FR3002659A1 - Dispositif pour controler le niveau d’humidite relative dans un module photovoltaique a concentration - Google Patents

Abstract

La présente invention a trait à un dispositif pour réguler le niveau d'humidité relative à l'intérieur d'un module photovoltaïque à concentration, soit module CPV, le dispositif comprenant une unité de dessiccation connectée au module via un conduit, caractérisée en ce que le module peut également être connecté à l'atmosphère ambiante, et en ce que le dispositif comprend un mécanisme de commutation qui est actionné par une unité de régulation, ce qui permet un flux de gaz entre le module et soit l'unité de dessiccation, soit l'atmosphère ambiante.

Description

Dispositif pour contrôler le niveau d'humidité relative dans un module photovoltaïque à concentration s La présente invention a trait généralement à un dispositif et à un procédé pour réguler le niveau d'humidité relative dans un module à cellule solaire. Le dispositif et le procédé sont particulièrement bien adaptés pour les modules photovoltaïques à concentration, soit modules CPV (de l'anglais Concentrator Photovoltaic »). 10 Dans les modules CPV, la lumière incidente, et en particulier l'irradiation solaire, est concentrée sur une cellule photovoltaïque par un système optique comprenant par exemple un miroir ou une lentille, telle qu'une lentille de Fresnel ou une lentille sphérique. La cellule est ainsi positionnée 15 au foyer de la lentille. De tels modules CPV sont habituellement montés seuls ou combinés dans des réseaux sur des unités de suivi de manière à être orientés de manière optimale vers la lumière incidente, en particulier en suivant la région la plus lumineuse du ciel. Les modules CPV doivent de préférence être complètement scellés pour éviter une dégradation des 20 cellules solaires et d'autres composants électriques, par exemple les diodes de dérivation ou le câblage électrique, du fait des facteurs de l'environnement. Un niveau d'humidité relative élevé dans le module peut en particulier provoquer dans certaines circonstances une condensation de vapeur d'eau sur les composants situés dans le module. 25 Plusieurs approches de l'art antérieur sont connues pour résoudre le problème de condensation et d'humidité dans un module solaire. Une première approche est basée sur un module solaire complètement scellé. Le document W02011085086A2 de l'art antérieur décrit un module solaire 30 entièrement scellé dans lequel le module solaire est connecté à un sac d'expansion qui reprend les changements de pression dans un module solaire durant un cycle thermique. Une unité de dessiccation additionnelle peut être installée en option pour éliminer l'humidité ayant pénétré dans le module scellé. Cette approche n'est pas adaptée à des modules et stations 35 photovoltaïques de grande dimension du fait de la taille énorme du sac d'expansion nécessaire.

Dans une autre approche décrite dans le document de l'art antérieur W02009146842A1, un adsorbeur ou une unité de dessiCcation est connecté au module pour sécher l'air entrant. L'adsorption est un s phénomène provoquant la fixation physico-chimique de molécules de vapeur d'eau sur la surface d'un solide, en particulier un adsorbeur ou un matériau déshydratant, comme par exemple un gel de silice, caractérisé par une porosité élevée. De l'air humide provenant de l'extérieur du module est soufflé par un ventilateur à travers l'unité d'adsorption, contenant en 10 particulier un gel de silice comme matériau adsorbant, qui absorbe l'humidité en excès, et de l'air séché est envoyé directement aux modules CPV. Avec le temps cependant, l'adsorbant se sature et doit être régénéré pour éliminer l'humidité. Cette régénération a généralement lieu lorsque l'humidité relative mesurée après l'unité adsorbante est supérieure à une 15 certaine limite, et la durée de la régénération dépend de ce niveau d'humidité relative. Cette régénération est assurée par le passage d'air chauffé à une température supérieure à 60 °C et l'air chaud humide doit être évacué à l'extérieur. 20 Cette phase de régénération consomme beaucoup d'énergie et nécessite un dispositif actif pour assurer le débit d'air, en particulier un ventilateur. En outre, un manque de communication et de contrôle de supervision mène à une utilisation inutile de l'unité de séchage, même lorsque les conditions météorologiques externes sont optimales pour éviter de sécher des 25 modules, en particulier lorsque la température externe est élevée et l'humidité relative faible à l'extérieur du module. L'objectif de l'invention est de proposer un dispositif et un procédé pour réguler le niveau d'humidité relative à l'intérieur d'un module à cellule 30 solaire en évitant les inconvénients mentionnés précédemment. En particulier, la présente invention a trait à un dispositif pour réguler le niveau d'humidité relative dans un module photovoltaïque à concentration CPV, le dispositif comprenant une unité de dessiccation connectée au 35 module via un conduit, le module pouvant aussi être connecté à l'atmosphère ambiante, le dispositif comprenant un mécanisme de commutation qui est actionné par une unité de régulation, ce qui permet un flux de gaz entre le module et soit l'unité de dessiccation, soit l'atmosphère ambiante.

Cette régulation permet de limiter l'utilisation de l'unité de dessiccation, et donc de réduire la consommation d'énergie due à la phase de régénération, la réduction de l'utilisation de l'unité de dessiccation permettant en outre d'éviter une saturation de celle-ci par l'eau de condensation. En ajustant la capacité de l'unité de dessiccation, il est possible de créer une unité de io régulation d'humidité à correction automatique et sans maintenance pour un système CPV contenant au moins un module. Dans d'autres modes de réalisation avantageux, l'unité de régulation du dispositif de régulation d'humidité comprend au moins un capteur adapté 15 pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'intérieur du module ou au moins un capteur adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'extérieur du module, et dans lequel l'unité de régulation enregistre et compare les mesures à des seuils prédéterminés pour actionner le mécanisme de commutation. 20 Dans d'autres modes de réalisation avantageux, l'unité de régulation du dispositif de régulation d'humidité comprend au moins un capteur adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'intérieur du module et au moins un capteur adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à 25 l'extérieur du module, et dans lequel l'unité de régulation enregistre et compare leurs mesures pour actionner le mécanisme de commutation. Les valeurs physiques mesurées peuvent être respectivement la température, l'humidité relative et la pression, à l'intérieur et à l'extérieur du module. 30 L'effet bénéfique de ces deux modes de réalisation consiste à permettre une régulation intelligente du dispositif de régulation de l'humidité, en particulier en prenant en compte tout facteur environnemental possible, en particulier des paramètres thermodynamiques directement liés à la condensation et relatifs au bon fonctionnement d'un système CPV. 35 Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le module du dispositif de régulation de l'humidité est connecté à l'atmosphère ambiante via un deuxième conduit connecté audit premier conduit à une intersection, le mécanisme de commutation comprenant une première vanne placée sur le premier conduit entre l'unité de dessiccation et l'intersection, et comprenant une deuxième vanne placée sur le deuxième conduit entre l'intersection et l'atmosphère ambiante. Dans un autre mode de réalisation, le module du dispositif de régulation de io l'humidité est connecté à l'atmosphère ambiante via un deuxième conduit connecté audit premier conduit à une intersection, le mécanisme de commutation comprenant une vanne en L placée à l'intersection. Ces deux modes de réalisation ont comme avantage que la même 15 connexion de l'unité de dessiccation au module peut être utilisée pour les deux types de flux de gaz, celui situé entre l'unité de dessiccation et le module et celui situé entre l'atmosphère ambiante et le module. Une seule entrée ou ouverture est donc nécessaire du côté du module. 20 Dans un autre mode de réalisation, le module du dispositif de régulation de l'humidité est connecté à l'atmosphère ambiante via une ouverture placée sur le module, le mécanisme de commutation comprenant des vannes installées sur le premier conduit et l'ouverture. Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation 25 de l'humidité comprend en outre un emplacement de membrane anti-retour sur au moins une des unités modulaires capable d'évacuer une surpression depuis l'intérieur du module vers l'atmosphère ambiante. Ceci a comme avantage qu'un flux de gaz peut être permis entre le module et l'atmosphère ambiante alors que l'unité de dessiccation peut être 30 déconnectée à des fins de maintenance. Les efforts de maintenance sont par conséquent réduits car aucun arrêt du système n'est requis. Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation de l'humidité permet le flux de gaz entre le module et l'unité de dessiccation 35 lorsque l'unité de régulation enregistre une pression dans le module inférieure à la pression à l'extérieur du module, et la température à l'intérieur et à l'extérieur du module est inférieure au seuil de température prédéterminé, et/ou l'humidité relative à l'intérieur ou à l'extérieur du module est supérieure au seuil d'humidité relative prédéterminé.

Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation de l'humidité permet le flux de gaz entre le module et l'atmosphère ambiante lorsque l'unité de régulation enregistre une pression dans le module inférieure à la pression à l'extérieur du module, et la température à l'intérieur ou à l'extérieur du module est supérieure au seuil de température io prédéterminé, et/ou l'humidité relative à l'intérieur ou à l'extérieur du module est inférieure au seuil d'humidité relative prédéterminé. Ces deux modes de réalisation ont comme avantage qu'avec un seul capteur présent pour mesurer les valeurs physiques à l'intérieur ou à 15 l'extérieur du module, une économie efficace peut être obtenue pour l'unité de dessiccation. Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation de l'humidité permet le flux de gaz entre le module et l'unité de dessiccation 20 lorsque l'unité de régulation enregistre une pression dans le module inférieure à la pression à l'extérieur du module et une température à l'extérieur du module qui approche la température du point de rosée à l'intérieur du module, le point de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module, à partir de 25 températures plus élevées de moins d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C. Ceci a comme avantage qu'aucun dispositif actif n'est nécessaire pour prendre en charge un flux de gaz, mais la dépression à l'intérieur du 30 module déclenche le flux de gaz d'air séché de l'unité de dessiccation vers le module lorsque la température à l'extérieur du module est inférieure à la température du point de rosée plus un seuil prédéterminé, en particulier 2 °C. 35 Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation de l'humidité permet le flux de gaz entre le module et l'atmosphère ambiante lorsque l'unité de régulation enregistre une pression dans le module inférieure à la pression à l'extérieur du module et la température à l'extérieur dépasse la température du point de rosée à l'intérieur du module, le point de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module, de plus d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C. Ceci a comme avantage que l'unité de dessiccation n'est pas utilisée et un flux de gaz vers le module, induit par la dépression dans le module, est permis lorsque les conditions météorologiques sont favorables, en particulier lorsque la température à l'extérieur du module est supérieure à la température du point de rosée plus un seuil prédéterminé, en particulier 2 °C. Une utilisation moindre de l'unité de dessiccation réduit la nécessité d'une régénération. Ou en conservant une certaine fréquence de régénération, beaucoup moins de matériau déshydratant doit être utilisé, et on bénéficie donc de périodes plus longues sans maintenance. Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation de l'humidité permet le flux de gaz entre le module et l'atmosphère 20 ambiante lorsque l'unité de régulation enregistre une pression dans le module supérieure à la pression à l'extérieur du module. Ceci a comme avantage qu'une surpression dans le module est évacuée du système sans nécessiter un dispositif actif de flux ou de pompe. 25 Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation de l'humidité permet le flux de gaz entre le module et l'unité de dessiccation lorsque l'unité de régulation enregistre une pression dans le module inférieure à la pression à l'extérieur du module, et la température extérieure dépasse la température du point de rosée à l'intérieur du module, le point 30 de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module, de plus d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C, et le niveau d'humidité relative à l'extérieur du module dépasse un seuil prédéterminé, soit de préférence 70 %. 35 Dans d'autres modes de réalisation avantageux, le dispositif de régulation de l'humidité permet le flux de gaz entre le module et l'atmosphère ambiante lorsque l'unité de régulation enregistre une pression dans le module inférieure à la pression à l'extérieur du module, et la température extérieure dépasse la température du point de rosée à l'intérieur du module, le point de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module, de moins d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C, et le niveau d'humidité relative à l'extérieur du module est inférieur à un seuil prédéterminé, soit de préférence 70 %.

Ces deux modes de réalisation ont comme avantage que non seulement la température du point de rosée peut être prise en compte pour réguler le flux de gaz, mais aussi que l'humidité relative du deuxième paramètre est découplée de la température du point de rosée du paramètre mixte.

Dans d'autres modes de réalisation avantageux, l'unité de dessiccation du dispositif de régulation de l'humidité comprend une ouverture vers l'atmosphère ambiante, l'ouverture comprenant une troisième vanne qui n'est ouverte que lorsque le flux de gaz est permis entre le module et l'unité de dessiccation.

Dans un autre mode de réalisation, l'unité de dessiccation du dispositif de régulation de l'humidité comprend une ouverture vers l'atmosphère ambiante, l'ouverture comprenant une vanne anti-retour.

Ces deux modes de réalisation ont comme avantage que, pour l'unité de dessiccation, un mode de ventilation est possible entre le module et l'atmosphère ambiante, l'unité de dessiccation étant mise en service à chaque fois que les conditions météorologiques exigent une régulation de l'humidité à l'intérieur du module.

Dans d'autres modes de réalisation avantageux, un filtre à particules est placé sur au moins une des connexions vers l'atmosphère ambiante. Ceci a comme avantage que la fonctionnalité du système est augmentée, en particulier en évitant que des particules sensibles à l'humidité relative puissent endommager les composants électriques du module.

Dans d'autres modes de réalisation avantageux, l'unité de dessiccation du dispositif de régulateur d'humidité contient des matériaux absorbants et/ou adsorbants, en particulier du gel de silice. Ceci a comme avantage que le matériau à haute porosité du gel de silice optimise les performances d'adsorption de l'unité de dessiccation, et donc qu'une moindre quantité de matériau est nécessaire par rapport à d'autres matériaux utilisés en général. Dans d'autres modes de réalisation avantageux, l'au moins une unité modulaire du module est connectée de manière à conduire un gaz via un conduit. 15 Ceci a comme avantage que des unités modulaires quelconques peuvent être connectées entre elles et donc de manière groupée vers l'unité de dessiccation et/ou individuellement, via par exemple un système de tuyauterie centralisé qui connecte individuellement chaque unité modulaire, de manière à assurer une régulation par le mécanisme de commutation. 20 En outre, la présente invention peut aussi être liée à un processus de régulation d'humidité utilisant le dispositif de régulation de l'humidité, en particulier adapté pour des modules utilisés dans un système CPV. 25 L'invention sera décrite plus en détail à titre d'exemple ci-après en utilisant des modes de réalisation avantageux et en regard des dessins. Les modes de réalisation décrits sont uniquement des configurations possibles dans lesquelles les caractéristiques individuelles peuvent cependant être mises en oeuvre indépendamment les unes des autres ou être omises, tel que 30 décrit précédemment. Les mêmes éléments illustrés dans différents dessins sont désignés par des signes de référence identiques. Des parties de la description relatives à de mêmes éléments illustrés dans les différents dessins peuvent être omises. 10 Les figures 1A-1D illustrent schématiquement un dispositif de régulation de l'humidité conformément à des modes de réalisation préférés de la présente invention.

Les figures 2A-2C illustrent schématiquement un mécanisme de commutation d'un dispositif de régulation de l'humidité conformément à des modes de réalisation de la présente invention. La figure 3 illustre schématiquement un principe de fonctionnement d'un 10 dispositif de régulation de l'humidité conformément à des modes de réalisation de la présente invention. La présente invention sera maintenant décrite en référence à des modes de réalisation spécifiques. La personne versée dans l'art constatera que des 15 caractéristiques et des alternatives provenant de l'un quelconque des modes de réalisation peuvent être combinées, indépendamment les unes des autres, avec des caractéristiques et des alternatives d'autres modes de réalisation quelconques, conformément à la portée des revendications. 20 En particulier, les figures 1A et 1B illustrent schématiquement un dispositif pour réguler le niveau d'humidité relative dans un module CPV. Le module 2 consiste en au moins une unité modulaire 5. La figure 1A illustre schématiquement que le module 2 comprend au moins une unité modulaire 5 et une unité modulaire 6 qui sont connectées de manière à 25 conduire un gaz via le conduit 7. La figure 1B illustre schématiquement que le module 2 comprend au moins une unité modulaire 5 et une unité modulaire 6 qui sont connectées de manière à conduire un gaz via des conduits 7'. L'invention n'y est cependant pas limitée et d'autres unités modulaires peuvent être incluses et connectées de la façon illustrée sur la 30 figure 1A et/ou de la façon illustrée sur la figure 1B. Ceci permet d'adresser individuellement des unités modulaires (5, 6, ...) ou des groupes d'unités modulaires via un système de tuyauterie de gaz centralisé. Le dispositif comprend une unité de dessiccation 1 connectée au module 2 35 via un premier conduit 3 dans lequel une première vanne 4 est installée.

L'unité de dessiccation 1 peut par exemple contenir un matériau absorbant et/ou adsorbant, en particulier du gel de silice. Le module 2 est également connecté à l'atmosphère ambiante via un deuxième conduit 8 dans lequel une deuxième vanne 9 est montée. Le deuxième conduit 8 est connecté au premier conduit 3 à une intersection 10. La première vanne 4 sur le premier conduit 3 est située entre l'unité de dessiccation 1 et l'intersection 10. Un mécanisme de commutation est actionné par une unité de régulation 12 qui permet un flux de gaz entre le module 2 et soit l'unité de dessiccation 1, soit l'atmosphère ambiante. De façon non limitante, l'unité de dessiccation 1 est connectée à l'atmosphère ambiante via un troisième conduit 15 sur lequel est montée une troisième vanne 16. Le dispositif selon l'invention comprend au moins un capteur 13 adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'intérieur du module 2 et/ou au moins un capteur 14 adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'extérieur du module 2 connecté à l'unité de régulation 12. Comme illustré schématiquement, l'unité de régulation agit sur un mécanisme de commutation tel qu'indiqué par les lignes pointillées 17, utilisant ainsi l'information à l'intérieur du module provenant du capteur 13 et/ou à l'extérieur du module provenant du capteur 14. Le mécanisme de commutation comprend la première vanne 4 et la deuxième vanne 9, ou toute autre vanne nécessaire pour permettre un flux de gaz entre le module 2 et soit l'unité de dessiccation 1, soit l'atmosphère ambiante. Une personne versée dans l'art sait comment mettre en oeuvre la connexion 17 avec le mécanisme de commutation et les capteurs, des exemples étant soit une connexion filaire simple, soit une communication sans fil. Les ouvertures à l'atmosphère ambiante sont équipées de filtres à particules 18 et 19. L'unité de régulation 12 et le mécanisme de commutation assurent l'établissement d'une connexion permettant un flux de gaz entre le module 2 et soit l'unité de dessiccation 1, soit l'atmosphère ambiante. Ceci est schématiquement illustré sur la figure 1A, où la première vanne 4 sur le premier conduit 3 et le troisième vanne 16 sur le troisième conduit 15 sont indiquées en noir de manière à représenter une position fermée des vannes par exemple, et la deuxième vanne 9 sur le deuxième conduit 8 est indiquée en blanc de manière à représenter une position ouverte de la vanne, respectivement. Un flux de gaz est permis entre le module 2 et l'atmosphère ambiante. Ceci est particulièrement utile lorsque les conditions météorologiques indiquent qu'il n'y a pas de risque de condensation à l'intérieur du module 2 par de l'air entrant qui n'est pas passé par l'unité de dessiccation 1 pour expressément sécher l'air. L'unité de régulation 12 utilise l'information à l'intérieur du module 2 des capteurs 13 et/ou à l'extérieur du module 2 des capteurs 14 de manière à décider s'il faut permettre un flux de gaz entre le module 2 et l'atmosphère ambiante ou permettre un flux de gaz entre le module 2 et l'unité de dessiccation 1. La comparaison de mesures à l'extérieur et à l'intérieur du module permet une évaluation parfaite de la nécessité de sécher l'air entrant.

La figure 1A illustre le fait que lorsque la première vanne 4 sur le premier conduit 3 est actionnée, c'est le cas aussi de la même manière pour la troisième vanne 16 sur le conduit 15 qui connecte l'unité de dessiccation 1 à l'atmosphère ambiante. Un flux de gaz de l'atmosphère ambiante vers le module 2 se produit via l'unité de dessiccation 1, par exemple provoqué par une dépression à l'intérieur du module 2 permettant un flux d'air séché vers le module 2 sans aucun moyen de transport actif tel qu'un ventilateur. Dans une alternative, la troisième vanne 16 sur le conduit 15 peut être une vanne anti-retour qui évite un flux de gaz depuis l'unité de dessiccation 1 vers l'atmosphère ambiante. La vanne anti-retour permet un flux de gaz depuis l'atmosphère ambiante vers l'unité de dessiccation 1, et donc de l'air séché s'écoule depuis l'unité de dessiccation 1 vers le module 2 via le premier conduit 3 et la première vanne 4 ouverte lorsqu'une dépression se produit dans le module 2, et l'unité de régulation 12 ouvre la première vanne 4 vers l'unité de dessiccation 1. L'unité de régulation 12 évalue par exemple le risque de condensation à l'intérieur du module 2 par les mesures de différents paramètres des 35 capteurs 13 adaptés pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'intérieur du module et/ou des capteurs 14 adaptés pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'extérieur du module, et contrôle le flux de gaz. Des paramètres physiques tels que la pression, la température et l'humidité relative sont les plus adaptés, mais on peut aussi y ajouter d'autres éléments, tels que le temps et la position du traqueur. La prise en s compte de ces paramètres thermodynamiques pour la régulation du flux de gaz permet de contrôler parfaitement la condensation et de l'éviter. En outre, les capteurs 13, 14 ne doivent pas être situés physiquement à l'intérieur ou à l'extérieur du module, tel que dans le cas d'une mesure à contrôle optique de la température via la lentille transparente ou la plaque to de fond pour des applications CPV. Le capteur 13 pourrait être placé par exemple dans le système de tuyauterie de gaz centralisé, qui affiche une information commune relative à des valeurs physiques de tous les modules connectés en une fois. 15 Les figures 2A-2C illustrent schématiquement le mécanisme de commutation d'un dispositif de régulation de l'humidité conformément aux modes de réalisation de la présente invention et correspondent au châssis 11 des figures 1A et 1B. 20 La figure 2A et la figure 2B illustrent schématiquement que la première vanne 4 sur le premier conduit 3 est représentée en noir, ce qui correspond à une position fermée de la vanne, alors que la deuxième vanne 9 sur le deuxième conduit 8 est représentée en blanc, ce qui correspond à une position ouverte, respectivement. Dans les deux cas, l'unité modulaire 5 est 25 connectée à l'atmosphère ambiante via un deuxième conduit 8 et une deuxième vanne 9. La figure 2A illustre schématiquement le flux de gaz allant de l'unité modulaire 5 vers l'atmosphère ambiante. Ce flux est éventuellement 30 provoqué par une surpression dans l'unité modulaire 5. Pour équilibrer la différence de pression à l'intérieur de l'unité modulaire 5 par rapport à la pression à l'extérieur de l'unité modulaire 5, le gaz s'écoule de l'unité modulaire 5 vers l'atmosphère ambiante. Le gaz est expulsé de l'unité modulaire 5 et l'air ambiant ne s'écoule pas vers l'unité modulaire 5. 35 La figure 2B illustre schématiquement le flux de gaz allant de l'atmosphère ambiante vers l'unité modulaire 5. De l'air ambiant s'écoule vers l'unité modulaire 5 sans passer par l'unité de dessiccation 1. Ceci est éventuellement provoqué par une dépression à l'intérieur de l'unité modulaire 5. Pour équilibrer la différence de pression à l'intérieur de l'unité modulaire 5 par rapport à la pression à l'extérieur de l'unité modulaire 5, le gaz s'écoule de l'atmosphère ambiante vers l'unité modulaire 5. Comme mentionné précédemment, ce mode opératoire est particulièrement utile lorsque les conditions météorologiques indiquent qu'il n'y a pas de risque de condensation à l'intérieur du module 5. Il est donc possible de limiter l'utilisation de la fonctionnalité de séchage de l'unité de dessiccation 1 à certaines conditions, en particulier des conditions météorologiques à risque de condensation. La figure 2C illustre schématiquement le flux de gaz allant de l'unité de dessiccation 1 vers l'unité modulaire 5 via le premier conduit 3 et la première vanne 4. L'air séché provenant de l'unité de dessiccation 1 est procuré à l'unité modulaire 5 de manière à réguler le niveau d'humidité relative à l'intérieur de l'unité modulaire 5, en particulier pour éviter la condensation à l'intérieur de l'unité modulaire 5. Ce flux est éventuellement provoqué par une dépression à l'intérieur de l'unité modulaire 5. Pour équilibrer la différence de pression à l'intérieur de l'unité modulaire 5 par rapport à la pression à l'extérieur de l'unité modulaire 5, le gaz s'écoule de l'unité de dessiccation 1 vers l'unité modulaire 5. 2.5 Dans une alternative illustrée sur la figure 1C, aussi bien la première vanne 4 sur le premier conduit 3 que la deuxième vanne 9 sur le deuxième conduit 8 peuvent être remplacés par une vanne unique de type vanne en L 20, placée à l'intersection 10 du premier conduit 3 et du deuxième conduit 8, ce qui permet, dans le cas indiqué (la flèche noire indiquant la 30 position fermée pour la partie respective vers l'atmosphère ambiante), le flux de gaz depuis l'unité modulaire 5 vers l'unité de dessiccation 1 via le premier conduit 3, sous contrôle de l'unité de régulation 12. L'utilisation de la vanne en L 20 ne permet pas seulement une connexion de gaz entre l'unité modulaire 5 et l'unité de dessiccation 1 ainsi qu'entre l'unité 35 modulaire 5 et l'atmosphère ambiante, mais une connexion de gaz peut aussi être établie entre l'unité de dessiccation 1 et l'atmosphère ambiante alors que l'entrée vers l'unité modulaire 5 est fermée pour le flux de gaz. Ceci permettrait un accès facile pour connecter une unité de régénération à l'unité de dessiccation 1, réduisant ainsi les coûts d'installation fixes et les efforts pour une telle action de maintenance.

Dans une alternative, l'unité modulaire 5 n'est pas connectée à l'atmosphère ambiante via le deuxième conduit 8 et une deuxième vanne 9, mais via une ouverture située indépendamment du premier conduit 3 ailleurs sur le module 2, avec une autre vanne 21 placée sur cette ouverture, tel qu'illustré sur la figure 1D où elle est placée sur l'unité modulaire 5. Cependant, l'invention n'y est pas limitée. Lorsqu'un flux de gaz entre le module 2 et l'atmosphère ambiante est permis, ladite vanne sur l'ouverture de l'unité modulaire 5 est ouverte, alors que la première vanne 4 sur le premier conduit 3 est fermée, et vice versa. Ceci a comme avantage qu'un mode de ventilation entre l'unité modulaire 5 et l'atmosphère ambiante peut être maintenu alors qu'une maintenance est effectuée sur l'unité de dessiccation 1 connectée. Dans une alternative, au moins une unité parmi les unités modulaires (5,6,...) peut en outre comprendre une membrane anti-retour qui permet d'évacuer une éventuelle surpression à l'intérieur du module vers l'atmosphère ambiante. Cet élément additionnel a en outre comme avantage qu'il est automatiquement commuté ou contrôlé et supporte le principe de fonctionnement simple du dispositif de régulation de l'humidité.

La figure 3 illustre schématiquement un principe de fonctionnement d'un dispositif de régulation de l'humidité conformément aux modes de réalisation de la présente invention. En référence aux figures 1A à 10 représentant schématiquement un capteur 13 adapté pour mesurer des valeurs physiques à l'intérieur de l'unité modulaire 5 et un capteur 14 adapté pour mesurer des valeurs physiques à l'extérieur du module 2, les valeurs physiques utilisées par l'unité de régulation 12 peuvent être la pression, la température à l'intérieur de l'unité modulaire 5 et à l'extérieur de l'unité modulaire 5, et l'humidité relative à l'intérieur de l'unité modulaire 5. Cependant, l'invention n'est limitée ni à un capteur, ni à une unité modulaire particulière. Pmod désigne la pression à l'intérieur de l'unité modulaire 5, Pout désigne la pression à l'extérieur de l'unité modulaire 5 correspondant à la pression ambiante. Tmod et rHmod désignent la température et l'humidité relative à l'intérieur du module, respectivement. Tdp désigne la température du point de rosée à l'intérieur du module et peut être déterminée à partir des valeurs de Tmod et rHmod. La température du point de rosée Tdp est la température en degrés à laquelle une partie de la vapeur d'eau contenue dans un volume d'air passe de la forme gazeuse à la forme liquide, ce qui correspond à de la condensation. Tout désigne la température à l'extérieur du module.

Comme illustré schématiquement sur la figure 3, les trois différents modes opératoires du mécanisme de commutation représentés sur les figures respectives 2A-2C sont associés à différentes conditions sur base des mesures des différents paramètres indiqués précédemment.

En particulier, lorsque la pression à l'intérieur de l'unité modulaire 5 Pmod est supérieure à la pression à l'extérieur de l'unité modulaire 5 Pout, le mode opératoire de la figure 2A est d'application. Du gaz s'écoule de l'unité modulaire 5 vers l'atmosphère ambiante via le deuxième conduit 8 et la deuxième vanne 9 ouverte, mais ceci peut également s'effectuer via la membrane anti-retour du module additionnel qui permet l'évacuation de la surpression. La prochaine étape consiste en une évaluation de la condition initiale de la différence de pression à l'intérieur et à l'extérieur de l'unité modulaire 5.

Dans le cas où la pression Pout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 est supérieure à la pression Pmod à l'intérieur de l'unité modulaire 5, une deuxième condition dépendant de la comparaison entre la température Tout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 et la température du point de rosée Tdp à l'intérieur de l'unité modulaire 5 est mise en oeuvre. Comme mentionné précédemment, à des températures inférieures à la température du point de rosée, une condensation apparaît généralement. Pour éviter le point critique de la température du point de rosée Tdp et une condensation à l'intérieur du module, un seuil prédéterminé de x °C tel qu'indiqué sur la figure 3, soit de préférence égal à 2 °C, est mis en oeuvre dans la deuxième condition. Lorsque la température Tout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 dépasse la température du point de rosée Tdp à l'intérieur de l'unité modulaire 5 d'une valeur supérieure au seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C, le mode opératoire de la figure 2B est d'application. Du gaz s'écoule de l'atmosphère ambiante vers l'unité modulaire 5 via le deuxième conduit 8 et la deuxième vanne 9 ouverte. Cependant, lorsque la température Tout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 s'approche de la température du point de rosée Tdp à l'intérieur de l'unité modulaire 5 depuis des températures supérieures d'une valeur inférieure au seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C, le mode opératoire de la figure 2C est d'application. Du gaz s'écoule depuis l'unité de dessiccation 1 vers l'unité modulaire 5 via le premier conduit 3 et la première vanne 4 ouverte, ce qui fournit du gaz séché de l'unité de dessiccation 1 vers l'unité modulaire 5. Dans les deux cas en fonction de la deuxième condition, la prochaine étape consiste en une évaluation de la condition initiale de la différence de pression à l'intérieur et à l'extérieur de l'unité modulaire 5.

Les différents modes opératoires du mécanisme de commutation dépendent de la mesure des capteurs décrits précédemment. De façon non restrictive, chaque unité modulaire comprise dans le module 2 peut comporter son propre ensemble de capteurs. La mesure prise en compte par l'unité de régulation 12 peut être par exemple une valeur locale à l'intérieur d'une unité modulaire spécifique ou une valeur moyenne de toutes les valeurs mesurées d'un ensemble de capteurs à l'intérieur d'une unité modulaire, mais il peut aussi s'agir de la valeur moyenne du module 2 entier.

Dans une alternative, une troisième condition supplémentaire peut être ajoutée qui ne prend en compte que le niveau d'humidité relative rHout à l'extérieur du module. En particulier, le mode opératoire de la figure 2B ne peut être permis que si la pression Pout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 est supérieure à la pression Pmod à l'intérieur de l'unité modulaire 5, la température Tout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 dépasse la température du point de rosée Tdp à l'intérieur de l'unité modulaire 5 d'une valeur supérieure à un seuil de température prédéterminé, soit de préférence 2 °C, et le niveau d'humidité relative rHout à l'extérieur du module est inférieur à un seuil d'humidité prédéterminé, soit de préférence 70 %. Cette condition supplémentaire permet un flux de gaz depuis l'atmosphère ambiante vers l'unité modulaire 5 pas seulement sur base de la température du point de rosée Tdp à l'intérieur de l'unité modulaire 5, permettant seulement l'entrée d'air relativement sec depuis l'extérieur et évitant donc l'entrée d'air excessivement humide depuis l'atmosphère ambiante vers l'unité modulaire 5. Ceci a pour avantage de découpler le paramètre de l'humidité relative du paramètre mixte de la température du point de rosée, procurant ainsi plus de flexibilité. Le mode opératoire de la figure 2C est permis si la pression Pout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 est supérieure à la pression Pmod à l'intérieur de l'unité modulaire 5, la température Tout à l'extérieur de l'unité modulaire 5 dépasse la température du point de rosée Tdp à l'intérieur de l'unité modulaire 5 d'une valeur supérieure à un seuil de température prédéterminé, soit de préférence 2 °C, et le niveau d'humidité relative rHout à l'extérieur du module dépasse un seuil d'humidité prédéterminé, soit de préférence 70 %.

Même si pratiquement aucune condensation ne se produirait dans l'unité modulaire 5, un air excessivement humide ne pourrait pas entrer dans l'unité modulaire 5. Dans d'autres modes de réalisation, le principe de fonctionnement du dispositif de régulation de l'humidité est basé sur la comparaison des valeurs physiques d'un seul capteur, dans une configuration similaire par exemple à celle des figures 1A à 10, en omettant soit les capteurs 13 adaptés pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'intérieur du module, soit le capteur 14 adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'extérieur du module, à un seuil prédéterminé, en particulier pour le mode opératoire illustré schématiquement sur les figures 2B et 2C. Dans une alternative, le mode opératoire 2C s'applique au cas où la température à l'intérieur ou à l'extérieur du module, selon le capteur 13, 14 maintenu en place, est supérieure au seuil de température prédéterminé.

Dans une autre alternative, le mode opératoire 2C s'applique au cas où l'humidité relative à l'intérieur ou à l'extérieur du module, selon le capteur 13, 14 installé, est inférieure au seuil d'humidité relative prédéterminé. Dans une autre alternative, le mode opératoire 2C s'applique à une mesure combinée de la température et de l'humidité relative, la température à l'intérieur ou à l'extérieur du module étant inférieure au seuil de température prédéterminé, et l'humidité relative à l'intérieur ou à l'extérieur du module étant supérieure au seuil d'humidité relative prédéterminé. Ces alternatives permettent de fournir de l'air séché au module en fonction de la mesure d'un seul capteur, ce qui simplifie l'installation et la maintenance du dispositif de régulation de l'humidité et du module. Les seuils prédéterminés s de température et d'humidité relative peuvent par exemple être dérivés des données de température et d'humidité relative déjà enregistrées pour la localisation géographique spécifique de l'installation photovoltaïque. Comme indiqué déjà précédemment dans la description, la température du point de rosée est dérivée de telles mesures combinées de température et io d'humidité relative, et de la condensation peut apparaître pour des températures inférieures à cette température de point de rosée. Une manière possible d'identifier les seuils de température et d'humidité relative est donc basée sur l'ensemble des points de donnée combinés de la température et de l'humidité relative, par exemple sur l'année, ce qui fournit 15 un mappage de la température du point de rosée. Le flux de gaz entre l'unité de dessiccation 1 et le module 2 pourrait ainsi être permis si la température à l'intérieur ou à l'extérieur du module est inférieure à une telle dérivée, et donc au seuil prédéterminé. Le même raisonnement peut être appliqué en prenant en compte uniquement les valeurs d'humidité relative, 20 en dérivant une valeur seuil pour l'humidité relative sur base du mappage des températures de point de rosée en prenant en compte la température minimale pour chaque point, ce qui mène à un mappage de valeurs d'humidité relative maximale. Des seuils basés sur les mesures combinées de température et d'humidité relative peuvent être ajustés plus précisément, 25 et donc les seuils évalués dans une plage plus étroite, que des seuils basés uniquement sur la température et l'humidité relative. Ceci peut cependant être particulièrement intéressant par exemple dans des cas où la variation annuelle d'une des deux valeurs de température et d'humidité relative est négligeable, tel que dans le cas de pays proches de l'équateur. En outre, 30 les données de température et d'humidité relative peuvent également inclure des variations annuelles, saisonnières, mais aussi journalières des paramètres mesurés. Le dispositif de régulation de l'humidité pourrait donc même adapter et modifier des valeurs seuil tout au long de l'année de manière à optimiser l'efficacité du système, car les conditions critiques 35 peuvent différer par exemple au cours des différentes saisons.

Tous les modes de réalisation discutés précédemment ne sont pas destinés à limiter l'invention mais servent d'exemples illustrant des caractéristiques et avantages de l'invention. Il est entendu que certaines des caractéristiques décrites précédemment, ou toutes ces caractéristiques, peuvent être combinées de différentes façons. Tel qu'illustré sur les figures 1A à 1D, le dispositif selon la présente invention peut comporter plusieurs unités de dessiccation.

Claims (22)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif pour réguler le niveau d'humidité relative dans un module photovoltaïque à concentration (2), soit module CPV, qui peut comprendre au moins une unité modulaire (5,6,...), le dispositif comprenant une unité de dessiccation (1) connectée au module (2) via un conduit (3), caractérisé en ce que le module (2) peut également être connecté à l'atmosphère ambiante, et en ce que le dispositif comprend un mécanisme de commutation (4, 9) qui est actionné par une unité de régulation (12), ce qui permet un flux de gaz entre le module (2) et soit l'unité de dessiccation (1), soit l'atmosphère ambiante.
2. 2. Dispositif de régulation de l'humidité selon la revendication 1, dans lequel l'unité de régulation (12) comprend au moins un capteur (13) adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'intérieur du module CPV (2) ou au moins un capteur (14) adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'extérieur du module CPV (2), et dans lequel l'unité de régulation (12) enregistre et compare les mesures à des seuils prédéterminés pour actionner le mécanisme de commutation (4, 9).
3. 3. Dispositif de régulation de l'humidité selon la revendication 1, dans lequel l'unité de régulation (12) comprend au moins un capteur (13) adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'intérieur du module CPV (2) et au moins un capteur (14) adapté pour mesurer des valeurs physiques relatives à l'extérieur du module CPV (2), et dans lequel l'unité de régulation (12) enregistre et compare leurs mesures pour actionner le mécanisme de commutation (4, 9).
4. 4. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 2 et 3, dans lequel les valeurs physiques peuvent être respectivement la température, l'humidité relative et la pression, à l'intérieur et/ou à l'extérieur du module CPV (2).35
5. 5. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module (2) est connecté à l'atmosphère ambiante via un deuxième conduit (8) connecté audit premier conduit à une intersection (10), le mécanisme de commutation (4, 9) comprenant une première vanne (4) placée sur le premier conduit (3) entre l'unité de dessiccation (1) et l'intersection (10), et comprenant une deuxième vanne (9) placée sur le deuxième conduit (8) entre l'intersection (10) et l'atmosphère ambiante.
6. 6. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 1 à 4, dans lequel le module (2) est connecté à l'atmosphère ambiante via un deuxième conduit (8) connecté au premier conduit (3) à une intersection (10), le mécanisme de commutation comprenant une vanne en L (20) placée à l'intersection (10).
7. 7. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 1 à 4, dans lequel le module (2) est connecté à l'atmosphère ambiante via une ouverture placée sur le module, le mécanisme de commutation comprenant des vannes (4, 21) installées sur le premier conduit (3) et l'ouverture.
8. 8. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 5 à 7, comprenant en outre une membrane anti-retour installée sur au moins une unité modulaire (5,6,...) capable d'évacuer une surpression depuis l'intérieur du module (2) vers l'atmosphère ambiante.
9. 9. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 2 et 4 à 8, dans lequel le flux de gaz entre le module (2) et l'unité de dessiccation (1) est permis lorsque l'unité de régulation (12) enregistre une pression dans le module (2) inférieure à la pression à l'extérieur du module (2), et la température à l'intérieur ou à l'extérieur du module (2) est inférieure au seuil de température prédéterminé, et/ou l'humidité relative à l'intérieur ou à l'extérieur du module (2) est supérieure au seuil d'humidité relative prédéterminé.35
10. 10. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 2 et 4 à 8, dans lequel le flux de gaz est permis entre le module (2) et l'atmosphère ambiante lorsque l'unité de régulation (12) enregistre une pression dans le module (2) inférieure à la pression à l'extérieur du module (2), et la température à l'intérieur ou à l'extérieur du module (2) est supérieure au seuil de température prédéterminé, et/ou l'humidité relative à l'intérieur ou à l'extérieur du module (2) est inférieure au seuil d'humidité relative prédéterminé.
11. 11. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 3 à 8, dans lequel le flux de gaz entre le module (2) et l'unité de dessiccation (1) est permis lorsque l'unité de régulation (12) enregistre une pression dans le module (2) inférieure à la pression à l'extérieur du module (2) et une température à l'extérieur du module (2) qui approche la température du point de rosée à l'intérieur du module (2), le point de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module (2), à partir de températures plus élevées de moins d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C.
12. 12. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 3 à 8, dans lequel le flux de gaz est permis entre le module (2) et l'atmosphère ambiante lorsque l'unité de régulation (12) enregistre une pression dans le module (2) inférieure à la pression à l'extérieur du module (2), et la température extérieure dépasse la température du point de rosée à l'intérieur du module (2), le point de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module (2), de plus d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C.
13. 13. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 3 à 8, dans lequel le flux de gaz est permis entre le module (2) et l'atmosphère ambiante lorsque l'unité de régulation (12) enregistre une pression dans le module (2) supérieure à la pression à l'extérieur du module (2).
14. 14. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 3 à 8, dans lequel le flux de gaz entre le module (2) et l'unitéde dessiccation (1) est permis lorsque l'unité de régulation (12) enregistre une pression dans le module (2) inférieure à la pression à l'extérieur du module (2) et la température extérieure dépasse la température du point de rosée à l'intérieur du module (2), le point de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module (2), de plus d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C, et le niveau d'humidité relative à l'extérieur du module (2) dépasse un seuil prédéterminé, soit de préférence 70 %.
15. 15. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 3 à 8, dans lequel le flux de gaz est permis entre le module (2) et l'atmosphère ambiante lorsque l'unité de régulation (12) enregistre une pression dans le module (2) inférieure à la pression à l'extérieur du module (2) et la température extérieure dépasse la température du point de rosée à l'intérieur du module (2), le point de rosée étant calculé à partir de la mesure de la température et de l'humidité relative à l'intérieur du module (2), de moins d'un seuil prédéterminé, soit de préférence 2 °C, et le niveau d'humidité relative à l'extérieur du module (2) est inférieur à un seuil prédéterminé, soit de préférence 70 %.
16. 16. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de dessiccation (1) comprend une ouverture vers l'atmosphère ambiante, l'ouverture comprenant une troisième vanne (16) qui est ouverte uniquement lorsque le flux de gaz est permis entre le module (2) et l'unité de dessiccation (1).
17. 17. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de dessiccation (1) comprend une ouverture vers l'atmosphère ambiante, l'ouverture comprenant une vanne 30 anti-retour.
18. 18. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un filtre à particules (18,
19. 19) est placé sur au moins une des connexions vers l'atmosphère ambiante. 3519. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de dessiccation (1) contient des matériaux absorbants et/ou adsorbants.
20. 20. Dispositif de régulation de l'humidité selon la revendication 19, dans lequel l'unité de dessiccation (1) contient du gel de silice.
21. 21. Dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une unité modulaire (5, 6, ...) du io module (2) est connectée de manière à conduire un gaz via un conduit (7, 7').
22. 22. Processus de régulation de l'humidité utilisant le dispositif de régulation de l'humidité selon l'une des revendications précédentes 1 à 21.