manière à ce que les profilés de deux éléments juxtaposés selon la direction transversale soient accolés et en ce que pour chaque élément la membrane a une largeur adaptée de manière à s'étendre au- 25 delà de la partie supérieure d'au moins un profilé de manière à obtenir au niveau de la zone de jonction de deux éléments une zone de chevauchement des membranes au-dessus des profilés. Therefore, the installation of photovoltaic panels is relatively long due in particular to the realization on site of the under-roof screen and the adaptation of the supports for the photovoltaic panels and must be done with great care to ensure the seal. The present invention aims to overcome the drawbacks of the prior art by providing a device for supporting solar panels integrated into the roof, modular ensuring optimum sealing. To this end, the invention relates to a device for supporting solar panels integrated into a roof, comprising a plurality of elements juxtaposed in the transverse direction with each a plate covered with a membrane 20 ensuring the seal, characterized in that each element comprises two profiles reported on the upper face of the plate at the longitudinal edges of the plate so that the profiles of two elements juxtaposed in the transverse direction are contiguous and in that for each element the membrane has a suitable width so as to extend beyond the upper part of at least one profile so as to obtain at the junction zone of two elements an overlapping area of the membranes above the profiles.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un toit avec des panneaux photovoltciiques intégrés dans une toiture, avec des arrachements de manière à illustrer les différents éléments superposés, - la figure 2A est une vue en perspective illustrant plusieurs éléments pour supporter des panneaux photovoltaïques assemblés selon une première variante de l'invention, - la figure 2B est une coupe transversale illustrant la zone de jonction de deux éléments selon la variante illustrée sur la figure 2A, - la figure 3A est une vue en perspective illustrant plusieurs éléments pour supporter des panneaux photovoltciiques assemblés selon une deuxième variante de l'invention, - la figure 3B est une coupe transversale illustrant la zone de jonction de deux éléments selon la variante illustrée sur la figure 3A, - la figure 4A est une vue en perspective illustrant plusieurs éléments pour supporter des panneaux photovoltaïques assemblés selon une troisième variante de l'invention, et - la figure 4B est une coupe transversale illustrant la zone de jonction de deux éléments selon la variante illustrée sur la figure 4A. Sur la figure 1, on a représenté une toiture composée d'une charpente et d'une couverture. De manière connue, la charpente comprend des panes 10 disposées perpendiculairement à la pente du toit selon la direction dite transversale, des chevrons 12 disposés selon la pente du toit selon la direction dite longitudinale et des liteaux 14 disposés selon la direction transversale. La couverture est constituée d'éléments comme des tuiles ou des ardoises 16. Other features and advantages will become apparent from the following description of the invention, a description given by way of example only, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view of a roof with photovoltaic panels integrated in a roof, with detachments so as to illustrate the different superimposed elements, - Figure 2A is a perspective view illustrating several elements for supporting photovoltaic panels assembled according to a first variant of the invention, - Figure 2B is a cross-section illustrating the joining zone of two elements according to the variant illustrated in FIG. 2A; FIG. 3A is a perspective view illustrating several elements for supporting photovoltaic panels assembled according to a second variant of the invention; FIG. 3B is a cross-section illustrating the junction zone of two elements according to variant i 3A, FIG. 4A is a perspective view illustrating several elements for supporting photovoltaic panels assembled according to a third variant of the invention, and FIG. 4B is a cross section illustrating the junction zone of two elements. according to the variant illustrated in FIG. 4A. In Figure 1, there is shown a roof composed of a frame and a cover. In known manner, the frame comprises panes 10 arranged perpendicularly to the slope of the roof in the so-called transverse direction, rafters 12 arranged according to the slope of the roof in the so-called longitudinal direction and batten 14 arranged in the transverse direction. The cover consists of elements such as tiles or slates.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de conception de la toiture et peut convenir à d'autres configurations de toitures. Sur la figure 1, on a représenté également des panneaux solaires 18 intégrés au niveau de la toiture. Of course, the invention is not limited to this method of designing the roof and may be suitable for other roof configurations. FIG. 1 also shows integrated solar panels 18 at the level of the roof.
Pour donner un ordre de grandeur et de manière non limitative, un panneau solaire 18 a une longueur de l'ordre de 1,6 m, une largeur de l'ordre de 0,8 m et une épaisseur de l'ordre de 4 cm. Ces panneaux solaires 18 ont de préférence des dimensions standardisées. Pour la suite de la description, on entend par panneau solaire, un élément sensiblement plan apte à récupérer une partie de l'énergie du rayonnement solaire et à la transformer en une autre énergie, par exemple en énergie électrique dans le cas d'un panneau photovoltaïque ou en énergie thermique dans le cas d'un panneau solaire thermique. Les panneaux solaires ainsi que leurs raccordements électriques ne sont pas plus 15 décrits car ils sont connus de l'homme du métier. Le dispositif de l'invention peut s'adapter aussi bien aux nouvelles toitures qu'aux toitures existantes. Dans le cas d'une toiture existante, il convient de retirer la couverture, les liteaux 14 et les chevrons 12 sur une superficie un peu plus grande que celle 20 recouverte par les panneaux solaires 18. Selon l'invention, un dispositif pour supporter des panneaux solaires 18 comprend plusieurs éléments 20 juxtaposés (au moins deux éléments juxtaposés selon la direction transversale) comportant chacun une plaque 22 à base de bois sensiblement rectangulaire avec au niveau des côtés orientés selon la direction 25 longitudinale deux profilés 24 rapportés sur la face supérieure de la plaque 22, l'ensemble étant recouvert d'une membrane 26. Ces éléments 20 sont juxtaposés de manière à ce que les profilés 24 de deux éléments adjacents selon la direction transversale soient accolés de manière à former un chevron comme illustré sur les figures 2A, 2B, 3A, 3B, 4A et 4B ou que les profilés 24 de deux éléments adjacents selon la direction longitudinale soient alignés. Selon un mode de réalisation, la plaque 22 est réalisée à partir d'un panneau à 5 lamelles minces orientées dit panneau OSB. De préférence, chaque plaque 22 comprend au niveau d'un premier chant disposé selon la direction longitudinale une rainure 28 en creux et au niveau du second chant disposé selon la direction longitudinale une nervure 30 en saillie apte à pénétrer dans la rainure de l'élément 20 adjacent. Cet agencement permet de 10 faciliter l'assemblage des éléments 20. De préférence, la longueur des plaques 22 (selon la direction longitudinale) varie de 1,30 à 2 m et s'adapte à la portée prévue entre les panes 10. La plaque a une épaisseur de l'ordre de 16 mm. La largeur des plaques 22 est adaptée à la largeur des panneaux solaires. De 15 préférence, la largeur est légèrement supérieure à celle des panneaux solaires de manière à obtenir un espacement entre lesdits panneaux solaires une fois posés. A titre d'exemple, pour un panneau solaire d'une largeur de 808 mm, la plaque a une largeur de 820 mm. 20 Selon un mode de réalisation, les profilés 24 sont réalisés à partir d'une lambourde en sapin de classe 2. Le profilé 24 est de préférence usiné de manière à obtenir une section régulière avec une base accolée contre la plaque 22 plus large que le côté opposé. Avantageusement, la section du profilé comprend un premier côté 32 rectiligne 25 selon la direction correspondant à la hauteur, un deuxième côté 34, accolé contre la plaque 22, rectiligne et perpendiculaire au premier côté 32, un troisième côté 36 comportant un décrochement 38 intercalé entre deux portions rectilignes sensiblement parallèles au premier côté 32 et un quatrième côté 40 perpendiculaire au premier côté 32. Le décrochement 38 permet d'obtenir un quatrième côté 40 inférieur au deuxième côté 34 de manière à obtenir une portion supérieure du profilé 24 5 réduite dont la fonction sera détaillée ultérieurement. Selon une variante simplifiée, le profilé pourrait avoir une section rectangulaire. Les profilés ont une longueur adaptée à celle de la plaque 22. Ils sont solidarisés à la plaque 22 par tous moyens appropriés, par exemple par collage, clouage ou vissage. 10 Selon un mode de réalisation, la membrane 26 est une géomembrane en élastomère de type EPDM (éthylène propylène diène monomère). En variante, la membrane peut-être un géotextile en polyester avec une enduction noire en résine acrylique stabilisée aux UV. Avantageusement, la membrane 26 a une épaisseur de l'ordre de 1,2 mm. 15 De préférence, la membrane 26 est collée sur la face supérieure de la plaque 22 et avantageusement au niveau des troisièmes côtés 36 des profilés 24. De préférence, la membrane 26 a une longueur (selon la direction longitudinale) légèrement supérieure à celle de la plaque, et va au-delà d'au moins un côté de manière à ce que lorsque les plaques sont juxtaposées selon la direction 20 longitudinale on obtienne des zones de chevauchement des membranes 26 afin d'assurer une bonne étanchéité entre les plaques 22. De préférence, la membrane 26 d'une plaque recouvre la partie supérieure de la plaque juxtaposée juste en dessous. Comme illustré sur les figure 2B, 3B et 4B, la membrane 26 a une largeur 25 adaptée de manière à s'étendre au-delà de la partie supérieure 40 d'au moins un profilé 24 de manière à obtenir au niveau de la zone de jonction de deux éléments 20 une zone de chevauchement des membranes 26 des deux plaques juxtaposées selon la direction transversale. Cet agencement permet de recouvrir les profilés 24 sur lesquels sont rapportés les panneaux solaires et d'obtenir une excellente étanchéité. De plus, le fait d'assembler plusieurs éléments modulaires fabriqués en usine permet de faciliter la mise en place des panneaux solaires et réduit le temps d'intervention. To give an order of magnitude and in a nonlimiting manner, a solar panel 18 has a length of the order of 1.6 m, a width of the order of 0.8 m and a thickness of about 4 cm . These solar panels 18 preferably have standardized dimensions. For the remainder of the description, the term "solar panel" is understood to mean a substantially planar element able to recover a portion of the energy of the solar radiation and to transform it into another energy, for example electrical energy in the case of a panel. photovoltaic or thermal energy in the case of a solar thermal panel. Solar panels and their electrical connections are no more described because they are known to those skilled in the art. The device of the invention can be adapted to new roofs as well as to existing roofs. In the case of an existing roof, the cover, the battens 14 and the rafters 12 should be removed on a surface a little larger than that covered by the solar panels 18. According to the invention, a device for supporting solar panels 18 comprises several elements 20 juxtaposed (at least two elements juxtaposed in the transverse direction) each comprising a plate 22 based on substantially rectangular wood with at the sides oriented in the longitudinal direction two profiles 24 reported on the upper face of the plate 22, the assembly being covered with a membrane 26. These elements 20 are juxtaposed so that the profiles 24 of two adjacent elements in the transverse direction are joined together so as to form a chevron as shown in FIGS. 2A. , 2B, 3A, 3B, 4A and 4B or that the profiles 24 of two adjacent elements in the longitudinal direction are aligned. According to one embodiment, the plate 22 is made from a panel with 5 thin strips oriented OSB said panel. Preferably, each plate 22 comprises at a first edge disposed in the longitudinal direction a recessed groove 28 and at the second edge disposed in the longitudinal direction a projecting rib 30 adapted to penetrate into the groove of the element. Adjacent. This arrangement makes it easier to assemble the elements 20. Preferably, the length of the plates 22 (in the longitudinal direction) varies from 1.30 to 2 m and adapts to the range provided between the panes 10. The plate has a thickness of the order of 16 mm. The width of the plates 22 is adapted to the width of the solar panels. Preferably, the width is slightly greater than that of the solar panels so as to obtain a spacing between said solar panels once laid. By way of example, for a solar panel with a width of 808 mm, the plate has a width of 820 mm. According to one embodiment, the profiles 24 are made from a class 2 fir joists. The profile 24 is preferably machined so as to obtain an even section with a base contiguous to the plate 22 wider than the opposite side. Advantageously, the profile section comprises a first rectilinear side 32 in the direction corresponding to the height, a second side 34, pressed against the plate 22, rectilinear and perpendicular to the first side 32, a third side 36 having a recess 38 interposed between two rectilinear portions substantially parallel to the first side 32 and a fourth side 40 perpendicular to the first side 32. The recess 38 provides a fourth lower side 40 to the second side 34 so as to obtain an upper portion of the reduced profile 24 5 whose function will be detailed later. According to a simplified variant, the profile could have a rectangular section. The profiles have a length adapted to that of the plate 22. They are secured to the plate 22 by any appropriate means, for example by gluing, nailing or screwing. According to one embodiment, the membrane 26 is an elastomeric geomembrane of the EPDM (ethylene propylene diene monomer) type. Alternatively, the membrane may be a polyester geotextile with a black coating UV stabilized acrylic resin. Advantageously, the membrane 26 has a thickness of the order of 1.2 mm. Preferably, the membrane 26 is bonded to the upper face of the plate 22 and advantageously at the third sides 36 of the profiles 24. Preferably, the membrane 26 has a length (in the longitudinal direction) slightly greater than that of the plate, and goes beyond at least one side so that when the plates are juxtaposed in the longitudinal direction we obtain areas of overlap of the membranes 26 to ensure a good seal between the plates 22. From Preferably, the membrane 26 of a plate covers the upper part of the plate juxtaposed just below. As illustrated in FIGS. 2B, 3B and 4B, the membrane 26 has a width 25 adapted to extend beyond the upper portion 40 of at least one profile 24 so as to obtain at the level of the joining two elements 20 an overlapping zone of the membranes 26 of the two plates juxtaposed in the transverse direction. This arrangement makes it possible to cover the sections 24 on which the solar panels are reported and to obtain an excellent seal. In addition, the fact of assembling several modular elements manufactured in the factory makes it easier to install the solar panels and reduces the intervention time.
Pour le montage, les éléments 20 sont juxtaposés les uns à côté des autres de manière à recouvrir une superficie un peu plus importante que celle des panneaux solaires 18, puis sont fixés à la charpente, notamment aux panes 10 par tous moyens appropriés, comme par exemple par clouage. Après cette mise en place, les profilés 24 sont accolés deux par deux de manière 10 à former des chevrons s'étendant selon la direction longitudinale. Au niveau des zones de jonction des éléments 20, les membranes 26 sont agencées de manière à se chevaucher au dessus des profilés 24 et à se chevaucher de façon adéquate au niveau des bords haut et bas des plaques 22 pour favoriser l'écoulement de l'eau. 15 En suivant, pour maintenir assemblés les éléments 20 et améliorer l'étanchéité, des cornières en U 42 sont rapportées au dessus des profilés 24. Selon un mode de réalisation, les cornières 42 sont en alliage d'aluminium. De préférence, les cornières 42 comprennent des moyens facilitant la fixation des panneaux solaires. 20 Chaque cornière en U 42 coiffe deux profilés 24 accolés de deux éléments 20 adjacents. Selon les cas, les cornières en U 42 peuvent avoir une longueur identique à celle des plaques 22 ou peuvent être découpées de manière à s'étendre sur toute la longueur des éléments assemblés. 25 Le décrochement 38 prévu au niveau des profilés 24 est adapté de manière à permettre l'emboîtement d'une cornière 42 sur deux profilés accolés. Après l'installation des cornières 42, les panneaux solaires 18 sont solidarisés par tous moyens appropriés audites cornières 42 et/ou aux profilés 24. For mounting, the elements 20 are juxtaposed next to each other so as to cover a slightly larger area than that of the solar panels 18, and then are fixed to the frame, especially to the panes 10 by any appropriate means, such as by example by nailing. After this installation, the sections 24 are joined two by two so as to form rafters extending in the longitudinal direction. At the junction regions of the elements 20, the membranes 26 are arranged to overlap over the profiles 24 and to overlap adequately at the top and bottom edges of the plates 22 to promote the flow of the water. In following, to keep the elements 20 assembled and improve the seal, U-shaped brackets 42 are attached to the top of the profiles 24. According to one embodiment, the brackets 42 are made of aluminum alloy. Preferably, the brackets 42 comprise means facilitating the fixing of the solar panels. Each U-shaped bracket 42 caps two sections 24 contiguous with two adjacent elements 20. Depending on the case, the U-shaped angles 42 may have a length identical to that of the plates 22 or may be cut so as to extend over the entire length of the assembled elements. The recess 38 provided at the level of the profiles 24 is adapted to allow the interlocking of an angle 42 on two joined profiles. After the installation of the angles 42, the solar panels 18 are secured by any appropriate means audite angles 42 and / or profiles 24.
Selon les variantes, la hauteur des profilés peut varier afin d'adapter au mieux l'épaisseur de l'installation à la toiture. Selon un premier mode de réalisation illustré sur les figures 2A et 2B, la hauteur des profilés 24 peut être de l'ordre de 99 mm et être supérieure à celle des profilés 24 d'une hauteur de l'ordre de 75 mm selon un autre mode de réalisation illustré sur les figures 3A et 3B. Selon une autre variante, une plaque isolante 44, par exemple en polyuréthane rigide, peut être intercalée entre la plaque support 22 et la membrane 26. De préférence, cette plaque isolante 44 a une longueur adaptée à celle de la plaque 22 et une largeur adaptée à la distance séparant les deux profilés 24. Selon un mode d'assemblage, la plaque isolante 44 est collée sur la face supérieure de la plaque 22 et la membrane 26 est collée sur la face supérieure de ladite plaque isolante 44. Pour donner un ordre de grandeur, la plaque isolante a une épaisseur de l'ordre de 15 40 mm. Le dispositif de l'invention permet de fixer rapidement les panneaux solaires et garantit une exemple étanchéité. Comme illustré sur la figure 2B ou 4B, un joint d'étanchéité 46 peut être prévu entre deux panneaux solaires. Selon un mode de réalisation, ce joint est réalisé 20 en butyl. Sur la surface supérieure des panneaux solaires, on peut appliquer une bande de butyl 48 apte à recouvrir le joint 46 en butyl intercalé entre deux panneaux et dont la largeur est adaptée pour venir recouvrir le bord de la face supérieure des deux panneaux solaires adjacents. Une parclose 50 en alliage d'aluminium est 25 ensuite apposée sur la bande de butyl, des vis 52 étant prévues pour solidariser ladite parclose aux profilés 24. According to the variants, the height of the profiles can vary in order to better adapt the thickness of the installation to the roof. According to a first embodiment illustrated in FIGS. 2A and 2B, the height of the profiles 24 can be of the order of 99 mm and be greater than that of the profiles 24 with a height of the order of 75 mm according to another embodiment shown in Figures 3A and 3B. According to another variant, an insulating plate 44, for example rigid polyurethane, may be interposed between the support plate 22 and the membrane 26. Preferably, this insulating plate 44 has a length adapted to that of the plate 22 and a suitable width at the distance separating the two sections 24. According to one method of assembly, the insulating plate 44 is glued to the upper face of the plate 22 and the membrane 26 is glued to the upper face of said insulating plate 44. To give an order of size, the insulating plate has a thickness of the order of 40 mm. The device of the invention makes it possible to fix the solar panels quickly and guarantees an exemplary sealing. As illustrated in FIG. 2B or 4B, a seal 46 may be provided between two solar panels. According to one embodiment, this seal is made of butyl. On the upper surface of the solar panels, a butyl strip 48 capable of covering the butyl seal 46 interposed between two panels and whose width is adapted to cover the edge of the upper face of the two adjacent solar panels may be applied. A bead 50 made of aluminum alloy is then affixed to the butyl strip, screws 52 being provided for securing said bead to the profiles 24.