DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT DE PANNEAUX SOLAIRES PHOTOVOLTAIQUES. L'invention concerne un dispositif de refroidissement pour panneaux solaires photovoltaïques, permettant l'abaissement des températures des panneaux solaires photovoltaïques, dans le but d'augmenter la durée de vie des panneaux solaires photovoltaïques et de stabiliser le rendement électrique des panneaux solaires photovoltaïques. 10 Plus de 80 % des panneaux solaires photovoltaïques commercialisés, sont constitués de cellules photovoltaïques de silicium mono ou poly cristallin, par ailleurs, il est connu que les cellules photovoltaïques en silicium cristallin se dégradent en fonction de la température, de telle sorte que plus la température au niveau des cellules en silicium cristallin augmente, plus les cellules en silicium cristallin se dégradent. 15 En effet, les cellules photovoltaïques en silicium cristallin constituent le panneau solaire, permettant la production d'électricité grâce à une capture des rayons du soleil. La température d'une cellule photovoltaïque en silicium cristallin varie en fonction de l'importance de l'ensoleillement (rayons forts, présence de nuages ou obstacles sur une zone du panneau solaire photovoltaïque, de la température ambiante et de la présence de vent). La norme NOCT 20 (température nominale d'utilisation des cellules solaires photovoltaïques), est définie pour des conditions idéales de fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques, soit 800 W/M2, AM 1,5, vitesse de vent de 1 m/s et une température ambiante de 20°C. Aussi, la température NOCT des panneaux solaires photovoltaïques, représente la température nominale d'utilisation des panneaux solaires photovoltaïques, et plus la température des cellules 25 solaires photovoltaïques augmente par rapport à la température NOCT, plus le risque de dégradation des cellules solaires photovoltaïques est important. Ainsi, depuis plusieurs années, différentes solutions furent expérimentées pour atténuer voire stopper ce phénomène de dégradation des cellules solaires photovoltaïques en silicium cristallin, dont les trois plus abouties sont : 30 Les panneaux solaires hybrides ( photovoltaïques/thermiques) : Ce type de panneaux solaires fut élaboré de telle sorte que la chaleur dégagée par effet Joule lors de la production d'électricité par les cellules solaires photovoltaïques, soit récupérée par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur dans le but de réchauffer l'eau d'un ballon d'eau chaude sanitaire, pour une utilisation essentiellement domestique de l'eau chaude sanitaire. Cette 35 solution, de panneaux solaires hybrides (photovoltaïques/thermiques), ne peut cependant être utilisée qu'en solution d'appoint de chauffage pour l'eau chaude sanitaire pour la partie solaire thermique du panneau hybride et la température au niveau des cellules solaires photovoltaïques du panneau solaire hybride ne décroit pas de manière suffisante et nécessaire à la stabilisation du rendement électrique du panneau hybride (photovoltaïque/thermique). 40 La convection naturelle : Ce type de procédé consiste en la convection naturelle de l'air en sous face des panneaux solaires photovoltaïques, cette technique permet une légère diminution de la température des panneaux solaires photovoltaïques sans toute fois permettre une réelle stabilisation du rendement électrique des panneaux solaires photovoltaïques, de plus cette technique est très peu efficace dans les zones du globe à vents très faibles, comme en Afrique où pourtant le problème de montée en température des panneaux solaires photovoltaïques est très important. La vaporisation jet d'eau : Ce procédé consiste en la projection de gouttelettes d'eau en surface des panneaux. solaires photovoltaïques, cependant cette technique de rafraîchissement des panneaux solaires photovoltaïques provoque des phénomènes de « hotspot » ou de « points chauds », cela est dû à la répartition hétérogène des gouttelettes d'eau à la surface des panneaux solaires photovoltaïques, créant des zones plus chaudes et d'autres plus froides en surfaces des panneaux solaires photovoltaïques, entraînant des déséquilibres qui à termes dégradent fortement le rendement électrique des panneaux. De plus, les différentes techniques de rafraîchissement de panneaux solaires photovoltaïques, nécessites l'installation des dispositifs de rafraîchissement avant l'implantation de l'installation photovoltaïque ou bien de panneaux solaires photovoltaïques spécifiques. Ainsi, la plus part de ces méthodes ne peuvent intervenir sur des installations déjà en fonctionnement.COOLING DEVICE FOR PHOTOVOLTAIC SOLAR PANELS. The invention relates to a cooling device for photovoltaic solar panels, for lowering the temperatures of photovoltaic solar panels, with the aim of increasing the lifespan of photovoltaic solar panels and of stabilizing the electrical efficiency of photovoltaic solar panels. More than 80% of the solar photovoltaic panels marketed, consist of monocrystalline or polycrystalline silicon photovoltaic cells, moreover, it is known that crystalline silicon photovoltaic cells degrade as a function of temperature, so that the more the Crystalline silicon cell temperature increases, more crystalline silicon cells degrade. Indeed, the crystalline silicon photovoltaic cells constitute the solar panel, allowing the production of electricity by capturing the sun's rays. The temperature of a crystalline silicon photovoltaic cell varies according to the importance of sunshine (strong rays, presence of clouds or obstacles on an area of the solar photovoltaic panel, the ambient temperature and the presence of wind). The NOCT 20 standard (nominal operating temperature for photovoltaic solar cells) is defined for the ideal conditions of operation of photovoltaic solar panels, ie 800 W / M2, AM 1.5, wind speed of 1 m / s and a room temperature of 20 ° C. Also, the NOCT temperature of the photovoltaic solar panels, represents the nominal utilization temperature of the photovoltaic solar panels, and the more the temperature of the solar photovoltaic cells increases with respect to the NOCT temperature, the greater the risk of degradation of the photovoltaic solar cells is important. . Thus, for several years, various solutions have been experimented to mitigate or even stop the phenomenon of degradation of photovoltaic solar cells in crystalline silicon, the three most successful of which are: Hybrid solar panels (photovoltaic / thermal): This type of solar panels was developed in such a way that the heat generated by the Joule effect during the production of electricity by the photovoltaic solar cells is recovered via a heat transfer fluid in order to heat the water of a water tank domestic hot water, for mainly domestic use of domestic hot water. This solution, hybrid solar panels (photovoltaic / thermal), however, can be used as a booster heating solution for domestic hot water for the solar thermal part of the hybrid panel and the temperature at the solar cells photovoltaic solar panel does not shrink enough and necessary to stabilize the electrical output of the hybrid panel (photovoltaic / thermal). 40 Natural convection: This type of process consists of the natural convection of the air on the underside of the photovoltaic solar panels, this technique allows a slight decrease in the temperature of the photovoltaic solar panels without, however, allowing a real stabilization of the electrical efficiency of the solar panels. photovoltaic solar panels, moreover this technique is very little effective in areas of the globe with very low winds, as in Africa where yet the problem of temperature rise of solar photovoltaic panels is very important. The water jet spray: This process consists of the projection of water droplets on the surface of the panels. photovoltaic solar panels, but this technique of cooling photovoltaic solar panels causes phenomena of "hotspot" or "hot spots", this is due to the heterogeneous distribution of water droplets on the surface of solar photovoltaic panels, creating more areas hot and other colder surfaces of photovoltaic solar panels, resulting in imbalances that in terms greatly degrade the electrical performance of the panels. In addition, the various techniques for refreshing solar photovoltaic panels, require the installation of refreshing devices before the installation of the photovoltaic system or specific photovoltaic solar panels. Thus, most of these methods can not intervene on installations already in operation.
Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvénients liés à l'augmentation de la température en surface des panneaux solaires photovoltaïques et d'augmenter la durée de vie et le rendement électrique des panneaux solaires photovoltaïques (1). En effet, le dispositif selon l'invention comporte selon une première caractéristique un film adhésif thermodurcissable (2) collé en face arrière du panneau solaire photovoltaïque sur lequel sont collés des échangeurs de chaleur en serpentins (3) dç deux types différents, un premier type dit de côté placé de part et d'autre de la boite de jonction de chaque panneau solaire photovoltaïque, et un deuxième type dit de surface recouvrant le reste de la surface de chaque panneau solaire photovoltaïque reliés les uns aux autres via des embouts (4) mâles femelles permettant une connexion des échangeurs de chaleur de façon étanche pour faire circuler en circuit fermé un fluide caloporteur depuis un réservoir de stockage (5) enfoui dans le sol à au moins 2m sous la terre pour profiter de l'inertie de la terre permettant de refroidir le fluide caloporteur pendant la nuit avant chaque redémarrage du circuit, via une pompe hydraulique (6), la circulation du fluide caloporteur est enclenchée par une sonde de température (8) une fois la température de consigne dépassée. Enfin, le déclenchement de la pompe hydraulique et le contrôle de la température est géré par un appareil de régulation (7). En effet, une sonde thermique type PT 100 ou PT 1000 est collée en face arrière du panneau solaire photovoltaïque(8), et branchée au boîtier de régulation (7), de telle sorte que lorsque la température en face arrière des panneaux dépasse la température de consigne assignée, la pompe hydraulique s'enclenche et fait circuler le fluide caloporteur du réservoir de stockage à l'échangeur de chaleur collé en face arrière du panneau solaire photovoltaïque, avant de retourner dans le réservoir de stockage en circuit fermé. Le réservoir de stockage (5), est dimensionné de telle sorte que la quantité de fluide caloporteur soit suffisante pour refroidir efficacement les panneaux solaires photovoltaïques au cours de la journée sans que le fluide soit réchauffé et inefficace.The device according to the invention makes it possible to remedy the drawbacks associated with increasing the surface temperature of photovoltaic solar panels and to increase the service life and electrical efficiency of solar photovoltaic panels (1). Indeed, the device according to the invention comprises, according to a first characteristic, a thermosetting adhesive film (2) glued on the rear face of the photovoltaic solar panel on which are glued coil heat exchangers (3) of two different types, a first type said side placed on either side of the junction box of each solar photovoltaic panel, and a second so-called surface type covering the rest of the surface of each photovoltaic solar panel connected to each other via end caps (4) female males allowing a connection of the heat exchangers in a sealed manner to circulate in a closed circuit a heat transfer fluid from a storage tank (5) buried in the ground at least 2 m below the ground to take advantage of the inertia of the earth allowing to cool the coolant during the night before each restart of the circuit, via a hydraulic pump (6), the circulation of the heat transfer fluid it is switched on by a temperature sensor (8) once the set temperature has been exceeded. Finally, the triggering of the hydraulic pump and the temperature control is controlled by a control device (7). In fact, a thermal probe type PT 100 or PT 1000 is glued on the rear face of the photovoltaic solar panel (8), and connected to the regulation box (7), so that when the temperature on the rear side of the panels exceeds the temperature setpoint, the hydraulic pump engages and circulates the heat transfer fluid from the storage tank to the heat exchanger glued to the back of the photovoltaic solar panel, before returning to the storage tank in closed circuit. The storage tank (5) is dimensioned such that the amount of heat transfer fluid is sufficient to effectively cool the photovoltaic solar panels during the day without the fluid being heated and inefficient.
De plus, le réservoir de stockage est conçu de telle sorte que la sortie du fluide caloporteur du réservoir s'effectue par le dessous du réservoir de stockage et le retour du fluide caloporteur se fait par le dessus du réservoir de stockage.In addition, the storage tank is designed such that the outlet of the heat transfer fluid from the tank is made from below the storage tank and the return of the heat transfer fluid is from above the storage tank.
Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1, représente le dispositif selon l'invention dans son ensemble pour un panneau solaire photovoltaïque, sachant que grâce à la connçctique des échangeurs de chaleur l'installation du dispositif selon l'invention convient à une installation photovoltaïque complète.The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1 shows the device according to the invention as a whole for a photovoltaic solar panel, knowing that thanks to the connectivity of the heat exchangers the installation of the device according to the invention is suitable for a complete photovoltaic installation.
La figure 2, représente les échangeurs de chaleur, en effet il y en a deux types : premièrement (10) les échangeurs de côté, qui sont les échangeurs de chaleur (11) posés des deux côtés de la boite de jonction (9) du panneau solaire photovoltaïque comportant l'entrée et la sortie du fluide caloporteur, puis les échangeurs de surface qui s'interconnectent pour desservir l'ensemble du panneau solaire photovoltaïque.Figure 2 shows the heat exchangers, in fact there are two types: first (10) the side heat exchangers, which are the heat exchangers (11) placed on both sides of the junction box (9) solar photovoltaic panel comprising the inlet and the outlet of the heat transfer fluid, then the surface exchangers which interconnect to serve the entire photovoltaic solar panel.
La figure 3, représente le réservoir de stockage du fluide caloporteur.Figure 3 shows the storage tank of the heat transfer fluid.