FR3029367A1 - Panneau photovoltaique avec radiateurs - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un panneau photovoltaïque comprenant des cellules (2) photovoltaïques arrangées en colonnes et en rangées fixées indirectement sur la face supérieure d'un support (4) sous lequel, d'une part, est aménagé un espace (7) fermé dit de ventilation dans lequel circule de l'air depuis une entrée (8) vers une sortie (9) et, d'autre part, sont fixés des radiateurs (10) pour dissiper la chaleur provenant des cellules, le dit panneau étant caractérisé en ce que les radiateurs (10) longilignes comprennent une semelle (10A) d'appui fixée sous le support d'où s'élèvent des ailes (10B) longitudinales de dissipation la dite semelle ayant une dimension (T) transversale plus faible que la dimension (C) des cellules et ces radiateurs sont disposés pour que, d'une part, les ailes de dissipation soient alignées dans le sens (S) du déplacement d'air et, d'autre part, leur semelle d'appui soit centrée sur chaque colonne de cellules.

Description

PANNEAU PHOTO VOLTAIQUE AVEC RADIATEURS. L'invention se rapporte à un panneau photovoltaïque. Un panneau photovoltaïque est constitué d'un support ou écran arrière sur lequel sont fixées des cellules aptes à transformer la lumière en courant électrique. Ces cellules se présentent sous la forme d'une dalle carrée ou rectangulaire que l'on dispose en colonnes ou en lignes formant ainsi une sorte de matrice. Ces cellules sont reliées électriquement en série deux à deux suivant l'un des deux axes du panneau. L'ensemble des faces réceptrices de ces cellules est protégé par une feuille ou 10 couche de matière isolante électriquement telle de l'EVA (éthylène acétate de vinyle) et par-dessus cette couche, d'une plaque de verre. Une couche de matière isolante électriquement est également prévue entre la face arrière des cellules et le support ou écran arrière. Chacun sait que les rayons du soleil apportent les photons nécessaire pour 15 produire du courant mais également des rayons infra-rouge qui provoquent une élévation de la température des cellules. Malheureusement cette élévation de température a pour conséquence de diminuer le rendement des cellules au-dessus d'une température de l'ordre de 25°C. Pour diminuer la température des cellules, il est connu de constituer sous le 20 support des cellules, un espace fermé dans lequel on fait circuler de l'air pour rafraîchir le support et donc les cellules. L'air en traversant l'espace se réchauffe par la diffusion thermique du support des cellules. Pour améliorer cette approche, il est connu de placer transversalement au flux d'air traversant l'espace fermé sous les panneaux, des cornières métalliques en L 25 ajourées fixées sous le support. Cette solution améliore la dissipation de l'énergie dans l'air en augmentant la surface d'échange mais comme elle engendre une forte perte de charge malgré les trous dans la cornière, la vitesse de l'air doit être augmentée. Le gain est faible car l'air n'a pas le temps de chauffer. Cela a un deuxième inconvénient qui résulte de la vitesse de l'air à savoir un bruit non négligeable et l'emploi d'une turbine surdimensionnée.
Depuis quelque temps, on cherche à utiliser l'air de refroidissement comme source de calories mais comme cet air est peu réchauffé avec la solution précitée, les performances sont insuffisantes car l'air n'est pas assez réchauffé. L'invention se propose d'apporter une solution au problème évoqué ci avant. L'invention a pour objet un panneau photovoltaïque comprenant des cellules photovoltaïques arrangées en colonnes et en rangées fixées indirectement sur la face supérieure d' un support sous lequel d'une part, est aménagé un espace fermé dit de ventilation dans lequel circule de l'air depuis une entrée vers une sortie et, d'autre part, sont fixés des radiateurs pour dissiper la chaleur provenant des cellules, le dit panneau étant caractérisé en ce que les radiateurs longilignes comprennent une semelle d'appui fixée sous le support d'où s'élèvent des ailes longitudinales de dissipation la dite semelle ayant une dimension transversale plus faible que la dimension des cellules et ces radiateurs sont disposés pour que les ailes de dissipation soient alignées dans le sens du déplacement d'air et leur semelle d'appui centrée sur chaque colonne de cellules.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins qui représente : FIG1 : coupe verticale d'un panneau photovoltaïque prise dans le sens transversal FIG 2 : coupe verticale d'un panneau photovoltaïque selon l'invention FIG 3 vue de dessous d'un panneau non équipé de radiateur FIG 4 vue de dessous d'un panneau équipé de radiateurs.
FIG 5 schéma de circulation d'air dans une installation de panneaux photovoltaïques En se reportant au dessin, on voit un panneau 1 photovoltaïque.
En coupe transversale, on voit que les cellules 2 sont, via une couche 3 en EVA (éthylène acétate de vinyle) isolante électriquement, fixées sur un support 4 ou écran arrière. La face avant de ces cellules est protégée par une couche 5 ou une feuille de matériau isolant électriquement tel l'EVA. Une plaque de verre 6 vient protéger mécaniquement cette couche d'EVA. io Lorsque le soleil éclaire les panneaux, les photons sont transformés en électricité par les cellules et les infra-rouge en chaleur. Cette chaleur est par conduction transmise à la plaque de verre mais également au support. Au plus tard au montage sur le toit d'une maison, il est constitué à l'arrière du panneau photovoltaïque, un espace 7 fermé dans lequel circule de l'air entre une 15 entrée 8 et une sortie 9. Cet air est déplacé par un moyen moteur tel une turbine. Dans cet espace 7 confiné, sur le support sont fixés des radiateurs 10 pour améliorer la diffusion dans l'air de la chaleur provenant du support chauffé par les cellules et le soleil. Avantageusement, les radiateurs 10 longilignes comprennent chacun une semelle 20 10A d'appui fixée sur le support d'où s'élèvent des ailes 10B longitudinales de dissipation la dite semelle ayant une dimension transversale T plus faible que la dimension C des cellules et ces radiateurs sont disposés pour que, d'une part, les ailesl OB de dissipation soient alignées dans le sens S du déplacement d'air dans le dit espace et, d'autre part, leur semelle d'appui soit centrée sur l'axe médian de 25 chaque colonne de cellules.
Un radiateur s'étend sur toute la longueur d'une colonne. Il comprend au moins deux ailes. Tant la semelle que les ailes ne comportent pas de trous pour que la surface d'échange soit maximale. L'avantage de cette solution est que le fait que la largeur de la semelle étant plus 5 faible que la dimension de la cellule prise dans le même axe, ce radiateur va former une sorte de puits froid absorbant les calories. Les calories vont se diriger (concentrer) vers la semelle. La largeur de la semelle est comprise entre 40% et 80% de la largeur de la cellule. Egalement en alignant les ailes 10B de dissipation dans le sens du déplacement io de l'air, on évite les pertes de charge d'où une vitesse de balayage plus faible et une turbine plus économique. Le nombre d'ailes de dissipation peut être augmenté sans augmentation significative de la perte de charge avec chaque aile ayant deux surfaces d'échange. Si on augmente la hauteur de l'aile de lcm pour une longueur de un mètre on a 0.02 m2 de surface d'échange en plus.
15 Les radiateurs seront en matériau bon conducteur de la chaleur tel l'aluminium et peint en couleur noire. Le sens d'écoulement de l'air et donc des colonnes sera celui de la dimension la plus grande du panneau car l'air sera le plus longtemps en contact avec les ailes du radiateur.
20 Les ailes du radiateur seront soient perpendiculaires à la semelle soient inclinées en sorte de diminuer l'encombrement en hauteur tout en augmentant la surface. De la graisse thermique pourra être mise entre le support et les radiateurs. Pour former l'espace clos sous le support soit on utilise une paroi 15 isolante thermiquement fixée sur un cadre porteur entourant le panneau photovoltaïque 25 soit au moment de la pose du panneau, on pose ce dernier sur une structure présentant une paroi isolante. On gagne 8 à 10%en été de rendement

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1) Panneau photovoltaïque comprenant des cellules (2) photovoltaïques arrangées en colonnes et en rangées fixées indirectement sur la face supérieure d' un support (4) sous lequel, d'une part, est aménagé un espace (7) fermé dit de ventilation dans lequel circule de l'air depuis une entrée (8) vers une sortie (9) et, d'autre part, sont fixés des radiateurs (10) pour dissiper la chaleur provenant des cellules, le dit panneau étant caractérisé en ce que les radiateurs (10) longilignes comprennent une semelle (10A) d'appui fixée sous le support d'où s'élèvent des ailes (10B) longitudinales de dissipation la dite semelle ayant une dimension (T) transversale plus faible que la dimension (C ) des cellules et ces radiateurs sont disposés pour que, d'une part, les ailes de dissipation soient alignées dans le sens (S) du déplacement d'air et, d'autre part, leur semelle d'appui soit centrée sur chaque colonne de cellules.
  2. 2) Panneau photovoltaïque selon la revendication 1 caractérisé en ce que la largeur ( T) de la semelle est comprise entre 40% et 80% de la largeur( C ) de la cellule.
  3. 3) Panneau photovoltaïque selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les ailes (10B) sont au moins deux.
  4. 4) Panneau photovoltaïque selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le radiateur est en aluminium
  5. 5) Panneau photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les radiateurs sont de couleur noire.
  6. 6) Panneau photovoltaïque selon la revendication 1 caractérisé en ce que les ailes de dissipation sont perpendiculaires à la semelle.
  7. 7) Panneau photovoltaïque selon la revendication 1 caractérisé en ce que les ailes de dissipation sont inclinées par rapport à la semelle.
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