FR3007734A1 - Structure d'aeronef a capacite de capture d'energie solaire - Google Patents

Structure d'aeronef a capacite de capture d'energie solaire Download PDF

Info

Publication number
FR3007734A1
FR3007734A1 FR1356246A FR1356246A FR3007734A1 FR 3007734 A1 FR3007734 A1 FR 3007734A1 FR 1356246 A FR1356246 A FR 1356246A FR 1356246 A FR1356246 A FR 1356246A FR 3007734 A1 FR3007734 A1 FR 3007734A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
aircraft structure
aircraft
photovoltaic film
photovoltaic
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1356246A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3007734B1 (fr
Inventor
Bertrand Rives
Gilles Peres
Alain Porte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations SAS
Airbus Group SAS
Original Assignee
Airbus Operations SAS
European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations SAS, European Aeronautic Defence and Space Company EADS France filed Critical Airbus Operations SAS
Priority to FR1356246A priority Critical patent/FR3007734B1/fr
Priority to PCT/EP2014/063761 priority patent/WO2014207236A1/fr
Priority to EP14735539.0A priority patent/EP3013690A1/fr
Priority to CN201480036161.4A priority patent/CN105392701A/zh
Priority to US14/900,282 priority patent/US20160368613A1/en
Publication of FR3007734A1 publication Critical patent/FR3007734A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3007734B1 publication Critical patent/FR3007734B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D27/353—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03926—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate comprising a flexible substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/049—Protective back sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1876—Particular processes or apparatus for batch treatment of the devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency

Abstract

L'invention concerne une structure d'aéronef (10), en particulier le fuselage, les nacelles ou les ailes, comportant, sur tout ou partie d'une surface extérieure (21) susceptible d'être soumise à des impacts de foudre, une couche de polymère souple (30), un film photovoltaïque (40) ainsi qu'une couche de protection (50) dudit film photovoltaïque. Cette structure d'aéronef présente principalement une capacité de capture d'énergie solaire permettant de subvenir à des besoins d'un aéronef ainsi qu'une capacité de protection contre les effets de la foudre.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à l'alimentation en énergie des aéronefs. Plus particulièrement, elle concerne une structure d'aéronef à capacité de capture d'énergie solaire.
L'invention présente un avantage particulier pour des structures d'aéronef réalisées en matériau composite. Etat de la technique Les aéronefs actuels comportent une source d'alimentation électrique embarquée destinée à produire de l'énergie électrique à bord de ceux-ci pour permettre d'alimenter, que ce soit au sol ou en vol, différents systèmes consommant de la puissance électrique. Ces systèmes, généralement éloignés les uns des autres et de la source d'alimentation électrique, sont répartis dans tout l'aéronef, de la cabine de pilotage à la queue de l'avion, en passant par les ailes.
Parmi les systèmes nécessitant une alimentaire électrique et éloigné de la source d'alimentation électrique, on peut citer les feux clignotants situés aux extrémités des ailes, à titre d'exemple illustratif. Pour atteindre et alimenter individuellement chacun des systèmes, des faisceaux de câbles électriques sont amenés de la source d'alimentation électrique jusqu'à chaque système. Un tel réseau de faisceaux de câbles électriques est évidemment source de pénalité pour l'aéronef, que ce soit en termes de coûts ou de masse. En outre, l'agencement d'un tel réseau de faisceaux de câbles électriques présente les inconvénients d'une mise en oeuvre complexe, d'une 25 complexification des opérations de montage et d'entretien de ces faisceaux de câbles électriques. De plus, ces systèmes étant en nombre relativement élevés et fort consommateurs d'énergie, la source d'alimentation électrique doit fournir une puissance électrique non négligeable, ce qui est également source de pénalité en termes de coûts et de masse. Exposé de l'invention La présente invention a précisément pour objectif de définir une structure d'aéronef à capacité de capture d'énergie, avec une pénalité en 5 masse au plus équivalente aux solutions existantes et ayant des performances au moins équivalentes aux solutions existantes. A cet effet, il est proposé par la présente invention de revêtir une structure d'aéronef d'un revêtement à propriété de conductivité électrique déposé sur sa surface extérieure. La surface extérieure est ici définie comme la 10 surface en regard de l'environnement extérieur de l'aéronef, soit la surface susceptible d'être soumise à des impacts de foudre. Plus particulièrement, il est proposé selon la présente invention une structure d'aéronef, à capacité de capture d'énergie solaire, dans laquelle au moins une partie de la surface extérieure est revêtue d'un film photovoltaïque. 15 Par film photovoltaïque, on entend une couche de faible épaisseur comparé aux deux autres dimensions (longueur et largeur). Ce film photovoltaïque est une couche souple, c'est-à-dire une couche flexible. Ce film est composé de cellules photovoltaïques configurées sous forme de modules photovoltaïques indépendants pour délivrer en sortie un courant et ou une 20 tension électrique continu lorsqu'elles sont soumises à un rayonnement solaire incident. Les modules photovoltaïques sont reliés entre eux en série ou parallèles, et disposés les uns à coté des autres de manière à former le film photovoltaïque. 25 Une cellule photovoltaïque est constituée de plusieurs couches dont une qui est une électrode à capacité de conduction électrique. Cette électrode permet avantageusement de collecter et transférer les charges électriques. Cette électrode est préférentiellement une couche en argent, cuivre ou aluminium.
La capture de l'énergie solaire par une structure d'aéronef munie d'un tel film photovoltaïque et sa transformation en électricité offre un apport non négligeable d'un point de vue écologique. Ainsi, certains systèmes pourront être avantageusement alimentés par l'intermédiaire d'une source d'énergie provenant de la capture de l'énergie solaire via la structure d'aéronef suivant l'invention, placée à proximité desdits systèmes. Une telle alimentation de ces systèmes, par exemple ceux les plus éloignés d'une source d'alimentation électrique de l'aéronef, permet de réduire le câblage électrique.
Par conséquent, un film photovoltaïque sur une structure d'aéronef offre une capacité de capture d'énergie solaire au service des besoins de l'aéronef, sans donner lieu à une pénalisation en masse ni à une mise en oeuvre complexe. Outre une capacité de capture d'énergie solaire, le film photovoltaïque offre la capacité de transférer les charges électriques à dissiper de manière plus rapide et efficace que les solutions actuelles, lors d'un foudroiement de ladite structure d'aéronef. L'utilisation d'un film photovoltaïque en surface de la structure d'aéronef permet d'obtenir une protection efficace de ladite structure d'aéronef contre les effets de la foudre sans donner lieu à une dégradation de la qualité de surface, comme c'est le cas pour les structures d'aéronef existantes nécessitant un grillage métallique. En effet, le film photovoltaïque présente une épaisseur homogène et constante contrairement à un grillage métallique dont l'épaisseur est discontinue.
Un autre avantage de l'utilisation d'un film photovoltaïque en surface de la structure d'aéronef se situe au niveau des contraintes de production. En effet, les contraintes de production associées à la qualité de surface de la structure, du fait d'une épaisseur constante du film photovoltaïque, sont réduites par rapport à celles d'une surface avec grillage.
Il en résulte, par rapport aux solutions traditionnelles proposées par l'art antérieur pour la protection contre la foudre, un gain de cycle par réduction du nombre et de temps nécessaire aux opérations de fabrication, ainsi qu'une plus grande facilité de maintenance. L'adjonction sur la structure d'un film photovoltaïque permet de 5 répondre aux exigences de production d'énergie que de production contre la foudre. Ce résultat tout à fait avantageux est obtenu en l'absence de grillage métallique traditionnel proposé par l'art antérieur. La structure d'aéronef est également avantageusement dénuée de 10 couche de peinture décorative, en particulier pour des zones non customisées, telles que par exemple des ailes d'aéronef. L'utilisation d'un tel film photovoltaïque est adaptée à toute structure d'aéronef, qu'elle soit en matériau métallique ou en matériau composite. Par structure en matériau composite, on entend une structure réalisée 15 à partir de fibres minérales ou organiques, par exemple de fibres de verre, de fibre d'aramide ou de fibre de carbone, maintenues dans une matrice organique dure, de l'époxy par exemple. Selon des modes de réalisation particuliers, l'invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en oeuvre séparément ou en chacune de 20 leurs combinaisons techniquement opérantes. Certaines au moins de ses caractéristiques visent à atteindre des objectifs supplémentaires de l'invention. En particulier, l'invention vise à ce que la surface supérieure de la structure d'aéronef, celle en regard de l'environnement extérieur, soit aussi lisse et brillante qu'en l'absence de la couche de décoration standards dans les 25 aéronefs actuels. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, la structure d'aéronef comporte une couche polymère souple entre la surface extérieure et le film photovoltaïque. La couche polymère souple est une couche flexible qui permet de garantir la capacité de déformation de l'ensemble dans les conditions de sollicitations thermomécaniques de la structure de l'aéronef. Une telle couche est par exemple formée à partir de matrices élastomères, de matrices polysulfone amides (connues sous l'acronyme PSA) ou des élastomères dits hot/melt permettant avantageusement l'adhésion à la surface extérieure et au film photovoltaïque tout en garantissant les caractéristiques viscoélastique recherchées. La couche polymère souple est avantageuse d'un point de vue aérodynamique. En effet, une telle couche est applicable en une fois sur une pluralité de structures d'aéronef assemblées, permettant ainsi de remédier aux différences géométriques d'assemblages, telles que par exemple les tolérances des trous et fixations, et évitant ainsi tous tourbillons parasites au flux d'air laminaire recherché dans une logique de consommation de carburant minimum.
Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, pour améliorer la conductivité électrique dans la couche polymère souple, ladite couche polymère comporte des particules électriquement conductrices. Dans un exemple de réalisation, les particules électriquement conductrices sont choisies dans un groupe comprenant le graphène, les fibres de carbone, les nanofils métalliques ou les nanotubes de carbone, un mélange de ces particules ou tout autre pigment conducteur (métal, polymère,...). Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, afin de garantir la durabilité et la résistance aux effets de la foudre, la couche polymère présente une épaisseur comprise entre 40 et 110pm, de préférence 80 pm.
Une telle épaisseur permet également de ne pas pénaliser en masse la structure d'aéronef. Une telle couche polymère présente également des avantages en terme : - d'aérodynamique, - de compatibilité avec les exigences environnementales en vigueur, résistance aux attaques chimiques et environnementales propres à une structure externe d'aéronefs, d'application et de ré-application sur la surface extérieure en cas de réparation.
Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, la structure d'aéronef comporte une couche de protection recouvrant le film photovoltaïque. La couche de protection est une couche apte à garantir la pérennité de la structure d'aéronef dans les conditions de sollicitations environnementales propres aux aéronefs.
La couche de protection revêt le film photovoltaïque en vue de sa protection contre la corrosion, contre les dégradations extérieures, ... Une telle couche de protection est par exemple formée à partir de résines polyuréthanes à haut nombre de groupements fonctionnels assurant un haut degré de réticulation.
La couche de protection présente des caractéristiques de brillance et de peau d'orange conformes à l'ensemble des zones customisées des livrées aéronautiques Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, pour permettre au film photovoltaïque de recevoir les rayonnements lumineux et conserver ses propriétés photovoltaïques, la couche de protection est transparente aux rayons ultraviolets dans la bande de fréquence utile. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, les cellules photovoltaïques présentent une forme géométrique sensiblement identique, préférentiellement carrée.
Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, les cellules photovoltaïques présentent une forme géométrique sensiblement identique, préférentiellement triangulaire. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, les cellules photovoltaïques présentent une forme géométrique sensiblement identique, préférentiellement hexagonale, car cette forme améliore la capacité d'acceptation du film photovoltaïque aux déformations, en supplément de la même capacité d'acceptation de la couche polymère souple. Dans un exemple préféré de réalisation, pour faciliter la réparation du film photovoltaïque, chaque cellule présente une dimension sensiblement de l'ordre de 200*200 mm. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, le film photovoltaïque présente une épaisseur comprise entre 300 et 1000 lm, de préférence d'environ 400 lm.
Cette épaisseur, supérieure aux épaisseurs typiques des cellules photovoltaïques (qui sont de l'ordre d'une centaine de pm), joue un rôle non négligeable contre la protection de la structure d'aéronef aux impacts de la foudre car elle permet d'augmenter le transfert des charges électriques au cours d'un impact de foudre sur la structure d'aéronef.
Le surdimensionnement en épaisseur du film photovoltaïque est principalement un surdimensionnement en épaisseur des électrodes à capacité de conduction électrique des cellules photovoltaïques. L'épaisseur desdites électrodes est choisie de sorte que l'impédance de surface soit inférieure à 2mS2/0 ± 20%, de façon à garantir l'évacuation des charges électriques liée à un impact foudre dans les meilleures conditions pour la structure de l'aéronef. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, la structure d'aéronef revêtue sur au moins une partie de sa surface extérieure d'au moins un film photovoltaïque est un fuselage, une nacelle ou une aile de l'aéronef.
Selon un autre aspect, la présente invention concerne un aéronef comportant une structure d'aéronef répondant à l'une ou plusieurs des caractéristiques ci-avant. Selon un autre aspect, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'une structure d'aéronef, selon lequel on applique, sur au moins une partie d'une surface extérieure de ladite structure d'aéronef répondant à l'une ou plusieurs des caractéristiques ci-avant, un film photovoltaïque. L'application de ce film photovoltaïque ne nécessite que peu d'opérations spécifiques, qui peuvent être intégrées dans un procédé plus général d'application des couches de revêtement classiques sur la surface extérieure du corps de l'aéronef. Ce procédé de fabrication est aisément adapté à la protection de la surface extérieure contre les effets de la foudre. Il en résulte, comparativement aux solutions actuelles pour la protection aux impacts de foudre par exemple, un gain de cycle par réduction du nombre et du temps nécessaire aux opérations de montage et de contrôle, ainsi qu'une plus grande facilité de maintenance. Cette application est préférentiellement réalisée sur au moins la surface extérieure du fuselage, des nacelles ou des ailes de l'aéronef.
Dans des modes de mise en oeuvre particuliers de l'invention, l'application du film photovoltaïque peut être réalisée par des techniques classiques en elles-mêmes, par exemple du type par pelliculage. Dans des modes de mise en oeuvre particuliers de l'invention, on applique une couche polymère souple sur la surface extérieure de la structure d'aéronef, puis on applique le film photovoltaïque sur la couche polymère souple. Dans des modes de mise en oeuvre particuliers de l'invention, on applique une couche de protection sur le film photovoltaïque. Dans des modes de mise en oeuvre particuliers de l'invention, l'application des couches polymère souple et de protection peut être réalisée par des techniques classiques en elles-mêmes, par exemple du type par spray ou jet d'encre, etc., et être suivie d'une étape de séchage, qu'il s'agisse d'un séchage à l'air ambiant, d'un séchage contrôlé, à température et hygrométrie prédéfinie, ou d'un séchage accéléré par lampe ultraviolet.
Dans des modes de mise en oeuvre particuliers de l'invention, l'application de la couche polymère souple, respectivement de la couche de protection, est préalablement précédée d'une étape de préparation de la surface extérieure de la structure d'aéronef, respectivement du film photovoltaïque. Dans des modes de mise en oeuvre particuliers de l'invention, l'application du film photovoltaïque, est préalablement précédée d'une étape de préparation de la surface sur laquelle il va reposer. Description des figures L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation particuliers, qui n'en sont nullement limitatifs, représentés sur les figures 1 à 4, dans lesquelles : La figure 1 illustre une vue en coupe transversale d'un ensemble multicouches appliqué sur la surface extérieure de la peau d'un fuselage 15 d'aéronef, La figure 2 illustre une vue de dessus d'une mosaïque de cellules photovoltaïques présentant une forme géométrique carrée, La figure 3 illustre une vue de dessus d'une mosaïque de cellules photovoltaïques présentant une forme géométrique triangulaire, 20 La figure 4 illustre une vue de dessus d'une mosaïque de cellules photovoltaïques présentant une forme géométrique hexagonale. Description d'un mode préféré de réalisation Un exemple de structure d'aéronef 10 conforme à l'invention est illustré de manière schématique sur la figure 1. La figure 1 présente une 25 structure d'aéronef localement plane à titre d'illustration sans que ce caractère soit limitatif de l'invention. Sur cette figure 1, les épaisseurs relatives des différentes couches de cette structure d'aéronef ont été choisies à titre d'exemple, et de manière à faire apparaître clairement chacune de ces couches, et ces épaisseurs relatives ne doivent nullement être considérées comme limitatives ou même représentatives d'un ensemble multicouches réel. Une structure d'aéronef 10 suivant l'invention est réalisée en matériau composite et comporte principalement une partie structurale 20 comportant des 5 fibres minérale ou organiques maintenues dans une résine dure organique. Par exemple, une telle partie structurale 20 comporte des plis empilés de fibres de verre, Kevlar® ou carbone, tissées ou unidirectionnelles, maintenues dans une matrice d'un matériau polymère tel qu'une aramide. La structure d'aéronef décrite est par exemple un fuselage sans que 10 ce choix soit limitatif de l'invention. Le fuselage comporte, sur une surface 21, dite surface extérieure, de la partie structurale 20 d'un coté dudit fuselage sur lequel des charges électriques sont susceptibles de s'accumuler et ou un impact de foudre est susceptible de se produire, un ensemble multicouche 345. Cet ensemble 15 multicouche 345 est appliqué en lieu et place de la peinture décorative extérieure. Cet ensemble multicouches 345 comporte une pluralité de couches 30, 40, 50 pour la récupération d'énergie solaire ainsi que pour la protection de l'aéronef contre les effets de la foudre et la corrosion. L'ensemble multicouche 20 345 comprend notamment, disposées les unes au-dessus des autres sur la surface extérieure 21 de la partie structurale 20 du fuselage 10, trois couches successives. Une première couche, dite couche polymère flexible 30, recouvre, sur tout ou partie, la surface extérieure 21 de la partie structurale 20. Cette couche 25 polymère flexible présente par exemple une épaisseur comprise entre 40 et 110 lm, de préférence 80 pm. Dans un exemple de réalisation, la couche polymère flexible est un mastic spécifique pour des applications aéronautiques aéronautique, des élastomères, des matrices acryliques PSA, ou encore des élastomères hot-melt. 30 Une deuxième couche, dite film photovoltaïque 40, recouvre une surface 31 de la couche polymère flexible, opposée à une surface recouvrant la surface extérieure 21 de la partie structurale. Le film photovoltaïque 40 est souple et est composé d'une pluralité de cellules photovoltaïques 42 reliées en série ou en parallèles.
Le principe de réalisation des cellules photovoltaïques est bien connu de l'état de la technique et ne sera pas décrit ici. Les cellules photovoltaïques 42 utilisées sont préférentiellement du type 2ème ou 3ème génération. Dans des exemples de réalisation, les cellules photovoltaïques 42 10 présentent une forme géométrique carrée, triangulaire ou hexagonale, comme illustrées sur les figures 2 à 4. Le film photovoltaïque 40 présente une épaisseur comprise entre 300 et 1000 pm, de préférence 400 pm. Cette épaisseur est très supérieure à l'épaisseur des cellules photovoltaïques classiques afin d'augmenter le 15 transfert des charges électriques lors d'un impact de foudre sur la structure d'aéronef. La couche polymère souple 30 positionnée entre le fuselage et le film photovoltaïque 40 permet avantageusement d'absorber des dilatations différentielles entre ledit fuselage et ledit film photovoltaïque qui peuvent 20 apparaître en condition d'utilisation de l'aéronef. Dans une variante de réalisation, pour augmenter le transfert des charges électriques lors d'un impact de foudre sur la structure d'aéronef, la couche polymère souple 30 comporte des particules électriquement conductrices, de type graphène, nanotubes de carbone,... 25 Une couche supérieure, dite couche de protection 50, recouvre une surface 41 du film photovoltaïque 40. Le film photovoltaïque 40 est ainsi intercalé entre la couche polymère flexible 30 et la couche de protection 50. La couche de protection 50 permet avantageusement de résister aux agressions extérieures que peut subir l'aéronef en conditions d'utilisation.
Cette couche de protection présente une épaisseur comprise entre 10 et 80 pm. Dans un exemple de réalisation, la couche de protection est du type vernis. La couche de protection est composée par exemple de résines 5 polyuréthannes à haut nombre de groupements fonctionnels assurant un haut degré de réticulation. Dans un mode de réalisation préféré de la couche de protection, ladite couche de protection est transparente et résistante aux ultraviolets afin de permettre au film photovoltaïque pour assurer une bonne absorption du 10 rayonnement solaire. Dans un mode de réalisation préféré de la couche de protection, ladite couche de protection 50 est une couche assurant une bonne absorption du rayonnement solaire. La surface extérieure 21 de la partie structurale 20 n'est pas 15 obligatoirement recouverte en totalité par l'ensemble multicouches 345, certaines zones pas ou peu exposée au risque de foudre pouvant ne pas être protégées ou protégées par d'autres moyens, la description étant limités à une partie de la surface extérieure 21 protégée suivant le principe de l'invention. L'application de l'empilement multicouches 345 s'effectue sur la 20 surface extérieure 21 de la partie structurale 20 du fuselage de l'aéronef. L'application des ces différentes couches sur la surface extérieure 12 du fuselage 11 de l'aéronef ne nécessite que peu d'opérations spécifiques comparativement aux solutions actuelles, entre autres pour la protection d'un aéronef aux impacts de foudre.
25 Les trois couches 30, 40, 50 sont successivement appliquées les unes par-dessus les autres. L'application de la couche polymère souple 30, respectivement de la couche de protection 40, peut s'effectuer par toute technique classique en elle-même, par exemple par jet d'encre, la surface extérieure 21 du fuselage, respectivement la surface 41 du film photovoltaïque, ayant au préalable été soumis aux opérations de préparation de surface conventionnelles nécessaires à cet effet. L'application du film photovoltaïque 40 sur la surface 31 de la couche polymère souple sur laquelle il va reposer peut s'effectuer par toute technique classique en elle-même, par exemple par pelliculage. Au préalable, une opération de préparation de la surface 31 de la couche polymère est réalisée. L'invention proposée permet avantageusement de réaliser une structure d'aéronef protégée contre les effets de la foudre, en pénalisant peu la masse de l'aéronef, et sans en pénaliser l'aspect esthétique extérieur. Elle permet également avantageusement de capturer l'énergie solaire ambiante pour les besoins internes des aéronefs.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Structure d'aéronef (10) caractérisée en ce qu'elle comporte, sur tout ou partie d'une surface extérieure (21), un film photovoltaïque (40).
  2. 2. Structure d'aéronef (10) suivant la revendication 1 comportant une couche polymère souple (30) entre la surface extérieure (21) et le film photovoltaïque (40).
  3. 3. Structure d'aéronef (10) selon la revendication 2 dans laquelle la couche polymère souple (30) comporte des particules électriquement conductrices.
  4. 4. Structure d'aéronef (10) selon l'une des revendications 2 ou 3 10 dans laquelle la couche polymère souple (30) présente une épaisseur minimale de 80pm.
  5. 5. Structure d'aéronef (10) suivant l'une des revendications précédentes comportant une couche de protection (50) recouvrant le film photovoltaïque. 15
  6. 6. Structure d'aéronef (10) selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le film photovoltaïque (40) est constitué d'un ensemble de cellules photovoltaïques (42) de même forme géométrique.
  7. 7. Structure d'aéronef (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le film photovoltaïque (40) présente 20 une épaisseur comprise entre 300 et 1000pm, de préférence d'environ 400 p m.
  8. 8. Procédé de fabrication d'une structure d'aéronef (10) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, selon lequel on applique sur au moins une partie de la surface extérieure (21) de ladite structure d'aéronef un film photovoltaïque (40). 25
  9. 9. Procédé de fabrication d'une structure d'aéronef (10) selon larevendication 8 selon lequel l'application du film photovoltaïque (40) est réalisée par pelliculage sur la surface extérieure (21).
  10. 10. Procédé de fabrication d'une structure d'aéronef (10) selon l'une des revendications 8 ou 9 selon lequel on applique une couche polymère souple (30) sur la surface extérieure (21), préalablement à l'application du film photovoltaïque (40).
  11. 11. Procédé de fabrication d'une structure d'aéronef (10) selon l'une des revendications 8 à 10 selon lequel on recouvre le film photovoltaïque (40) d'une couche de protection (50).
FR1356246A 2013-06-28 2013-06-28 Structure d'aeronef a capacite de capture d'energie solaire Expired - Fee Related FR3007734B1 (fr)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1356246A FR3007734B1 (fr) 2013-06-28 2013-06-28 Structure d'aeronef a capacite de capture d'energie solaire
PCT/EP2014/063761 WO2014207236A1 (fr) 2013-06-28 2014-06-27 Structure d'aéronef à capacité de capture d'énergie solaire
EP14735539.0A EP3013690A1 (fr) 2013-06-28 2014-06-27 Structure d'aéronef à capacité de capture d'énergie solaire
CN201480036161.4A CN105392701A (zh) 2013-06-28 2014-06-27 具有太阳能捕获能力的飞行器结构
US14/900,282 US20160368613A1 (en) 2013-06-28 2014-06-27 Aircraft structure with solar energy capture capacity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1356246A FR3007734B1 (fr) 2013-06-28 2013-06-28 Structure d'aeronef a capacite de capture d'energie solaire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3007734A1 true FR3007734A1 (fr) 2015-01-02
FR3007734B1 FR3007734B1 (fr) 2017-08-11

Family

ID=49293665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1356246A Expired - Fee Related FR3007734B1 (fr) 2013-06-28 2013-06-28 Structure d'aeronef a capacite de capture d'energie solaire

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160368613A1 (fr)
EP (1) EP3013690A1 (fr)
CN (1) CN105392701A (fr)
FR (1) FR3007734B1 (fr)
WO (1) WO2014207236A1 (fr)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105140326B (zh) * 2015-09-21 2017-07-11 北京昶远科技有限公司 一种具有光伏组件的结构件及其制备方法
CN105226122A (zh) * 2015-09-27 2016-01-06 成都聚合科技有限公司 一种聚光光伏组件底板
CN106449819B (zh) * 2016-09-14 2017-12-15 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种柔性太阳电池组件及其制备方法和应用
US10571225B2 (en) * 2016-11-22 2020-02-25 Walmart Apollo, Llc System and method for camouflaging and recharging autonomous vehicles
EP3326799A1 (fr) 2016-11-23 2018-05-30 Airbus Operations, S.L. Composant structurel composite et procédé de configuration d'un composant composite structurel
CN108121855B (zh) * 2017-12-06 2021-04-09 北京理工大学 基于仿生柔性机翼的小型无人飞行器飞行动力学优化方法
US11459468B2 (en) * 2020-04-30 2022-10-04 Aurora Flight Sciences Corporation Conductive doped-epoxy hybrid surfacing film

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2437307A1 (fr) * 2009-05-25 2012-04-04 Toray Industries, Inc. Film pour feuilles arrière de cellule solaire, feuille arrière de cellule solaire utilisant celui-ci, et cellule solaire
DE102011105922A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-03 Airbus Operations Gmbh Zusatzstromversorgung für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224016B1 (en) * 1997-12-19 2001-05-01 Sky Station International, Inc. Integrated flexible solar cell material and method of production
US7402269B2 (en) * 2005-10-25 2008-07-22 The Boeing Company Environmentally stable hybrid fabric system for exterior protection of an aircraft
CN2909534Y (zh) * 2005-12-31 2007-06-06 无锡尚德太阳能电力有限公司 柔性太阳电池组件
US7923668B2 (en) * 2006-02-24 2011-04-12 Rohr, Inc. Acoustic nacelle inlet lip having composite construction and an integral electric ice protection heater disposed therein
US20140166067A1 (en) * 2006-08-07 2014-06-19 Emcore Solar Power, Inc. Solar power system for aircraft, watercraft, or land vehicles using inverted metamorphic multijunction solar cells
US20080099064A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-01 Richard Allen Hayes Solar cells which include the use of high modulus encapsulant sheets
JP5219538B2 (ja) * 2008-02-12 2013-06-26 大成建設株式会社 太陽光発電薄膜を基材に直接形成した太陽電池
US7875795B2 (en) * 2008-02-29 2011-01-25 Lockheed Martin Corporation Thermocouple array for generating electrical power for lighter than air vehicles
DE102009026686A1 (de) * 2009-06-03 2010-12-23 Airbus France Anordnung zum Blitzschutz einer elektronischen Einheit
JP2012025349A (ja) * 2010-07-27 2012-02-09 Ricoh Co Ltd 飛翔体、飛翔システム及び飛行方法
JP2012064821A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Fuji Electric Co Ltd 太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN202423344U (zh) * 2012-01-20 2012-09-05 英利能源（中国）有限公司 太阳能电池及应用该太阳能电池的无人机
WO2013123459A2 (fr) * 2012-02-15 2013-08-22 Microlink Devices, Inc. Intégration de feuilles solaires de faible poids et haut rendement sur un véhicule aérien sans équipage pour une plus grande endurance
ES2693679T3 (es) * 2012-10-31 2018-12-13 Saab Ab Un recubrimiento poroso aplicado a un artículo aéreo
JP5671707B2 (ja) * 2012-11-12 2015-02-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュール

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2437307A1 (fr) * 2009-05-25 2012-04-04 Toray Industries, Inc. Film pour feuilles arrière de cellule solaire, feuille arrière de cellule solaire utilisant celui-ci, et cellule solaire
DE102011105922A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-03 Airbus Operations Gmbh Zusatzstromversorgung für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CAREY P G ET AL: "A SOLAR MODULE FABRICATION PROCESS FOR HALE SOLAR ELECTRIC UAVS", WORLD CONFERENCE ON PHOTOVOLTAIC ENERGY. WAIKOLOA, DEC. 5 - 9, 1994; [WORLD CONFERENCE ON PHOTOVOLTAIC ENERGY], NEW YORK, IEEE, US, vol. CONF. 1, 5 December 1994 (1994-12-05), pages 1963 - 1969, XP000680180, ISBN: 978-0-7803-1460-3, DOI: 10.1109/WCPEC.1994.520753 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3013690A1 (fr) 2016-05-04
WO2014207236A1 (fr) 2014-12-31
US20160368613A1 (en) 2016-12-22
FR3007734B1 (fr) 2017-08-11
CN105392701A (zh) 2016-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3013690A1 (fr) Structure d'aéronef à capacité de capture d'énergie solaire
CA2727749C (fr) Systeme de drainage d'un courant de foudre genere par une decharge orageuse sur un aeronef
EP2227927B1 (fr) Pièces en matériau composite électro-structural
EP2321178B1 (fr) Procede de fabrication d'un element de degivrage de nacelle
WO2009080991A1 (fr) Système parafoudre et aéronef comportant un tel système
WO2010069944A1 (fr) Structure en matériau composite protégée des effets de la foudre
WO2014057210A1 (fr) Elément constitutif d'une nacelle à protection contre le givre améliorée
FR2924687A1 (fr) Systeme parafoudre et aeronef comportant un tel systeme
FR2924686A1 (fr) Systeme parafoudre et aeronef comportant un tel systeme.
FR2914622A1 (fr) Aeronef comprenant une structure assurant les fonctions structurale et electrique
EP2328741B1 (fr) Procédé de métallisation d'une pièce en matériau composite et piece
WO2011064263A2 (fr) Élément structural composite à transmission électrique de puissance intégrée
WO2016075290A2 (fr) Structure composite comportant une resine chargee avec des feuillets plans de graphene a conductivite thermique et conductivite electrique renforcees, notamment pour satellite
FR2933379A1 (fr) Procede d'assemblage d'un tapis de degivrage et d'un blindage metallique sur une structure
EP2382088B1 (fr) Structure en matériau composite protégée des effets de la foudre
FR3082506A1 (fr) Aéronef doté d’un fuselage d’aéronef, d’une voilure et d’un empennage ainsi que d’une structure de surface comportant un dispositif de protection contre la foudre
FR3024298A1 (fr) Dispositif de protection contre la foudre
FR3107469A1 (fr) Procédé d’application d’un revêtement avec une adhérence renforcée sur un support en matériau composite, support en matériau composite ou aéronef comprenant un tel revêtement
EP4032131B1 (fr) Module photovoltaïque comportant un élément de liaison conducteur électriquement
EP3380728A1 (fr) Pale pour éolienne comprenant une couche de métallisation ayant un grammage optimisé
WO2011064261A1 (fr) Raidisseur électro-structural en matériau composite
FR3116651A1 (fr) Procédé de fabrication d’un module photovoltaïque léger et flexible intégrant une protection thermique
EP2735032A1 (fr) Amelioration de la longevite et de l'ergonomie des modules solaires hybrides

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

CA Change of address

Effective date: 20170608

CD Change of name or company name

Owner name: AIRBUS OPERATIONS, FR

Effective date: 20170608

Owner name: AIRBUS GROUP SAS, FR

Effective date: 20170608

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

ST Notification of lapse

Effective date: 20230205