FR3045141A1 - Support suiveur pour panneau solaire et son procede de fonctionnement - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un support pour panneau solaire, orientable selon un axe de rotation verticale (AV) et un axe de rotation horizontale (AH) et comprend : - une structure fixe (2), - une structure mobile (3) comportant : ○ une première armature (31) montée mobile en rotation sur la structure fixe (2) selon l'axe de rotation verticale (AV), ○ une seconde armature (32) montée mobile en rotation sur la première armature (31) selon l'axe de rotation horizontale (AH), - un premier actionneur adapté pour assurer la rotation de la première armature (31) lorsque ledit premier actionneur est activé, - un second actionneur (325) adapté pour assurer la rotation de la seconde armature (32) lorsque ledit second actionneur est activé, se caractérisant par le fait que le support suiveur (1) comprend en outre : - une came (4) présentant une surface de came (40), - au moins un moyen suiveur (41) de la surface de came (40), lequel moyen suiveur est agencé de sorte que la rotation de la première armature (31) selon l'axe de rotation verticale (AV) entraîne le déplacement dudit moyen suiveur sur ladite surface de came, lequel déplacement active le second actionneur (325).

Description

SUPPORT SUIVEUR POUR PANNEAU SOLAIRE ET SON PROCEDE DE FONCTIONNEMENT

Description

Domaine technique de l’invention. L’invention a pour objet un support suiveur adapté pour recevoir au moins un panneau solaire ainsi que son procédé de fonctionnement.

Elle concerne le domaine technique des supports suiveurs orientables permettant de suivre l’azimut (mouvement Est-Ouest) et le zénith (montée-descente) du soleil, pour améliorer le rendement des panneaux solaires. État de la technique.

On connaît par le document brevet FR 2.976.056 (PRESTIGE SOLAIRE) un support suiveur orientable selon deux axes de rotation, respectivement selon un axe de rotation verticale et un axe de rotation horizontale. Ce support comprend une structure fixe présentant plusieurs points d'ancrage au sol. Il comprend en outre une structure mobile comportant : - une première armature montée à rotation sur la structure fixe selon l'axe de rotation verticale ; - et une seconde armature définissant un plan de support des capteurs solaires et montée à rotation sur la première armature selon l'axe de rotation horizontale. Un premier moteur rotatif assure la rotation de la première armature, et un second moteur rotatif assure la rotation de la seconde armature.

Ce support suiveur connu de l’art antérieur présente un certain nombre d’inconvénients. Tout d’abord, il est nécessaire de prévoir deux moteurs rotatifs pour faire fonctionner le support suiveur. Cela implique non seulement une gestion synchronisée des deux rotations qui peut s’avérer complexe, mais également un prix de revient global du support suiveur relativement élevé.

De plus, il est nécessaire d’ancrer la structure fixe au sol, ce qui nécessite généralement de creuser des trous dans le sol pour loger les tiges d’ancrage, et éviter que le support suiveur ne bascule ou ne s’envole lorsque le vent s’engouffre sous le panneau solaire. La réalisation de ces trous est coûteuse non seulement en temps, mais également en main d’œuvre spécifique compétente dans ce type de travaux de construction. L’invention vise à remédier à cet état des choses. En particulier, un objectif de l’invention est de proposer un support suiveur donc la conception est plus simple et moins onéreuse que celle du support suiveur PRESTIGE SOLAIRE.

Un autre objectif de l’invention est de proposer un support suiveur donc la manutention et l’installation soient faciles et rapides.

Encore un autre objectif de l’invention est de proposer un support suiveur dont l’utilisation est aisée.

Divulgation de l’invention.

La solution proposée par l’invention est un support suiveur adapté pour recevoir au moins un panneau solaire, lequel support est orientable selon deux axes de rotation, respectivement selon un axe de rotation verticale et un axe de rotation horizontale et comprend : - une structure fixe, - une structure mobile comportant : o une première armature montée mobile en rotation sur la structure fixe selon l’axe de rotation verticale, o une seconde armature définissant un plan de support du panneau solaire, laquelle seconde armature est montée mobile en rotation sur la première armature selon l’axe de rotation horizontale, - un premier actionneur adapté pour assurer la rotation de la première armature lorsque ledit premier actionneur est activé, - un second actionneur adapté pour assurer la rotation de la seconde armature lorsque ledit second actionneur est activé.

Ce support suiveur est remarquable en ce qu’il comprend en outre : - une came présentant une surface de came, - au moins un moyen suiveur de la surface de came, lequel moyen suiveur est agencé de sorte que la rotation de la première armature selon l’axe de rotation verticale entraîne le déplacement dudit moyen suiveur sur ladite surface de came, lequel déplacement active le second actionneur. L’invention repose donc sur un dispositif d’actionnement mécanique qui remplace le dispositif d’actionnement motorisé décrit dans le document brevet FR 2.976.056 précité. L’utilisation du dispositif à came permet de s’affranchir de l’utilisation d’un moteur en tant que second actionneur. C’est maintenant le déplacement du moyen suiveur sur la surface de came qui entraîne la rotation de la seconde armature selon l’axe de rotation horizontale. D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires : - Le second actionneur est un actionneur mécanique préférentiellement formé par : - au moins un bras de manœuvre en prise avec la seconde armature de manière à faire pivoter ladite seconde armature selon l’axe de rotation horizontale lorsque ledit bras de manœuvre est sollicité ; au moins un levier relié au moyen suiveur, lequel levier coopère avec le bras de manœuvre pour le solliciter lorsque ledit moyen suiveur se déplace sur la surface de came. - Le levier est avantageusement en prise avec la première armature de sorte que la rotation de ladite première armature selon l’axe de rotation verticale entraîne le déplacement du moyen suiveur sur la surface de came. - La position du levier par rapport à la première armature est préférentiellement réglable de sorte que, en fonction de la position dudit levier, le moyen suiveur ne se déplace que sur une partie de la surface de came lors de la rotation de ladite première armature selon l’axe de rotation verticale. - Le bras de manœuvre est avantageusement en prise avec le levier au moyen d’une liaison adaptée pour régler la position dudit bras sur ledit levier, de sorte qu’une modification de la position dudit bras entraîne une rotation de la seconde armature selon l’axe de rotation horizontale. - La came est avantageusement solidaire de la structure fixe, laquelle came est installée autour de l’axe de rotation verticale. - La surface de came présente préférentiellement des premières portions planes situées dans un premier plan horizontal, des secondes portions planes situées dans un second plan horizontal, lequel second plan est parallèle audit premier plan, lesdites premières portions étant reliées auxdits secondes portions par des portions en pente. - Dans une variante de réalisation, la surface de came présente un profil sinusoïdal formé par une succession de creux et de bosses. - Avantageusement, le profil de la surface de came est tel que, lorsque la première armature parcourt un secteur angulaire de 90° autour de l’axe de rotation verticale, le débattement angulaire de la seconde armature autour de l’axe de rotation horizontale est compris entre 10° et 40°. - Le premier actionneur est préférentiellement un moteur rotatif adapté pour faire pivoter séquentiellement la première armature sur un secteur angulaire prédéfini autour de l’axe de rotation verticale. - La structure fixe présente avantageusement une embase adaptée pour s’opposer à l’enfoncement de ladite structure fixe dans le sol. - Des moyens de lestage peuvent être agencés dans la structure fixe, ou sur ladite structure fixe, de manière à ce que leur poids soit reporté sur l’embase, ces moyens de lestage ayant préférentiellement chacun un poids inférieur ou égal à 100 Kg.

Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de fonctionnement du support suiveur conforme aux caractéristiques remarquables définies précédemment, consistant à régler, en fonction des saisons, d’une part la position du levier par rapport à la première armature et d’autre part la position du bras de manœuvre par rapport audit levier, de sorte que l’inclinaison de la seconde armature par rapport à l’horizontal soit comprise dans les valeurs mentionnées dans le tableau suivant :

Description des figures. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d’un support suiveur conforme à l’invention, des panneaux solaires étant installés sur ledit support, - la figure 2 est une vue en perspective d’une coupe horizontale de la structure fixe du support suiveur de la figure 1, le premier actionneur n’étant pas représenté, - la figure 3 est une vue de profil du support suiveur de la figure 1, le moyen suiveur étant situé à un point bas de la surface de came, - la figure 4 est une vue de profil du support suiveur de la figure 1, le moyen suiveur étant situé à un point intermédiaire de la surface de came, - la figure 5 est une vue de profil du support suiveur de la figure 1, le moyen suiveur étant situé à un point haut de la surface de came, - la figure 6 est une vue en coupe horizontale de la structure fixe du support suiveur de la figure 1, - la figure 7 est une vue en perspective d’une coupe verticale de la structure fixe du support suiveur de la figure 1, - la figure 8 est une vue de profil du support suiveur de la figure 1, le moyen suiveur étant situé à un point bas de la surface de came, le bras de manœuvre étant en prise avec le levier selon une autre position que celle de la figure 3.

Modes préférés de réalisation de l’invention.

Le support suiveur objet de l’invention est adapté pour recevoir un ou plusieurs panneaux solaires. Il permet d’orienter les panneaux solaires en fonction du zénith et de l’azimut du soleil de manière à optimiser leur rendement, en ce sens qu’ils puissent capter le maximum de rayons solaires.

Sur la figure 1, le support suiveur 1 supporte quatre panneaux solaires P adjacents, disposés côte-à-côte. Ces panneaux P sont par exemple des panneaux commercialisés par la société RECSOLAR sous la marque REC®. Ils se présentent typiquement sous la forme de panneaux rectangulaires plats d’environ 2 m de long sur 1 m de large.

Le support suiveur 1 est orientable selon deux axes de rotation, respectivement selon un axe de rotation verticale AV et un axe de rotation horizontale AH. L’axe de rotation verticale AV permet de suivre le mouvement azimutal du soleil (mouvement Est-Ouest) et l’axe de rotation horizontale AH permet de suivre son mouvement zénithal (montée-descente).

Le support suiveur 1 comprend une structure fixe 2 permettant de l’installer sur le sol, sans qu’il soit nécessaire de prévoir des fondations ou autres moyens d’ancrage s’enfonçant dans le sol. Sur les figures annexées, les parois latérales de la structure fixe 2 sont délimitées par un carter 20 ayant une forme générale de tronc de pyramide à huit côtés. Ce carter 20 peut être formé d’une ou plusieurs tôles pliées, soudées, vissées ou rivetées entre elles. L’axe de rotation verticale AV coïncide avec l’axe de symétrie du carter 20.

La base de la structure fixe 2 se présente sous la forme d’une embase 21 adaptée pour s’opposer à l’enfoncement de ladite structure dans le sol. Sur les figures 2 et 6, cette embase 21 est de forme polygonale. Elle est par exemple constituée d’une plaque en acier inoxydable ayant une épaisseur d’environ 3 mm et formant la paroi de fond du carter 20. Sa surface d’appui au sol est comprise entre 2 m2 et 7 m2. Le poids et les dimensions d’une telle plaque suffisent à assurer le maintien en position du support suiveur 1 et éviter qu’il ne bascule ou ne s’envole lorsque le vent s’engouffre sous les panneaux P. L’embase 21 est solidarisée au niveau du bord inférieur des parois latérales du carter 2, par exemple par soudage, vissage, rivetage, etc.

Des moyens de lestage 210 peuvent être agencés dans, ou sur, la structure fixe 2 de manière à ce que leur poids soit reporté sur l’embase 21. En associant ces moyens de lestage 210 à la structure fixe 2, on va lester davantage le support suiveur 1, sans qu’il soit nécessaire de prévoir une quelconque fondation ou autres organes d’ancrage du type décrit dans le document brevet FR 2.976.056 précité. Avantageusement, ces moyens de lestage 210 ont chacun un poids inférieur ou égal à 100 Kg, préférentiellement inférieur à 50 kg, de manière à pouvoir être facilement manutentionnés manuellement par une ou deux personnes au maximum. Les moyens de lestage 210 sont préférentiellement des parpaings de maçonnerie installés dans la structure fixe 2. Pour simplifier la conception du support 1, ces parpaings reposent simplement sur l’embase 21, à l’intérieur de la structure fixe 2. Entre 3 et 20 parpaings 210 peuvent être installés sur l’embase 21. On peut également prévoir d’entasser en vrac du sable, des graviers, ou des morceaux parpaings de maçonnerie dans la structure fixe 2. Cette dernière solution présente l’avantage de pouvoir lester la structure fixe 2 avec des chutes de matériaux de construction qui ne sont pas commercialisables en tant que tels, et donc qui sont disponibles à moindre coût. D’autres moyens de lestage similaires peuvent être employés, par exemple des blocs unitaires de béton et/ou d’acier, et dont la forme est complémentaire des parois internes de la structure fixe 2.

Le sommet de la structure fixe 2 est formé par un plateau 22. Ce dernier consiste par exemple en une plaque circulaire en acier inoxydable ayant une épaisseur d’environ 3 mm et dont le diamètre est par exemple compris entre 1 m et 2 m. Pour simplifier sa manutention, le plateau 22 peut être constitué de deux demi-plaques assemblées entre-elles par soudage, vissage, rivetage ou autre. La hauteur de la structure fixe 2, c’est-à-dire la distance séparant l’embase 21 du plateau 22 est par exemple comprise entre 50 cm et 1,5 m. Cette hauteur réduite participe à la compacité d’ensemble du support 1.

Le carter 20, l’embase 21 et le plateau 22 délimitent ainsi une structure fixe 2 qui est creuse, et à l’intérieur de laquelle sont disposés, outre les moyens de lestage 210 précités, le premier actionneur décrit plus avant dans la description.

Le support suiveur 1 comprend également une structure mobile 3. Cette dernière comporte une première armature 31 qui montée mobile en rotation sur la structure fixe 2 selon l’axe de rotation verticale AV.

Sur la figure 1, la première armature 31 comporte une première poutre horizontale 310 qui se présente sous la forme d’un profilé tubulaire dont le diamètre externe est par exemple compris entre 5 cm et 15 cm et dont l’épaisseur est comprise entre 5 mm et 15 mm. Sa longueur correspond aux largeurs cumulées des panneaux P disposés côte-à-côte.

La poutre 310 est solidaire d’une paire de poteaux fixes 311 qui se présentent chacun sous la forme d’un profilé dont la section transversale est en U. Les poteaux fixes 311 sont disposés de part et d’autre du carter 20, symétriquement par rapport à l’axe de rotation verticale AV. Ils s’étendent vers le bas du support 1, c’est-à-dire vers l’embase 21, perpendiculairement à la poutre 310. Leur longueur est légèrement inférieure à la hauteur de la structure fixe 2, cette longueur étant par exemple comprise entre 30 cm et 1,3 m. Leur extrémité supérieure peut être solidarisée par soudage sur la poutre 310.

Chaque poteau 311 est associé à deux traverses, respectivement une traverse fixe 312 installée au niveau de l’extrémité supérieure dudit poteau, et une traverse mobile 313 installée au niveau de l’extrémité inférieure dudit poteau. Ces traverses 312, 313 se présentent sous la forme de profilés dont la section transversale est carrée ou rectangulaire. Leur longueur est par exemple comprise entre 40 cm et 1 m.

La traverse fixe 312 est solidaire du poteau 311, cette solidarisation étant assurée par soudage, vissage, rivetage, etc. La traverse fixe 312 est horizontale et disposée perpendiculairement au poteau 311 et perpendiculairement à la poutre 310. Les extrémités libres des traverses fixes 312 sont reliées entre elles par une poutre horizontale 314 qui contribue à rigidifier l’ensemble. Cette poutre 314 est similaire à la poutre 310 décrite précédemment.

La traverse mobile 313 est articulée à l’extrémité inférieure du poteau 311, autour d’un axe de rotation horizontale 3130. La traverse fixe 312 est horizontale et disposée perpendiculairement au poteau 311 et perpendiculairement à la poutre 310.

La première armature 31, c’est-à-dire l’ensemble des éléments 310, 311, 312, 313, 3130, 314, est mise en rotation, autour de l’axe vertical AV, par un premier actionneur 315. Sur la figure 7, ce premier actionneur 315 se présente sous la forme d’un moteur rotatif installé dans la structure creuse 2, à l’intérieur de la cavité délimitée par le carter 20, l’embase 21 et le plateau 22. Ce moteur rotatif peut, le cas échéant, être couplé à un réducteur et à un variateur. On utilise par exemple un motoréducteur commercialisé par la société BONFIGLIOLI. Son alimentation électrique peut être assurée par un branchement au secteur, éventuellement par l’intermédiaire d’un transformateur. On peut également prévoir de prélever la tension électrique d'alimentation directement sur l'un des panneaux P. L’arbre d’entraînement 3150 du moteur 315 est vertical, coaxial à l’axe de rotation vertical AV. Il est en prise avec une traverse centrale 316 reliant les poutres 310 et 314. Un aménagement est prévu dans le plateau 22 pour le passage de l’arbre d’entraînement 3150. Cette traverse centrale 316 est similaire aux traverses fixes 312 décrites précédemment. Elle est horizontale et disposée perpendiculairement aux poutres 310 et 314, au-dessus du plateau 22. Ses extrémités sont solidarisées respectivement à la poutre 310 et à la poutre 314. Ainsi, lorsque le moteur 315 est activé, l’arbre d’entraînement 3150 est mis en rotation, entraînant de fait la mise en rotation de la première armature 31 autour de l’axe de rotation vertical AV.

Le premier actionneur 315 est adapté pour faire pivoter séquentiellement la première armature 31 sur un secteur angulaire prédéfini autour de l’axe de rotation verticale AV. En pratique, le moteur formant le premier actionneur 315 est piloté par un automate programmable ou un contrôleur électronique. Cet automate ou ce contrôleur peuvent être réglés pour faire pivoter la première armature 31 d’un angle de 15° toutes les heures, sur une période de 12 heures. Ainsi, la première armature 31 décrira un secteur angulaire de 180° sur cette période de 12 heures (par exemple de 8 h à 20 h), et permettra aux panneaux P de suivre la course du soleil, depuis l’Est vers l’Ouest.

Lorsque la première armature 31 a parcouru le secteur angulaire prédéfini (par exemple 180°), le premier actionneur 315 est piloté pour faire revenir automatiquement la première armature 31 dans sa position initiale. En reprenant l’exemple précédant, à 8 h, les panneaux P sont face à l’Est. A 20 h, ils sont face à l’Ouest. La première armature 31 pivotera alors de 180° de sorte que les panneaux P soient repositionnés face à l’Est.

La structure mobile 3 comporte une seconde armature 32 définissant un plan de support des panneaux P. Cette seconde armature 32 est montée mobile en rotation sur la première armature 31 selon l’axe de rotation horizontale AH.

Sur les figures annexées, le plan de support des panneaux solaires P est défini par des organes de fixation 320, 321 qui se présentent par exemple sous la forme d’étriers formant charnière sur lesquels se fixent, par vissage ou boulonnage, les châssis des panneaux P.

Les organes de fixation 320 sont solidaires de la poutre 310 et sont fixés sur les châssis des panneaux P, sensiblement au milieu desdits châssis. Ces organes de fixation 320 sont montés mobiles en rotation sur la poutre 310, selon l’axe longitudinal de cette dernière qui matérialise l’axe de rotation horizontale AH.

Les organes de fixation 321 sont solidaires d’une poutre horizontale 322 similaire à la poutre 310 précitée et située au dessus de cette dernière. La poutre 322 se présente par exemple sous la forme d’un profilé tubulaire dont le diamètre externe est par exemple compris entre 5 cm et 15 cm et dont l’épaisseur est comprise entre 5 mm et 15 mm. Sa longueur correspond aux largeurs cumulées des panneaux P disposés côte-à-côte. Les organes de fixation 321 sont fixés sur les châssis des panneaux P, dans la partie supérieure desdits châssis.

Un second actionneur 325 assure la rotation de la seconde armature 32. Ce second actionneur est à fonctionnement mécanique comme cela est maintenant expliqué en référence aux figures 1,3, 4 et 5.

La poutre 322 est en prise avec une paire de bras de manœuvre 3251 qui se présentent chacun sous la forme d’un profilé dont la section transversale est carrée ou rectangulaire. Les bras de manœuvre 3251 sont disposés de part et d’autre du carter 20, symétriquement par rapport à l’axe de rotation verticale AV. Ils s’étendent vers le bas du support 1, c’est-à-dire vers l’embase 21. Leur longueur est par exemple comprise entre 30 cm et 50 cm. Leur extrémité supérieure peut être solidarisée par soudage sur la poutre 322.

Chaque bras de manœuvre 3251 est associé à un levier 3252. Ce dernier se présente sous la forme d’un profilé dont la section transversale est carrée ou rectangulaire et dont la longueur est par exemple comprise entre 50 cm et 2 m. Le bras de manœuvre 3251 est articulé à l’extrémité supérieure du levier 3252, autour d’un axe de rotation horizontale 3250.

Le levier 3252 est vertical. Il est relié, dans sa partie inférieure, à l’extrémité de la traverse mobile 313 qui est opposée à l’extrémité en prise avec le poteau 311. Cette extrémité est montée mobile sur le levier 3252, autour d’un axe de rotation horizontal 3131.

Un aménagement, ou guide, est prévu dans les traverses fixes 312 de sorte que les leviers 3252 soient montés coulissants dans lesdites traverses respectives, selon un axe vertical. Cet aménagement est également configuré de manière à permettre un débattement latéral des leviers 3252 dans les traverses fixes 312. Ce débattement latéral offre aux leviers 3252 un degré de liberté supplémentaire en translation le long des traverses fixes 312.

Dans cet agencement, lorsque les leviers 3252 se déplacent verticalement vers le haut, ils sollicitent les bras de manœuvre 3251. Ces derniers agissent sur la seconde armature 32, et plus précisément sur la poutre 322, de manière à ce que ladite seconde armature pivote autour de l’axe de rotation horizontale AH. Chaque ensemble constitué par un bras de manœuvre 3251 et un levier 3252 constitue le second actionneur 32.

La manière dont ce second actionneur 32 est activé, c’est-à-dire la manière dont les leviers 3252 sont mus verticalement vers le haut, va maintenant être décrite en détail.

Une came 4 est installée sur la structure fixe 2 et est solidaire de cette dernière. Plus particulièrement, la came 4 se présente sous la forme d’une ou plusieurs plaques ou tôles fixées par soudage, vissage ou boulonnage sur la surface externe des parois latérales du carter 20, autour de l’axe de rotation verticale AV. La surface supérieure de ces plaques ou tôle définit une surface de came 40.

Sur les figures annexées, la surface de came 40 présente des premières portions planes 401, des secondes portions planes 402 et des portions en pente 403 qui relient les premières et secondes portions.

Les premières portions planes 401 sont situées dans un premier plan horizontal qui est situé sensiblement au milieu des parois latérales du carter 20.

Les secondes portions planes 402 sont situées dans un second plan horizontal, parallèle au premier plan, lequel second plan est situé sensiblement au niveau de l’embase 21. Les premières portions 401 forment ainsi des points hauts de la came 4, et les secondes portions 402 des points bas. Les portions en pente 403 sont inclinées de 10° à 30° par rapport à l’horizontal.

La surface de came 40 est symétrique par rapport à l’axe de rotation verticale AV. Sur un secteur angulaire de 360° autour de l’axe de rotation verticale AV, la surface de came 40 présente deux premières portions 401 décrivant par exemple chacune un secteur angulaire de 45°, deux secondes portions 402 décrivant par exemple chacune un secteur angulaire de 15° et quatre portions en pente 403 décrivant par exemple chacune un secteur angulaire de 45°.

Conformément à l’invention, au moins un moyen suiveur 41 de la surface de came 40 est agencé de sorte que la rotation de la première armature 31 selon l’axe de rotation verticale AV entraîne le déplacement dudit moyen suiveur sur ladite surface de came, lequel déplacement active le second actionneur 325.

Les moyens suiveurs 41 se présentent avantageusement sous la forme d’un élément du type roue ou galet roulant, qui se déplacent sur la surface de came 40 et qui sont reliés aux leviers 3252. Préférentiellement, ces moyens suiveurs 41 sont installés à l’extrémité inférieure des leviers 3252 qui est opposée à l’extrémité supérieure recevant les bras de manœuvre 3251.

Les moyens suiveurs 41 sont adaptés pour solliciter les leviers 3252 et faire pivoter les bras de manœuvre 3251 autour de leur axe de rotation 3250, lorsque la première armature 31 est entraînée en rotation. Les leviers 3252 étant en prise avec la première armature 31, notamment avec les traverses fixes 312, la rotation de ladite première armature selon l’axe de rotation verticale AV entraîne le déplacement des moyens suiveurs 41 sur la surface de came 40.

En pratique, lorsque les moyens suiveurs 41 sont situés sur un des points bas 402 de la surface de came 40 (figure 3), les leviers 3252 sont dans une position basse. Les bras de manœuvre 3251 sont dans une position telle que la seconde armature 32, et donc les panneaux P, sont basculés autour de l’axe de rotation horizontal AH, vers l’arrière du support suiveur 1. L’angle “a” que la seconde armature 32, et donc les panneaux P, forment avec l’horizontal H est minimal. Cet angle d’inclinaison “a” est par exemple compris entre 10° et 40°. La profondeur des points bas 402 est déterminée en fonction de l’inclinaison minimale voulue de la seconde armature 32 et des panneaux P.

Lorsque les moyens suiveurs 41 quittent les points bas 402 de la surface de came 40 et montent sur une portion en pente 403 (figure 4), la surface de came 40 exerce une force mécanique sur lesdits moyens suiveurs qui provoque la montée des leviers 3252. Cette montée des leviers 3252 entraîne le pivotement des bras de manœuvre 3251 autour de leur axe de rotation 3250 et le basculement de la seconde armature 32 et des panneaux P, autour de l’axe de rotation horizontal AH, vers l’avant du support suiveur 1. L’angle d’inclinaison “a” augmente progressivement.

Lorsque les moyens suiveurs 41 atteignent les points hauts 401 de la surface de came 40 (figure 5), les leviers 3252 sont dans une position haute. Les bras de manœuvre 3251 sont dans une position telle que la seconde armature 32, et les panneaux P, sont basculés autour de l’axe de rotation horizontal AH, vers l’avant du support suiveur 1. La valeur de l’angle d’inclinaison “a” est maximale, par exemple comprise entre 40° et 60°. La hauteur des points hauts 401 est déterminée en fonction de l’inclinaison maximale voulue de la seconde armature 32 et des panneaux P.

Lorsque les moyens suiveurs 41 quittent les points hauts 401 de la surface de came 40 (figure 5), et descendent sur une portion en pente 403 jusqu’à atteindre les points bas 402, les leviers 3252 redescendent, ce qui entraîne le pivotement des bras de manœuvre 3251 autour de leur axe de rotation 3250 et le basculement de la seconde armature 32 et des panneaux P, autour de l’axe de rotation horizontal AH, vers l’arrière du support suiveur 1. L’angle d’inclinaison “a” diminue jusqu’à la valeur minimale précitée.

Un exemple de fonctionnement et de réglage du support suiveur 1 va maintenant être décrit. Le premier actionneur 315 est réglé pour faire tourner la première armature 31 de 8 h à 20 h sur un secteur angulaire de 180° correspondant à la course azimutale du soleil Est-Ouest. A 8h, la première armature 31 est positionnée de sorte que la seconde armature 32 et les panneaux P soient installés face à l’Est, au soleil levant. La position zénitale du soleil levant étant basse, la seconde armature 32 et les panneaux P sont inclinés vers l’avant du support suiveur 1, avec l’angle d’inclinaison “a” à une valeur maximale, par exemple 40°, pour que les rayons solaires soient parallèles à la normale aux panneaux P. Pour cela, la came 4 est installée de sorte que dans cette position de la seconde armature 32, les moyens suiveurs 41 soient situés sur les points hauts 401 de la surface de came 40.

La première armature 31 est alors mise en rotation autour de l’axe vertical AV de sorte que la seconde armature 32 et les panneaux P se déplacent vers le Sud. La position zénitale du soleil augmente progressivement jusqu’à atteindre sa position la plus haute dans le ciel (culmination), sensiblement à 12h (midi). De l’orientation Est initiale, à l’orientation Sud, la première armature 31 a parcouru un secteur angulaire de 90°. Sur ce secteur angulaire, les moyens suiveurs 41 ont quitté les points hauts 401 de la surface de came 40, et descendus les portions en pente 403 jusqu’à atteindre les points bas 402. Tout le long de ce parcours, la seconde armature 32 et les panneaux P, basculent progressivement autour de l’axe de rotation horizontal AH, vers l’avant du support suiveur 1, suivant la position zénitale du soleil, jusqu’à atteindre une position où la valeur de l’angle d’inclinaison “a” est minimale, par exemple 20°, pour que les rayons solaires restent parallèles à la normale aux panneaux P.

La première armature 31 poursuit sa rotation autour de l’axe vertical AV de sorte que la seconde armature 32 et les panneaux P se déplacent vers l’Ouest. La position zénithale du soleil diminue jusqu’à atteindre sa position la plus basse dans le ciel (crépuscule), sensiblement vers 20h. De l’orientation Sud à l’orientation Ouest, la première armature 31 a de nouveau parcouru un secteur angulaire de 90°. Sur ce secteur angulaire, les moyens suiveurs 41 ont quitté les points bas 402 de la surface de came 40, et remonté les portions en pente 403 jusqu’à atteindre les points hauts 401. Sur ce parcours, la seconde armature 32 et les panneaux P, basculent progressivement autour de l’axe de rotation horizontal AH, vers l’arrière du support suiveur 1, jusqu’à atteindre une position où la valeur de l’angle d’inclinaison “a” est de nouveau maximale, par exemple 40°, pour que les rayons solaires restent parallèles à la normale aux panneaux P.

Ainsi, de l’orientation Est initiale à l’orientation Ouest finale, la première armature 31 a parcouru un secteur angulaire total de 180°, la seconde armature 32 et les panneaux P étant constamment, sur ce secteur angulaire, inclinés selon un angle d’inclinaison "a” variable, permettant auxdits panneaux de capter le maximum de rayons solaires.

Le profil de la surface de came 40 décrit précédemment, est tel que, lorsque la première armature 31 parcourt un secteur angulaire de 90° (Est-Sud ou Sud-Ouest ; passage d’un point haut 401 à un point bas 402 ou inversement) autour de l’axe de rotation verticale AV, le débattement angulaire de la seconde armature 32 et des panneaux P autour de l’axe de rotation horizontale AH est de 20°. De manière générale, en réglant la position et/ou la hauteur des points hauts 401 et des points bas 402, le profil de la surface de came 40 peut être configuré de sorte que ce débattement angulaire soit compris entre 10° et 40°.

En fonction des saisons, la course zénithale du soleil varie. Par exemple, en été, la culmination du soleil est plus importante qu’au printemps, qu’en automne et qu’en hiver. Et la culmination du soleil au printemps ou en automne est plus importante qu’en hiver.

Il apparaît donc judicieux de pouvoir prérégler l’angle d’inclinaison "a” de la seconde armature 32 et des panneaux P lorsque les moyens suiveurs sont situés sur les points hauts 401 (orientation Est et Ouest) et les points bas 402 (Orientation Sud).

Pour ce faire, le bras de manœuvre 3251 est en prise avec le levier 3252 au moyen d’une liaison adaptée pour régler la position dudit bras sur ledit levier, de sorte qu’une modification de la position dudit bras entraîne une rotation de la seconde armature 32 et des panneaux P selon l’axe de rotation horizontale AH. En pratique, le bras de manœuvre 3251 est pourvu d’un aménagement 3523 dans lequel se loge l’axe 3250 qui se matérialisé par un arbre de type goupille. Cet aménagement 3523 se présente par exemple sous la forme d’une coulisse ou d’une glissière longitudinale, de type crémaillère, présentant au moins deux positions dans lequel se loge l’axe 3250. On peut ainsi régler la position du bras de manœuvre 3251, et dont l’inclinaison de la seconde armature 32 et des panneaux P, en réglant la position de l’axe 3250 dans l’aménagement 3523.

Sur la figure 3, l’axe 3250 est placé dans la partie inférieure de l’aménagement 3253. Sur la figure 8, l’axe 3250 est placé dans la partie supérieure de l’aménagement 3253.

En été, l’axe 3250 est placé dans la partie supérieure de l’aménagement 3253 (figure 8), de sorte que la seconde armature 32 et les panneaux P pivotent autour de l’axe de rotation verticale AV et soient davantage basculés vers l’arrière du support suiveur 1. Dans ce cas, lorsque les moyens suiveurs 41 sont sur des points hauts (orientation Est ou orientation Ouest), l’angle d’inclinaison "a” peut par exemple être de 40°. Et lorsque les moyens suiveurs 41 sont sur des points bas (orientation Sud), l’angle d’inclinaison "a” peut par exemple être de 20°. Compte tenu de la course zénithale du soleil en été, les panneaux P sont ainsi orientés de manière optimale pour que les rayons solaires restent parallèles à la normale auxdits panneaux.

Au printemps ou en automne, la course zénithale du soleil est plus basse dans le ciel qu’en été. La seconde armature 32 et les panneaux P vont être davantage inclinés vers l’avant du support suiveur 1 pour les maintenir perpendiculaires aux rayons solaires. Pour cela, comme illustré sur la figure 3, l’axe 3250 est placé dans la partie inférieure de l’aménagement 3253 de sorte que la seconde armature 32 et les panneaux P pivotent autour de l’axe de rotation verticale AV et soient basculés vers l’avant du support suiveur 1. Lorsque les moyens suiveurs 41 sont sur des points hauts (orientation Est ou orientation Ouest), l’angle d’inclinaison "a” peut par exemple être de 60°. Et lorsque les moyens suiveurs 41 sont sur des points bas (orientation Sud), l’angle d’inclinaison "a” peut par exemple être de 40°.

On peut prévoir un réglage similaire en hiver, en basculant encore davantage la seconde armature 32 et les panneaux P vers l’avant du support suiveur 1. Toutefois, le demandeur a pu constater qu’en hiver, il n’était pas nécessaire que la seconde armature 32 et les panneaux P pivotent autour de l’axe de rotation horizontale AH lors de la mise en rotation de la première armature 31 autour de l’axe de rotation verticale AV.

Aussi, on prévoit avantageusement que la position des leviers 3252 par rapport à la première armature 31, et notamment par rapport aux traverses fixes 312 soit réglable de sorte que, en fonction de la position desdits leviers, les moyens suiveurs 41 ne se déplacent que sur une partie de la surface de came 40 lors de la rotation de ladite première armature 31 selon l’axe de rotation verticale AV. En se rapportant à la figure 5, chaque levier 3252 coopère avantageusement avec un élément de butée 3254 adapté pour bloquer son coulissement dans la traverse fixe 312. Cet élément de butée 3254 peut par exemple se présenter sous la forme d’une goupille logée dans un aménagement dédié prévu dans le levier 3252 et/ou dans la traverse fixe 312.

En hiver, les leviers 3252 sont ainsi bloqués dans une position haute, correspondant à celle obtenue lorsque les moyens suiveurs 41 sont situés sur les points hauts 401 de la surface de came 40. La seconde armature 32 et les panneaux P sont inclinés vers l’avant du support suiveur 1, avec un angle d’inclinaison "a” qui reste constant lors de la mise en rotation de la première armature 31 autour de l’axe de rotation verticale AV. Pour augmenter davantage l’angle d’inclinaison "a” et le maintenir par exemple à 60°, l’axe 3250 est placé dans la partie inférieure de l’aménagement 3253.

Un mode de fonctionnement avantageux du support suiveur 1 en fonction des saisons, est mentionné dans le tableau ci-dessous:

Ces valeurs sont obtenues : - d’une part en réglant la position des leviers 3252 par rapport à la première armature 31, notamment au moyen des éléments de butée 3254 ; - et d’autre part en réglant la position des bras de manœuvre 3251 par rapport auxdits leviers, notamment au moyen du réglage de la position des axes 3250. L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention. En particulier : - La structure fixe 2 peut présenter une forme générale de tronc de pyramide ayant plus ou moins de huit côtés, de tronc de cône, de cylindre, de parallélépipède, etc. L’embase 21 peut être réalisée en tout matériau rigide convenant à l’homme du métier : métal, plastique, composite (fibres de carbone), bois, etc. - Les moyens de lestage 210 peuvent être insérés dans des logements dédiés installés sur les parois latérales de la structure fixe 2. - La structure fixe 2 peut ne pas présenter d’embase 21, est être maintenue au sol de par le poids total du support suiveur 1 et/ou par l’intermédiaire de chevilles du type spit par exemple. - Les poutres 310, 314, 322, les poteaux 311, les traverses 312, 313, le bras de manœuvre 3251, le levier 3252, la came 4, peuvent être réalisés en tout matériau rigide convenant à l’homme du métier : métal, plastique, composite (fibres de carbone), bois, etc. - Le premier actionneur 315 peut se présenter sous la forme d’un vérin linéaire. - Le premier actionneur 315 peut se présenter sous la forme d’un moteur rotatif couplé à une ou plusieurs autres premières armature d’un ou de plusieurs autres support suiveur ; ce couplage peut par exemple être réalisé par l’intermédiaire d’une ou plusieurs bielles ; cette configuration permet d’augmenter la production totale d’énergie tout en limitant les coûts de fabrication. - Le premier actionneur 315 peut être adapté pour faire pivoter de manière continue la première armature 31 autour de l’axe de rotation verticale AV, sur le secteur angulaire prédéfini. - Le second actionneur 325 peut n’être constitué que d’un seul ensemble bras de manœuvre 3251 - levier 3252. Auquel cas, un seul moyen suiveur 41 est prévu. - La surface de came 40 peut présenter un profil sinusoïdal formé par une succession de creux et de bosses. - Les portions hautes 401 ou basses 402 (ou les creux et les bosses) de la surface de came 40 ainsi que le moyen suiveur 41 peuvent être remplacés par des aimants de manière à solliciter sans contact les leviers 3252. - La liaison adaptée pour régler la position du bras de manœuvre 3251 sur le levier 3252 peut être matérialisée par un actionneur linéaire du type vérin ou vis sans fin, lequel actionneur est relié d’une part audit bras et d’autre part audit levier. Le réglage du débattement de cet actionneur linéaire permet de régler l’inclinaison de la seconde armature 32 et des panneaux P selon l’axe de rotation horizontale AH.

Claims (14)

1. Revendications

   1. Support suiveur adapté pour recevoir au moins un panneau solaire (P), lequel support (1) est orientable selon deux axes de rotation, respectivement selon un axe de rotation verticale (AV) et un axe de rotation horizontale (AH) et comprend : - une structure fixe (2), - une structure mobile (3) comportant : o une première armature (31) montée mobile en rotation sur la structure fixe (2) selon l’axe de rotation verticale (AV), o une seconde armature (32) définissant un plan de support du panneau solaire (P), laquelle seconde armature est montée mobile en rotation sur la première armature (31) selon l’axe de rotation horizontale (AH), - un premier actionneur (315) adapté pour assurer la rotation de la première armature (31) lorsque ledit premier actionneur est activé, - un second actionneur (325) adapté pour assurer la rotation de la seconde armature (32) lorsque ledit second actionneur est activé, se caractérisant par le fait que le support suiveur (1) comprend en outre : - une came (4) présentant une surface de came (40), - au moins un moyen suiveur (41) de la surface de came (40), lequel moyen suiveur est agencé de sorte que la rotation de la première armature (31) selon l’axe de rotation verticale (AV) entraîne le déplacement dudit moyen suiveur sur ladite surface de came, lequel déplacement active le second actionneur (325).
2. 2. Support selon la revendication 1, dans lequel le second actionneur (325) (325) est un actionneur mécanique formé par : - au moins un bras de manœuvre (3251) en prise avec la seconde armature (32) de manière à faire pivoter ladite seconde armature selon l’axe de rotation horizontale (AH) lorsque ledit bras de manœuvre est sollicité, - au moins un levier (3252) relié au moyen suiveur (41), lequel levier coopère avec le bras de manœuvre (3251) pour le solliciter lorsque ledit moyen suiveur se déplace sur la surface de came (40).
3. 3. Support selon la revendication 2, dans lequel le levier (3252) est en prise avec la première armature (31) de sorte que la rotation de ladite première armature selon l’axe de rotation verticale (AV) entraîne le déplacement du moyen suiveur (41) sur la surface de came (40).
4. 4. Support selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel la position du levier (3252) par rapport à la première armature (31) est réglable de sorte que, en fonction de la position dudit levier, le moyen suiveur (41) ne se déplace que sur une partie (401) de la surface de came (40) lors de la rotation de ladite première armature selon l’axe de rotation verticale (AV).
5. 5. Support selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le bras de manœuvre (3251) est en prise avec le levier (3252) au moyen d’une liaison (3250, 3253) adaptée pour régler la position dudit bras sur ledit levier, de sorte qu’une modification de la position dudit bras entraîne une rotation de la seconde armature (32) selon l’axe de rotation horizontale (AH).
6. 6. Support selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la came (4) est solidaire de la structure fixe (2), laquelle came est installée autour de l’axe de rotation verticale (AV).
7. 7. Support selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la surface de came (40) présente des premières portions planes (401) situées dans un premier plan horizontal, des secondes portions planes (402) situées dans un second plan horizontal, lequel second plan est parallèle audit premier plan, lesdites premières portions (401) étant reliées auxdits secondes portions (402) par des portions en pente (403).
8. 8. Support selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la surface de came (40) présente un profil sinusoïdal formé par une succession de creux et de bosses.
9. 9. Support selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le profil de la surface de came (40) est tel que, lorsque la première armature (31) parcourt un secteur angulaire de 90° autour de l’axe de rotation verticale (AV), le débattement angulaire de la seconde armature (32) autour de l’axe de rotation horizontale (AH) est compris entre 10° et 40°.
10. 10. Support selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le premier actionneur (35) est un moteur rotatif adapté pour faire pivoter séquentiellement la première armature (31) sur un secteur angulaire prédéfini autour de l’axe de rotation verticale (AV).
11. 11. Support selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la structure fixe (2) présente une embase (21) adaptée pour s’opposer à l’enfoncement de ladite structure fixe dans le sol.
12. 12. Support selon la revendication 11, dans lequel des moyens de lestage (210) sont agencés dans la structure fixe (2), ou sur ladite structure fixe, de manière à ce que leur poids soit reporté sur l’embase (21).
13. 13. Support selon la revendication 12, dans lequel les moyens de lestage (210) ont chacun un poids inférieur ou égal à 100 Kg.
14. 14. Procédé de fonctionnement du support suiveur conforme à la revendication 1 prise en combinaison avec les revendications 4 et 5, consistant à régler, en fonction des saisons, d’une part la position du levier (3252) par rapport à la première armature (31) et d’autre part la position du bras de manœuvre (3251) par rapport audit levier, de sorte que l’inclinaison (a) de la seconde armature (32) par rapport à l’horizontal (H) soit comprise dans les valeurs mentionnées dans le tableau suivant :