FR2995390A1

FR2995390A1 - Module solaire hybride thermique et photovoltaique

Info

Publication number: FR2995390A1
Application number: FR1258404A
Authority: FR
Inventors: Jean-Claude Jeandeaud
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2014-03-14

Abstract

Ce module solaire hybride (1) photovoltaïque et thermique comprend un panneau photovoltaïque (2). Des cordons de colle (6a, 6b, 6c) définissent, entre eux ainsi qu'avec une plaque arrière (3), un canal (4) de circulation de fluide caloporteur contre le panneau photovoltaïque (2).

Description

MODULE SOLAIRE HYBRIDE THERMIQUE ET PHOTOVOLTAÏQUE La présente invention concerne un module solaire hybride, également appelé panneau solaire hybride ou panneau photovoltaïque thermique.

Un module solaire hybride, c'est à dire à la fois thermique et photovoltaïque, est un dispositif conçu pour produire de l'électricité et recueillir de l'énergie provenant des rayonnements solaires. Un module solaire hybride comprend ainsi un panneau ou module solaire photovoltaïque, qui inclut des cellules photovoltaïques transformant les rayonnements du soleil en électricité, ainsi qu'une partie thermique qui récupère l'énergie des rayonnements solaires pour la transmettre à un fluide caloporteur. Les modules solaires hybrides sont polyvalents, ils peuvent être connectés aux installations thermiques classiques, par exemple pour la production d'eau chaude sanitaire ou pour le chauffage des bâtiments. De manière connue, le rendement des panneaux solaires photovoltaïques chute d'environ 0,4 à 0,5% par degré Celsius d'élévation de leur température. Les modules solaires hybrides permettent de remédier, au moins en partie, à cet inconvénient grâce à la partie thermique qui évacue la chaleur du panneau solaire photovoltaïque vers le fluide caloporteur. FR-A-2 924 864 divulgue un module solaire hybride comprenant un échangeur thermique placé contre la face arrière du panneau solaire photovoltaïque. L'échangeur thermique comporte un ensemble de canaux parallèles destinés au passage d'un fluide de refroidissement. Les canaux sont constitués d'un matériau qui conduit la chaleur, par exemple l'aluminium. Le fluide de refroidissement n'est pas directement en contact avec le panneau solaire photovoltaïque, ce qui ne permet pas d'évacuer de manière optimale la chaleur générée par le panneau solaire photovoltaïque. Par ailleurs, l'épaisseur de ce module solaire hybride est relativement importante, ce qui le rend lourd et encombrant. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un module solaire hybride thermique et photovoltaïque disposant d'une partie thermique améliorée permettant de transférer de manière optimale la chaleur générée par le panneau solaire photovoltaïque au fluide caloporteur, ce qui améliore le rendement du panneau solaire photovoltaïque. L'invention vise également à proposer un module solaire hybride peu coûteux, facile à fabriquer, léger et de faible épaisseur. A cet effet, l'invention a pour objet un module solaire hybride photovoltaïque et thermique, comprenant un panneau photovoltaïque, caractérisé en ce que des cordons de colle définissent, entre eux ainsi qu'avec une plaque arrière, un canal de circulation de fluide caloporteur contre le panneau photovoltaïque.

Grâce à l'invention, le fluide caloporteur est directement en contact avec le panneau solaire photovoltaïque, ce qui améliore les échanges thermiques et favorise le refroidissement du panneau solaire photovoltaïque. De plus, le module solaire hybride de l'invention est de conception simple, léger et de faible épaisseur.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel module solaire hybride peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes, prises en toute combinaison techniquement admissible : - L'aire de la partie du panneau solaire photovoltaïque en contact avec le fluide caloporteur est supérieure à 75%, de préférence supérieure à 85%, à l'aire totale du panneau solaire photovoltaïque. - La plaque arrière comporte au moins un renfoncement conçu pour loger des éléments électriques et/ou électroniques à l'intérieur du module solaire hybride, le renfoncement étant notamment réalisé par emboutissage ou par moulage. - Le module solaire hybride présente une zone s'étendant le long d'axes de symétrie du module solaire hybride au niveau de laquelle les cordons de colle sont plus larges et/ou sont plus rapprochés entre eux que pour le reste du module solaire hybride. - La plaque arrière comporte des bandes latérales qui dépassent à l'extérieur du panneau photovoltaïque et qui se chevauchent entre elles lorsque plusieurs modules solaires hybrides sont montés côté à côte. - Le panneau solaire photovoltaïque comprend un panneau avant et un panneau arrière plans, disposés l'un contre l'autre et, au niveau d'un bord du panneau solaire photovoltaïque, le panneau arrière est localement en retrait par rapport au panneau avant, de manière à ménager un passage pour au moins un câble électrique reliant l'intérieur et l'extérieur du panneau solaire photovoltaïque. - Un cordon de colle supplémentaire ne faisant pas partie du canal forme un contour fermé globalement rectangulaire, dont les dimensions sont égales ou sensiblement inférieures à celles du panneau solaire photovoltaïque, et en ce qu'un espace vide est aménagé entre le cordon de colle supplémentaire et le canal pour le passage de câbles électriques. - La plaque arrière comporte des reliefs situés au niveau des bords du canal, le long les cordons de colle formant le canal. - Le canal s'étend dans un espace vide situé entre le panneau solaire photovoltaïque et en ce que la hauteur de l'espace vide, mesurée perpendiculairement au panneau solaire photovoltaïque, est comprise entre 1 mm et 10 mm, de préférence de l'ordre de 5 mm. - L'intérieur du canal est enduit d'un revêtement protecteur, notamment un vernis ou une peinture, par exemple en faisant passer le revêtement à l'état liquide dans le canal puis en le vidant. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de quatre modes de réalisation d'un module solaire hybride conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un module solaire hybride conforme à l'invention ; - La figure 2 est une coupe à plus grande échelle du module solaire hybride en configuration assemblée, selon le plan P2 à la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des coupes latérales partielles de deux modules solaires hybrides analogues à celui de la figure 1 montés bord-à-bord ; - la figure 5 est un schéma en vue de dessous de trois modules solaires hybrides raccordés à un circuit de fluide caloporteur ; - la figure 6 est une coupe analogue à la figure 2 d'un module solaire hybride conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 est une coupe analogue à la figure 2, pour un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8 est une vue en perspective d'une plaque arrière faisant partie d'un module solaire hybride conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 9 est une coupe partielle analogue aux figures 3 et 4 de deux modules solaires hybrides incluant la plaque arrière de la figure 8 et montés en chevauchement. Les figures 1 à 3 montrent un module solaire hybride 1 thermique et photovoltaïque, qui comprend un panneau solaire photovoltaïque 2 et une plaque arrière 3. Le panneau solaire photovoltaïque 2 comprend un panneau avant 21 et un panneau arrière 22 plans et rectangulaires, disposés l'un contre l'autre et fabriqués par exemple en verre. Le panneau avant 21 dispose d'une face avant 2.1 tournée vers les rayonnements solaires et le panneau arrière 22 dispose d'une face arrière 2.2, tournée à l'opposé des rayonnements solaires et à l'opposé du panneau avant 21. A la figure 1, le panneau avant 21 est représenté partiellement pour laisser apparaitre des cellules photovoltaïques 23, par exemple en silicium, qui sont encapsulées entre les panneaux 21 et 22. A la figure 2, les cellules photovoltaïques 23 sont schématisées en traits mixtes. Un joint périphérique 25 est disposé autour de l'ensemble de cellules photovoltaïques 23, entre les plaques 21 et 22, de manière à créer un volume libre entre les plaques 21 et 22 pour les cellules photovoltaïques 23. Le panneau solaire photovoltaïque 1 est de type non cadré, mais l'invention s'applique également aux modules cadrés. La plaque arrière 3 est globalement plane et rectangulaire et s'étend parallèlement aux panneaux 21 et 22. La plaque arrière 3 comporte deux bords 33.1 et 33.2 parallèles et de petites dimensions, ainsi que deux bords 33.3 et 34.4 de grandes dimensions, perpendiculaires aux bords 33.1 et 33.2.

La plaque arrière 3 est réalisée de préférence à partir d'un matériau multicouche comprenant deux tôles métalliques séparées par une âme organique, par exemple de l'Usilight (marque déposée). Un tel matériau est léger, présente une bonne rigidité et présente des bonnes propriétés d'isolation thermique. De plus, un tel matériau peut être facilement découpé ou embouti. En variante, la plaque arrière 3 est en verre, en métal, par exemple en acier ou en alliage d'aluminium, ou en matière synthétique, par exemple en polyester. La plaque arrière 3 est fixée à la face arrière 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2 par des cordons de colle 5, 6a, 6b et 6c. Il peut s'agir par exemple de colle à base de silicone. En service, le panneau solaire photovoltaïque 2 est collé à la plaque arrière 3 et il n'est pas prévu de le séparer dans la configuration de la figure 1, présente uniquement pour montrer les cordons de colle. Les cordons de colle 6a, 6b et 6c définissent entre eux ainsi qu'avec la plaque arrière 3 et avec la face arrière 2.2 du module solaire photovoltaïque 2, un canal 4 de circulation d'un fluide caloporteur, dont le flux est représenté par les flèches F1 à la figure 1. Le fluide caloporteur est de préférence un liquide, de préférence de l'eau éventuellement additivée, car l'eau dispose d'une bonne capacité thermique et est aisée à mettre en oeuvre. En variante, il peut s'agir d'un gaz, par exemple de l'air. Le canal 4 est délimité en bas par la plaque arrière 3, en haut par la face arrière 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2 et sur les côtés par les cordons de colle 6a, 6b et 6c. Le canal 4 s'étend dans un espace vide E situé entre le panneau arrière 22 du panneau solaire photovoltaïque 2 et la plaque arrière 3. La hauteur H de l'espace vide E, mesurée perpendiculairement au panneau solaire photovoltaïque 2, et fixée par la hauteur H des cordons de colle 5, 6a, 6b et 6c qui est égale à la hauteur H de l'espace vide E. La hauteur H est comprise entre 1 mm et 10 mm, de préférence de l'ordre de 5 mm.

Le cordon de colle périphérique 5 est facultatif, ne fait pas partie du canal 4 et forme un contour fermé globalement rectangulaire, dont les dimensions sont égales, voire sensiblement inférieures, à celles du panneau solaire photovoltaïque 2. Le cordon de colle périphérique 5 améliore l'étanchéité du module solaire hybride 1.

Le collage de la plaque arrière 3 sur le panneau solaire photovoltaïque 2 autorise l'utilisation d'une plaque arrière 3 réalisée dans un matériau différent de celui des panneaux 21 et 22 du panneau solaire photovoltaïque 2, ce qui offre l'avantage d'un faible coût de revient. La plaque arrière 3 comporte un orifice d'entrée 3.1 qui débouche au niveau d'une extrémité amont 4.1 du canal 4 et qui est prévu pour le raccordement d'une canalisation d'arrivée 7.1 du fluide caloporteur, visible à la figure 5. La plaque arrière 3 comporte également un orifice de sortie 3.2 qui débouche au niveau d'une extrémité aval 4.2 du canal 4 et qui est prévu pour le raccordement d'une canalisation d'évacuation 7.2 du fluide caloporteur.

En variante, en fonction du sens du montage des canalisations 7.1 et 7.2, l'orifice 3.1 est un orifice de sortie et l'orifice 3.2 est un orifice d'entrée. Le canal 4 forme un circuit ouvert comportant des virages 4.3 en épingle à cheveux, reliés entre eux par des portions rectilignes 4.4 attenantes espacées régulièrement et s'étendant parallèlement aux bords 33.1 et 33.2 de petites dimensions de la plaque arrière 3, de sorte qu'un même cordon de colle rectiligne 6a délimite le bord de deux portions rectilignes 4.4 adjacentes, du côté intérieur du virage 4.3 correspondant. Les cordons de colle courbes 6b délimitent le côté extérieur des virages 4.3. En variante, les portions rectilignes 4.4 du circuit 4 sont espacées entre elles. Une portion 4.5 du canal 4 définie par les cordons de colle 6c contourne un renfoncement 37 ménagé dans la plaque arrière 3, par exemple par emboutissage, qui permet de loger des éléments électriques destinés au raccordement électrique du panneau solaire photovoltaïque 2 avec un autre panneau solaire photovoltaïque ou avec un réseau électrique, voire avec l'installation électrique d'un bâtiment. Ainsi, les éléments électriques sont protégés à l'intérieur du module solaire hybride 1, ce qui est avantageux par rapport aux panneaux solaires photovoltaïques connus, pour lesquels ces éléments électriques sont logés dans une boite de raccordement qui est mise en place à l'arrière du panneau et confère à la tranche du module solaire hybride 1 un aspect esthétique. De plus, le cordon de colle périphérique 5 améliore la rigidité du module solaire hybride 1, en particulier en flexion, car il constitue un cadre au niveau duquel l'épaisseur de matière est plus importante par rapport aux zone de vide à l'intérieur du canal 4. Par conséquent, le cordon de colle périphérique 5 contribue à réduire les déformations du module solaire hybride 1 générées par les différences de dilatation thermique. En variante non représentée, en fonction des propriétés mécaniques du matériau utilisé par la plaque arrière 3, le renfoncement 37 est réalisé par moulage ou à l'aide d'une plaque supplémentaire apposée sur une ouverture réalisée dans la plaque arrière 3. En service, le fluide caloporteur circule dans le canal 4, le long de la face arrière 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2, entre l'extrémité amont 4.1 et l'extrémité aval 4.2 du canal 4, de sorte qu'il mouille la majeure partie de la face arrière 2.2 du panneau photovoltaïque. L'aire de la partie de la face arrière 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2 en contact avec le fluide caloporteur est supérieure à 75 (3/0, de préférence supérieure à 85 (3/0, à l'aire totale de la face arrière 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2. Ainsi, le refroidissement du panneau solaire photovoltaïque 2 est homogène sur une majeure partie de sa surface, ce qui favorise les échanges thermiques et améliore son rendement électrique. De plus, le panneau arrière 22 et le canal 4 forment un échangeur thermique directement collé sur la face arrière 2.2 du panneau photovoltaïque 2. La plaque arrière 3 se prolonge à l'extérieur du cordon de colle périphérique 5 par quatre bandes latérales 34.1, 34.2, 34.3 et 34.4 qui forment respectivement les bords 33.1, 33.2, 33.3 et 33.4 et qui entourent une partie centrale 30 rectangulaire de la plaque arrière 3, délimitée par le cordon de colle périphérique 5. Les bandes 34.1, 34.2, 34.3 et 34.4 dépassent latéralement du panneau solaire photovoltaïque 2. Eventuellement, le canal 4 est enduit, sur l'intérieur, d'un revêtement protecteur, notamment un vernis ou une peinture, par exemple en faisant passer le revêtement à l'état liquide dans le canal 4 puis en le vidant. Une couche de revêtement se dépose ainsi dans le canal 4, contre la face arrière 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2, contre la plaque arrière 3 et contre les cordons de colle 6a, 6b et 6c. En service, il est envisageable d'utiliser un produit de protection dilué dans le fluide caloporteur, comme il est connu de procéder pour les circuits de chauffage par le sol. Par ailleurs, la face arrière 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2 peut également être enduite d'un revêtement protecteur, notamment pour empêcher les rayonnements solaires qui atteignent la face avant 2.1 du panneau solaire photovoltaïque 2 de dégrader les cordons de colle 5,6a, 6b et 6c ou pour favoriser l'accroche des cordons de colle 5,6a, 6b et 6c contre la face arrière 2.2. Une distance dl, d2 ou d3, mesurée perpendiculairement au panneau solaire photovoltaïque 2, entre chaque bande 34.1, 34.2, 34.3 et 34.4 et la partie centrale 30, est adaptée de manière à pouvoir réaliser une jonction étanche entre des modules solaires hybrides 1 identiques montés bord à bord l'un contre l'autre et formant plusieurs rangées et plusieurs lignes. Ainsi, la bande 33.4 de grandes dimensions située à gauche à la figure 1 est dans le prolongement de la partie centrale 30 et la bande 33.3 de grandes dimensions située à droite à la figure 1 est décalée vers le bas par rapport à la partie centrale 30 d'une distance dl globalement égale à une fois l'épaisseur e de la plaque arrière 3. La bande supérieure 33.1 de petites dimensions située en haut à la figure 1 est dans le prolongement de la partie centrale 30 et la bande inférieure 33.2 de petites dimensions située en bas à la figure 1 est décalée vers le bas par rapport à la partie centrale 30 de la même distance dl globalement égale à une fois l'épaisseur e de la plaque arrière 3. Les figures 3 et 4 sont des coupes selon un plan P à la figure 1, passant au niveau du fond 36.1 d'une des encoches 36, lorsqu'un deuxième module solaire hybride 1, non représenté à la figure 1, est monté contre le bord de grandes dimensions 33.3 du module solaire hybride 1 de la figue 1. La figure 3 montre deux modules solaires hybrides 1 identiques, montés bord-àbord avec leurs bords de grandes dimensions 33.3 et 33.4 côte-à-côte. Lorsque la bande gauche 34.4 du module solaire hybride 1 est positionnée par-dessus la bande droite 34.3 du second module solaire hybride 1, alors les deux panneaux solaires photovoltaïques 2 sont au même niveau. Le même principe s'applique pour positionner d'autres modules solaires photovoltaïques 1 identiques le long des bords de petites dimensions 33.1 et 33.2 du module solaire photovoltaïque 1. Ainsi, lorsque la bande supérieure 34.1 du module solaire hybride 1 est positionnée par-dessus la bande inférieure 34.2 d'un autre module solaire hybride identique, alors les deux panneaux solaires photovoltaïques 2 sont au même niveau. En outre, à la jonction entre les bandes 34.1 et 34.3, le coin supérieur droit 34.5 de la plaque arrière 3 est décalé vers le bas par rapport à la partie centrale 30 d'une distance d2 globalement égale à deux fois l'épaisseur e de la plaque arrière 3. A la jonction entre les bandes 34.2 et 34.3, le coin inférieur droit 34.6 de la plaque arrière 3 est décalé vers le bas par rapport à la partie centrale 30 d'une distance d3 globalement égale à trois fois l'épaisseur e de la plaque arrière 3. Les bandes 34.1, 34.2, 34.3 et 34.4 permettent ainsi de disposer plusieurs modules solaires hybrides 1 identiques bord à bord, alignés de manière à former un champ de plusieurs rangées et plusieurs colonnes, en gardant les faces supérieures 2.1 des panneaux solaires photovoltaïques 2 dans un même plan.

Les bandes 34.3 et 34.4 comportent des encoches 36 adaptées pour recevoir des éléments de fixation de la plaque arrière 3 sur un support, par exemple sur la charpente du toit d'un bâtiment. Comme visible à la figure 3, des joints 11 et 12 sont prévus pour assurer l'étanchéité entre des modules solaires hybrides 1 montés bord à bord. Les joints 11 sont rectilignes, à section en T renversé, et ils sont positionnés entre les deux bords adjacents de deux panneaux solaires photovoltaïques 2. Les joints 11 affleurent la face avant 2.1 des panneaux solaires photovoltaïques 2. Ainsi, l'aspect visuel du champ de modules solaires hybrides 1 est lisse. Les joints 11 comportent chacun deux lèvres latérales 11.1 et 11.2 qui font saillie contre la face arrière 2.2 des panneaux solaires photovoltaïques 2 et viennent en contact étanche contre les cordons de colle périphériques 5. Les joints 12 sont rectilignes et sont positionnés chacun entre les bandes 34.3 et 34.4 qui se chevauchent de deux modules solaires hybrides 1 adjacents ou entre les fonds 36.1 des encoches 36, qui se chevauchent également.

Dans la variante de la figure 4, le joint 11 est remplacé par une baguette 11' qui comporte une tête 11'.1 recouvrant la face avant 2.1 des panneaux solaires photovoltaïques 2 adjacents. La tête 11'.1 de la baguette 11' comporte deux rainures parallèles 11'.2 qui s'étendent le long des bords des panneaux solaires photovoltaïques 2 adjacents et qui sont ouvertes en direction des faces avant 2.1 des panneaux solaires photovoltaïques 2. L'extrémité inférieure de la baguette 11' est en appui contre la bande 34.4 de la plaque arrière 3 du module solaire hybride situé à gauche à la figure 7. Pour parfaire l'étanchéité, des joints 13 sont logés chacun dans une rainures 11'.2 de la baguette 11' et sont positionnés en appui contre les faces avant 2.1 des panneaux solaires photovoltaïques 2 adjacents.

A la figure 5, trois modules solaires hybrides 1 sont alimentés en fluide caloporteur par la canalisation d'arrivée 7.1 qui comporte des piquages reliés chacun à l'orifice d'entrée 3.1 d'un module solaire hybride 1 différent. Ainsi, la température du fluide caloporteur, au niveau de l'extrémité amont 4.1 du canal 4 de chaque module solaire hybride 1, est constante. Le fluide caloporteur circule dans le canal 4 de chaque module solaire hybride 1, comme représenté schématiquement par les flèches F, et est évacué de chaque module solaire hybride 1 par la canalisation d'évacuation 7.2, qui est similaire à la canalisation d'arrivée 7.1 et qui a pour points de départ les orifices de sortie 3.2 des modules solaires hybrides 1. Une pompe, non représentée, fait circuler le fluide caloporteur dans les canalisations 7.1 et 7.2, comme représenté par les flèches F2. Le fluide caloporteur refroidit les panneaux solaires photovoltaïques 2, ce qui améliore leur rendement. Les modules solaires hybrides 1 sont raccordés hydrauliquement en parallèle, de manière à assurer un refroidissement homogène. Ainsi, le rendement global des panneaux solaires photovoltaïques 2 n'est pas pénalisé. Un échangeur thermique, non représenté, est disposé sur le circuit de fluide caloporteur de manière à extraire les calories du fluide caloporteur tout en valorisant l'énergie thermique récupérée, notamment pour le chauffage sanitaire, le chauffage d'une maison ou d'une piscine, éventuellement à l'aide d'une pompe à chaleur. Les calories du fluide caloporteur peuvent également être utilisées pour produire de l'électricité, au moyen d'une turbine. Le système est réversible, ce qui permet en hiver, lorsque la face avant 2.1 des modules solaires photovoltaïques 2 est recouverte de neige, d'injecter de l'eau chaude dans les canalisations 7.1 et 7.2, de sorte que le fluide caloporteur qui circule dans les canaux 4 réchauffe les modules solaires hybrides 1, de manière à faire fondre la neige. Ainsi, les cellules photovoltaïques 23 peuvent recevoir les rayonnements solaires, même après une chute de neige.

Dans le cas où la plaque arrière 3 et les panneaux 2.1 et 2.2 du panneau solaire photovoltaïque 2 ne sont pas réalisées à partir du même matériau, les changements de température engendrent des dilatations différentielles qui ont tendance à générer des contraintes mécaniques qui accélèrent la dégradation du module solaire hybride 1. Au niveau des cordons de colle 5, 6a, 6b et 6c, la plaque arrière 3 est fixe par rapport au panneau solaire photovoltaïque 2. Pour limiter les déformations du module solaire hybride 1, il est avantageux de placer des cordons de colle supplémentaires, non représentés, dans une zone Z en forme de croix représentée en pointillés à la figure 1 et située le long de l'axe de symétrie longitudinal X et de l'axe de symétrie transversal Y du module solaire hybride 1. Par exemple, on peut mettre en place des cordons de colle plus larges dans la zone Z et/ou mettre plus de cordons de colle dans la zone Z que dans le reste du module solaire photovoltaïque 1, de sorte que les cordons de colle soient plus rapprochés entre eux. De cette manière, les déformations du module solaire hybride 1 au niveau de la zone Z sont limitées. Par conséquent, les déformations du module solaire hybride 1 autour de la zone Z sont d'amplitude réduite, ce qui est avantageux.

Les figures 4, 6, 8 et 9 montrent des modules solaires hybrides 101, 201 et 301 conformes à un deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation de l'invention. Les éléments des modules solaires hybrides 101, 201 et 301 semblables à ceux du module solaire hybride 1 portent les mêmes références numériques. Dans la suite, on ne décrit pas les éléments des modules solaires hybrides 101, 201 et 301 semblables à ceux du module solaire hybride 1.

Dans le mode de réalisation de la figure 6, au niveau du bord du panneau solaire photovoltaïque 2 situé à droite, le panneau arrière 22 est localement en retrait par rapport au panneau avant 21, de manière à ménager un passage pour un câble électrique 8 relié aux cellules photovoltaïques 23. Le passage relie ainsi l'intérieur et l'extérieur du panneau solaire photovoltaïque 2. De cette manière, le panneau avant 21 ne nécessite pas d'être percé. En effet seulement le panneau arrière 22 est percé, jamais le panneau avant 21, ce qui est avantageux. En outre, le renfoncement 37, ménagé dans la plaque arrière pour loger les éléments électriques à l'intérieur du module solaire hybride 101, est situé au niveau d'un bord du module solaire photovoltaïque 101, tandis qu'a la figure 1, le renfoncement 37 est centré sur l'axe de symétrie longitudinal X. Le renfoncement 37 comporte un trou 38 pour le passage de câbles électriques vers l'extérieur. Dans le mode de réalisation de la figure 7, la plaque arrière 3 est déformée plastiquement avant d'être collée au panneau solaire photovoltaïque 2, de manière à former des reliefs 39 situés au niveau des bords du canal 4, le long les cordons de colle 6a, 6b et/ou 6c. De cette manière, les cordons de colle 6a, 6b et/ou 6c ont une hauteur H plus faible par rapport aux cordons de colle de la figure 2. De plus, le canal 4 de la figure 7 est plus profond, ce qui autorise un débit de fluide caloporteur plus important, améliorant les échanges thermiques. Par ailleurs, les reliefs 39 forment des nervures de renfort qui améliorent la rigidité du module solaire hybride 1. Dans le mode de réalisation de la figure 8, les fonds 36.1 des encoches 36, destinés à venir en appui contre une structure de support, s'étendent tous dans un même plan P36. La partie principale 30 de la plaque arrière 3 est inclinée d'un angle a par rapport au plan P36. De cette manière, le bord supérieur 33.1 du module solaire hybride 301 est surélevé par rapport au bord inférieur 33.2 et les modules solaires hybrides 301 peuvent être montés en recouvrement, à la manière d'ardoises, comme représenté à la figure 9. Un joint d'étanchéité 9 est alors intercalé entre les plaques arrière 3 des modules solaires hybrides 301 adjacents. En outre, la plaque arrière 3 comporte deux renfoncements 37 et 37' situés à proximité des bords 33.1 et 33.2. Les renfoncements 37 et 37' sont reliés entre eux par une gorge 38 qui forme un espace vide aménagé entre le cordon de colle supplémentaires 5 et le canal 4 pour le passage de câbles électriques 8, par exemple un câble de retour qui referme le circuit électrique formé par un ensemble de modules solaire hybrides 1 branchés électriquement en série. Les renfoncements 37 et 37' peuvent être utilisés pour loger des éléments électriques ou électroniques, par exemple des connecteurs électriques ou des diodes anti-retour, et peuvent comporter des orifices permettant d'accéder à leur volume interne depuis l'extérieur. Le canal 4 contourne les deux renfoncements 37 et 37' et comporte des virages 4.3 en épingles à cheveux formés chacun par deux portions à angle droit successives, à la différence du canal de la figure 1 ou les virages 4.3 sont courbes de manière à minimiser les pertes de charge. En variante non représentée, la plaque arrière 3 ne dépasse pas latéralement au- delà des bords du panneau solaire photovoltaïque 2. Dans ce cas, le module solaire hybride 1 a la géométrie d'un parallélépipède qui est adapté pour être fixé sur une structure porteuse par des moyens utilisés habituellement pour les modules solaires photovoltaïques qui n'intègrent pas d'échangeur thermique. Dans le cadre de l'invention, les différents modes de réalisation décrits, ainsi que leurs variantes, peuvent être combinés entre eux. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures. En particulier, la géométrie de la plaque arrière 3 peut varier pour intégrer les fonctions de montage et d'étanchéité.

Claims

REVENDICATIONS1.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) photovoltaïque et thermique, comprenant un panneau photovoltaïque (2), caractérisé en ce que des cordons de colle (6a, 6b, 6c) définissent, entre eux ainsi qu'avec une plaque arrière (3), un canal (4) de circulation de fluide caloporteur contre le panneau photovoltaïque (2).
2.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aire de la partie du panneau solaire photovoltaïque (2) en contact avec le fluide caloporteur est supérieure à 75%, de préférence supérieure à 85%, à l'aire totale du panneau solaire photovoltaïque (2).
3.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque arrière (3) comporte au moins un renfoncement (37) conçu pour loger des éléments électriques et/ou électroniques à l'intérieur du module solaire hybride, le renfoncement (37) étant notamment réalisé par emboutissage ou par moulage.
4.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une zone (Z) s'étendant le long d'axes de symétrie (X, Y) du module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) au niveau de laquelle les cordons de colle (6a, 6b, 6c) sont plus larges et/ou sont plus rapprochés entre eux que pour le reste du module solaire hybride (1 ; 101; 201 ; 301).
5.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque arrière (3) comporte des bandes latérales (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) qui dépassent à l'extérieur du panneau photovoltaïque (2) et qui se chevauchent entre elles lorsque plusieurs modules solaires hybrides (1 ; 101 ; 201 ; 301) sont montés côté à côte.
6.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau solaire photovoltaïque (2) comprend un panneau avant (21) et un panneau arrière (22) plans, disposés l'un contre l'autre, et en ce qu'au niveau d'un bord du panneau solaire photovoltaïque (2), le panneau arrière (22) est localement en retrait par rapport au panneau avant (21), de manière à ménager unpassage pour au moins un câble électrique (8) reliant l'intérieur et l'extérieur du panneau solaire photovoltaïque (2).
7.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un cordon de colle supplémentaire (5) ne faisant pas partie du canal (4) forme un contour fermé globalement rectangulaire, dont les dimensions sont égales ou sensiblement inférieures à celles du panneau solaire photovoltaïque (2), et en ce qu'un espace vide est aménagé entre le cordon de colle supplémentaire (5) et le canal (4) pour le passage de câbles électriques (8).
8.- Module solaire hybride (201) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque arrière comporte des reliefs (39) situés au niveau des bords du canal (4), le long les cordons de colle (6a, 6b, 6c) formant le canal (4).
9.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal (4) s'étend dans un espace vide (E) situé entre le panneau solaire photovoltaïque (2) et en ce que la hauteur (H) de l'espace vide (E), mesurée perpendiculairement au panneau solaire photovoltaïque (2), est comprise entre 1 mm et 10 mm, de préférence de l'ordre de 5 mm.
10.- Module solaire hybride (1 ; 101 ; 201 ; 301) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intérieur du canal (4) est enduit d'un revêtement protecteur, notamment un vernis ou une peinture, par exemple en faisant passer le revêtement à l'état liquide dans le canal (4) puis en le vidant.25