FR3060909A1 - Systeme de production d'energie electrique a l'interieur d'une serre - Google Patents

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Abstract

Système de production d'énergie électrique à l'intérieur d'une serre (S), comportant : - des panneaux solaires (10) disposés sur une structure porteuse orientable (21), - un ou plusieurs actuateurs (30) pour modifier l'orientation des panneaux (10) et l'ombre portée au sol, les panneaux étant disposés selon des rangées parallèles espacées de manière à ce que, pour au moins deux rangées de panneaux, la plus courte distance (d) entre les bords des panneaux soit comprise entre 0,5 et 3 fois la largeur (1) d'un panneau.

Description

© N° de publication : 3 060 909 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 62641 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © Int Cl8 : H 02 S 10/00 (2017.01), H 02 S 20/32, A 01 G 9/22
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 16.12.16. (© Priorité : (© Demandeur(s) : SUN'R Société par actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : NOGIER ANTOINE et RIBE SYLVAIN.
©) Date de mise à la disposition du public de la demande : 22.06.18 Bulletin 18/25.
©) Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux apparentés : ©) Titulaire(s) : SUN'R Société par actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : CABINET NONY.
SYSTEME DE PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE A L'INTERIEUR D'UNE SERRE.
FR 3 060 909 - A1 yv) Système de production d'énergie électrique à l'intérieur d'une serre (S), comportant:
- des panneaux solaires (10) disposés sur une structure porteuse orientable (21),
- un ou plusieurs actuateurs (30) pour modifier l'orientation des panneaux (10) et l'ombre portée au sol, les panneaux étant disposés selon des rangées parallèles espacées de manière à ce que, pour au moins deux rangées de panneaux, la plus courte distance (d) entre les bords des panneaux soit comprise entre 0,5 et 3 fois la largeur (1) d'un panneau.
Figure FR3060909A1_D0001
SYSTEME DE PRODUCTION D’ENERGIE ELECTRIQUE
A L’INTERIEUR D’UNE SERRE
La présente invention concerne la production d’énergie électrique à l’aide de panneaux photovoltaïques et l’optimisation d’une production agricole sous serre par action sur l’éclairement des végétaux présents dans celle-ci.
La publication WO 2015/158968 Al décrit une installation de panneaux solaires à l’intérieur d’une serre agricole. Ces panneaux sont positionnés dans une enceinte transparente au rayonnement solaire et produisent de l’énergie électrique. Les panneaux sont disposés à faible distance les uns des autres.
Il existe un besoin pour perfectionner encore les installations de production d’électricité utilisant des panneaux solaires disposés à l’intérieur d’une serre.
L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un système de production d’énergie électrique à l’intérieur d’une serre, comportant :
- des panneaux solaires disposés sur une structure porteuse orientable,
- un ou plusieurs actuateurs pour modifier l’orientation des panneaux et l’ombre portée au sol, les panneaux étant disposés selon des rangées parallèles espacées de manière à ce que, pour au moins deux rangées de panneaux adjacents, la plus courte distance entre les bords des panneaux soit comprise entre 0,5 et 5 fois la largeur d’un panneau, et mieux entre 1 et 3 fois.
L’invention présente de nombreux avantages.
L’invention permet d’utiliser des panneaux solaires plus étroits que les panneaux conventionnels utilisés en extérieur, et de diminuer les discontinuités d’éclairement au sol. En effet, plus le panneau est étroit, plus son ombre portée est petite. Cette ombre étant mobile au cours de la journée, l’alternance ombre/lumière au droit du végétal est plus rapide et le risque de discontinuité spatiale de l’éclairement moyen journalier est réduit.
L’invention permet ainsi une bonne régulation de l’éclairement solaire sur les végétaux, ce qui est favorable au rendement de la production agricole sous serre.
L’invention permet par ailleurs, grâce à l’utilisation de panneaux relativement étroits, de s’adapter plus facilement à l’entraxe pouvant exister entre des éléments d’ossature de la serre.
L’espacement entre les panneaux peut être adapté en fonction de la culture opérée dans la serre et des conditions climatiques du lieu d’installation. En effet, un espacement égal à 0.5 fois la largeur d’un panneau occulte au maximum 2/3 du rayonnement reçu au sol et est privilégié dans les zones à fort ensoleillement et/ou pour les cultures à faible besoin en puissance solaire. A contrario, un espacement de 5 fois la largeur du panneau intercepte au maximum 1/6 du rayonnement solaire et est privilégié dans les zones à faible ensoleillement et/ou pour les cultures à fort besoin en puissance solaire.
Dans le cas où plusieurs types de cultures sont opérées dans la même serre, plusieurs écartements peuvent être utilisés selon les zones concernées.
La largeur d’un panneau photovoltaïque selon l’invention est de préférence comprise entre 150 et 650 mm.
Les panneaux solaires peuvent en outre bénéficier de la réduction des contraintes mécaniques extérieures apportées par l’abri de la serre.
Les panneaux sont ainsi de préférence exempts de cadre métallique et/ou de vitre de protection et/ou bénéficient d’une réduction de l’épaisseur des couches protectrices et des composants structurels par rapport à des panneaux conventionnels utilisés en extérieur.
La vitre de protection des panneaux selon l’invention, lorsque présente, peut ainsi être d’épaisseur comprise entre 1 et 2 mm, de préférence inférieure ou égale à 1,5 mm, au lieu de 3,2 mm habituellement pour les panneaux conventionnels.
Cette vitre de protection peut être en verre organique (PMMA, PC, acrylique, ...), étant protégée des UV-B et UV-C par la vitre minérale de la serre.
Alternativement, le panneau est entièrement dépourvu de vitrage protecteur minéral en face avant, réduisant ainsi encore son poids.
Les panneaux sont de préférence orientables chacun autour d’un seul axe de rotation, qui est de préférence horizontal. L'axe de rotation peut être aligné sur la direction Nord-Sud ou en variante faire un angle avec celle-ci, en fonction de l’orientation de la serre.
Les panneaux peuvent présenter chacun de 1 à 6 rangées de cellules en largeur, de préférence 2 à 4 rangées de cellules en largeur, et ils peuvent présenter chacun de 8 à 14 cellules en longueur.
De préférence, les panneaux solaires sont disposés avec un espacement régulier entre eux, d’une rangée à l’autre.
Le nombre et la longueur des panneaux sur une rangée sont adaptés à la structure de la serre de manière à obtenir un nombre entier de panneaux entre deux structures support.
Ceux-ci sont orientés chacun avec leur axe longitudinal parallèle à l’axe de rotation correspondant.
Au sein d’une rangée, les panneaux peuvent présenter un écartement constant ou non.
Une rangée de panneaux peut présenter à mi-longueur un écartement plus important entre les panneaux pour loger un élément porteur et/ou d’actionnement des panneaux.
Le système selon l’invention comporte avantageusement un calculateur pour déterminer automatiquement l’orientation à donner aux panneaux à partir au moins de données représentatives de conditions locales d'environnement des cultures.
De préférence, le calculateur est agencé pour déterminer l’orientation des panneaux en fonction d’un historique d’ensoleillement et/ou de l’état de développement des cultures.
Le système peut ainsi comporter un ou plusieurs capteurs de température, notamment pour mesurer la température à la surface des végétaux. Le ou les capteurs de température peuvent être agencés pour mesurer la température à distance, et peuvent comporter une ou plusieurs caméras infrarouges.
De préférence, l’orientation des panneaux est modifiée par un ou plusieurs actuateurs électriques, tels que des vérins électriques. L’énergie alimentant le ou les actuateurs peut avantageusement avoir été fournie par les panneaux solaires.
L’orientation des panneaux peut être modifiée en fonction d’une loi de commande cherchant à obtenir un maximum qualitatif et/ou quantitatif de production végétale. Par exemple, dans le cas de cultures maraîchères, l’orientation des panneaux peut s'effectuer selon un algorithme d'asservissement de l'orientation des panneaux visant à éviter réchauffement excessif des feuilles. La présence des panneaux solaires peut aussi être mise à profit pour intercepter de façon adéquate la lumière afin d'optimiser la photosynthèse et obtenir un rendement de production supérieur à ce qu’il serait en l’absence totale d’ombre. Dans le cas de la culture de fruits, l’orientation des panneaux peut être choisie en fonction du degré de sucre recherché dans le fruit, et au final de la qualité du produit obtenu.
L’orientation des panneaux peut être commandée en fonction d’une quantité d’énergie lumineuse cible à atteindre, cette quantité d’énergie lumineuse cible étant par exemple dépendante du besoin des cultures, du déficit ou de l’excédent d’énergie lumineuse de la veille ou des jours précédents, et/ou des prévisions météorologiques.
De préférence, l’orientation des panneaux est modifiée en fonction de données météorologiques et notamment i) d’au moins un historique d’ensoleillement des cultures et d’un historique de chaleur reçue par les cultures et ii) d’un objectif fixé pour la journée en cours, d’une quantité d’ensoleillement et/ou de chaleur à recevoir par la plante ainsi que de limites de températures à ne pas dépasser dans la serre.
Cet historique peut être réalisé localement, grâce à la détection locale de la température, de l’ensoleillement et/ou de l’hygrométrie, du sol ou du substrat de culture.
Par exemple, si l’ensoleillement des jours précédents est considéré comme répondant aux besoins de lumière et/ou de chaleur des cultures sur une période donnée, les panneaux peuvent être orientés à chaque instant de façon à respecter les objectifs de la journée, en privilégiant la production électrique. Si par contre l’ensoleillement des jours précédents est considéré comme répondant insuffisamment aux besoins en lumière et/ou chaleur des cultures, alors les panneaux sont orientés de façon à privilégier le besoin d'ensoleillement des cultures. Dans ce cas, l’orientation des panneaux peut ne pas correspondre à l’optimisation de la production électrique en fonction de la position du soleil.
Parmi les paramètres pouvant entrer dans la sélection de la loi de commande à partir d’une bibliothèque de lois de commande préétablies, et/ou dans l’adaptation d’une loi de commande à la poursuite d’un résultat agricole prédéfini, peuvent figurer la variété cultivée, ainsi que des critères quantitatifs ou qualitatifs, tels que la recherche d’une production agricole maximale ou d’une qualité particulière du végétal cultivé.
Le pilotage informatique des panneaux s’effectue ainsi de préférence en fonction d’une loi de commande spécifique à chaque variété végétale cultivée.
Les panneaux peuvent être orientés le soir ou durant la nuit de façon à réfléchir au maximum ou au minimum vers le sol le rayonnement thermique du sol, pendant la nuit, afin de réguler la température du sol (réchauffement ou refroidissement).
Le pilotage de l'orientation des panneaux pour la nuit peut s'effectuer par exemple selon une différence de température mesurée entre l’intérieur de la serre et l’extérieur et selon l’objectif poursuivi (refroidir ou réchauffer le sol). Par exemple, s'il existe un besoin de refroidir le sol et que le gradient atmosphère-sol est négatif (le sol est plus chaud que l’air), les panneaux peuvent être orientés perpendiculairement au sol. Ainsi, avant chaque modification de l'orientation des panneaux, il peut être déterminé si la consommation d'énergie électrique pour cette modification est nécessaire au regard du bénéfice attendu pour les cultures.
Les besoins en ensoleillement et les domaines de variation des conditions environnementales propices à la réalisation d’un résultat qualitatif et/ou quantitatif souhaité peuvent être déterminés grâce à un modèle informatique prédictif de l’état du végétal. Ces conditions environnementales incluent la température foliaire, la température de l’air, le taux d’hygrométrie du sol ou de l’air, les flux de sève, la couleur ou la taille des fruits, la taille des feuilles, mais ne se limitent pas à ces derniers. Les résultats recherchés incluent le taux de sucres, la productivité de biomasse (fruits, feuilles, racines) par unité de surface, entre autres.
L’orientation des panneaux dépend avantageusement de l’état de développement des cultures. Ainsi, pendant l'hiver, l'orientation peut être commandée de façon à réchauffer le sol et l’air de la serre, afin de favoriser la germination.
L’orientation des panneaux est de préférence commandée de manière à maintenir les cultures dans une fourchette de température minimale et/ou maximale prédéfinie. Ainsi, pendant les périodes de chaleur, l'orientation des panneaux peut correspondre à une production maximale d'ombre au sol.
Les panneaux sont de préférence commandés simultanément en rotation, si possible par un organe d’actionnement commun.
La structure porteuse des panneaux peut comporter au niveau de chaque ensemble de panneaux tournant autour d’un même axe de rotation un support rotatif muni d’au moins une roue dentée, qui engrène sur une crémaillère mobile déplacée par un actuateur correspondant.
Le support rotatif peut être maintenu au-dessus d’une poutre de support par tout moyen adapté.
Plusieurs crémaillères destinées à l’entraînement en rotation de groupes correspondants de panneaux peuvent être mues par une barre de commande commune, liée à un même actuateur.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une serre équipée d’un système selon l’invention.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de gestion de l’ensoleillement à l’intérieur d’une serre selon l’invention, dans lequel on pilote l’orientation des panneaux de façon à agir sur les conditions microclimatiques des cultures à l’intérieur de la serre afin de placer ces dernières dans des conditions microclimatiques plus favorables à l'obtention d'un résultat agricole recherché, tout en cherchant à réduire le moins possible la production d'énergie électrique par rapport à une référence sans combinaison avec les cultures.
De préférence, l’optimisation de la production électrique est non prioritaire sur l’obtention du résultat agricole recherché.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique un système de production d'énergie électrique et d’optimisation de la production agricole selon l'invention,
- la figure 2 représente de façon schématique un système de commande de l'orientation d'un capteur solaire selon l'invention,
- la figure 3 représente de façon schématique l’évolution dans le temps de l’énergie lumineuse reçue par les cultures et les panneaux,
- les figures 4 à 7 illustrent des exemples de commande des panneaux en fonction du temps,
- la figure 8 est une représentation simplifiée d’un modèle de stress de culture fondé sur la température foliaire,
- la figure 9 représente un exemple de système de fixation de la structure porteuse des panneaux sur une poutre de la serre, et
- la figure 10 illustre le positionnement relatif des panneaux.
On a représenté à la figure 1 une serre S équipée d’un système de production électrique selon l'invention, comportant une pluralité de groupes de panneaux solaires 10 mobiles chacun autour d’un axe de rotation respectif R, à l’intérieur de la serre S.
Les panneaux 10 sont maintenus horizontalement par une structure porteuse 21 supportée par l’ossature de la serre S.
Dans l’exemple considéré, cette ossature comporte des poutres 20 supportées par des poteaux verticaux.
La structure porteuse 21 est ainsi disposée à l’intérieur de la serre S à une hauteur ne gênant pas le travail agricole à l’intérieur de celle-ci.
Comme illustré à la figure 2, les groupes de panneaux 10 peuvent pivoter autour de leur axe de rotation R correspondant sous l’effet d’un ou plusieurs actuateurs 30, pour prendre l’orientation angulaire voulue autour de l’axe de rotation R.
Les actuateurs 30 sont par exemple prévus individuellement pour chaque groupe de panneaux tournant autour d’un même axe de rotation R.
Toutefois, de préférence un même actuateur 30 déplace en rotation une pluralité de groupes de panneaux solaires 10 autour de leurs axes R respectifs.
Chaque actuateur 30 comporte par exemple un ou plusieurs moteurs électriques, et peut être avantageusement constitué par un servomoteur.
Les cultures C sont disposées dans l'ombre projetée au sol par les panneaux 10.
Les cultures C peuvent être de tout type et par exemple être des cultures maraîchères.
Si l'on se reporte à la figure 2, on voit que la position à donner aux panneaux 10 est déterminée par un calculateur local 40 qui est relié, le cas échéant, via toute interface de puissance adaptée aux actuateurs 30.
Ce calculateur 40 reçoit de préférence des informations d'un ou plusieurs capteurs locaux, par exemple un capteur de température 41 informant le calculateur 40 de la température locale au niveau des cultures et un capteur d'hygrométrie 42 présents au sein de la serre.
Il est particulièrement avantageux de connecter le calculateur 40 à un système de contrôle commande de la serre et de le faire interagir avec les systèmes de ventilation et d’arrosage. Il est par exemple très avantageux d’activer le système de ventilation lorsque les conditions de températures au niveau des panneaux le nécessitent. Par exemple, lorsque la température dépasse une valeur prédéfinie, la ventilation peut être enclenchée pour refroidir les panneaux et préserver leur rendement. De la même manière, il est avantageux d’organiser une synergie entre l’arrosage et l’ombrage comme décrit plus haut. L’arrosage peut être enclenché lorsque l’ombrage est maximal, par exemple, afin de réduire les pertes par évaporation.
Il est particulièrement avantageux d’utiliser un capteur à infrarouge sans contact pour mesurer la température des cultures. On peut ainsi utiliser une caméra à infrarouge qui pointe sur les cultures en différents emplacements, et qui permet de calculer une température moyennée spatialement en plus de la température de surface en un point donné.
Tous autres capteurs additionnels tels qu’un ou plusieurs biocapteurs peuvent être utilisés.
On peut également utiliser des capteurs renseignant sur l’hygrométrie du substrat de culture, et sur les conditions de température et d’hygrométrie à l’extérieur de la serre, par exemple.
Le calculateur 40 peut échanger des données, par exemple via un réseau de téléphonie sans fil, ou Internet, ou un réseau de données pour objets connectés avec un serveur distant 50, lequel peut par exemple informer le calculateur 40 de la météo à venir et/ou du besoin de production électrique.
Le calculateur 40 peut être réalisé à partir de tout micro-ordinateur ou équipement informatique permettant de piloter l'orientation des panneaux 10 en fonction d'une ou plusieurs lois de commande donnant l'orientation à imposer aux panneaux en fonction d'un certain nombre de paramètres liés aux cultures C ainsi que du lieu, de la date et de l’heure.
Le calculateur 40 peut ainsi comporter une unité de calcul et une mémoire locale dans laquelle peuvent être enregistrées les données locales mesurées, par exemple de température, d'hygrométrie, d’eau distribuée, afin de connaître l'historique des conditions environnementales des cultures.
La mémoire du calculateur peut également comporter des paramètres d'asservissement qui régissent l'orientation des panneaux en fonction des besoins des cultures. Ces paramètres peuvent évoluer dans le temps et notamment avec la saison.
La ou les lois de commande peuvent être initialement programmées dans le calculateur 40, ou en variante être téléchargées par le calculateur 40 à partir du serveur distant 50, ou encore être réactualisées périodiquement par le serveur distant 50.
Dans un exemple de réalisation, le calculateur 40 présente un fonctionnement autonome. En fonction de la saison, de la date de semis et éventuellement d'autres paramètres renseignés par l'agriculteur, il pilote automatiquement et de façon journalière l'orientation des panneaux 10 de façon à satisfaire au besoin d'ensoleillement, de température et d’hygrométrie des cultures sur une période de temps donnée. Dans ce cas, les panneaux sont par exemple orientés pendant une fraction de la journée pour laisser passer le plus de lumière possible, au détriment de la production électrique. Puis, une fois le besoin d'ensoleillement satisfait, les panneaux sont amenés en activant les actuateurs pour amener les panneaux dans une orientation visant à maximiser la production électrique.
Si toutefois la température locale mesurée au niveau des cultures est excessive, ou supérieure à l’objectif fixé, l'orientation des panneaux peut être modifiée pour abriter les cultures du soleil et éviter un échauffement excessif.
Le calculateur 40 peut éventuellement également gérer l’arrosage des cultures, ou recevoir une information le renseignant sur l’arrosage en cours ou à venir, afin de modifier le cas échéant l’orientation des panneaux de façon à ce que l’arrosage intervienne avec un ensoleillement minimal des cultures, pour réduire les pertes par évaporation.
Dans une variante de réalisation, le calculateur 40 reçoit des instructions de pilotage des panneaux depuis le serveur distant 50, auquel il peut transmettre par exemple des données d'ensoleillement et de température locales, ainsi que des données concernant les cultures et leur stade de développement. Le serveur 50 transmet en retour au calculateur des informations concernant l'orientation à donner aux panneaux, en temps réel ou sur une certaine période à venir.
Lorsque les panneaux 10 sont orientés pour maximiser la production électrique, ils peuvent suivre en temps réel la course du soleil d'est en ouest.
On a représenté à la figure 3 l’évolution de l’énergie lumineuse reçue au cours du temps, pour les panneaux et les cultures. Lorsque les panneaux suivent la course du soleil, ils reçoivent environ un tiers de l’énergie lumineuse. Les cultures en reçoivent les deux tiers. Il est possible d’augmenter la quantité d’énergie reçue par les cultures en jouant sur l’orientation des panneaux de façon à diminuer l’occultation des cultures.
On peut fixer à l’avance une quantité d’énergie cible pour un jour j en fonction du besoin d’énergie lumineuse des cultures, du déficit ou excédent d’énergie reçu la veille ou les jours précédents, et de prévisions météorologiques permettant d’estimer la quantité d’énergie attendue pour ce jour j.
Le cas échéant, le modèle qui fixe la quantité d’énergie cible est plus élaboré et tient compte du prix de l’électricité ou de sa valorisation potentielle sur les marchés.
Sur la figure 3, on a représenté en pointillés la variation au cours du temps de l’énergie reçue jusqu’à atteindre la quantité cible. Pour ce faire, on augmente l’énergie reçue par les cultures en diminuant celle Q’panneaux reçue par les panneaux au profit d’une moindre occultation des cultures.
On a représenté à la figure 4 un exemple d’évolution de l’angle des panneaux au cours du temps et en pointillés la courbe qui correspond à un suivi classique de la course du soleil.
Pour augmenter l’énergie lumineuse reçue par les cultures, on peut laisser les panneaux horizontaux entre le lever du soleil et tl, puis après t2 jusqu’au coucher du soleil. Entre tl et t2, l’orientation des panneaux s’effectue de façon à suivre la course du soleil.
Le fait de laisser les panneaux horizontaux ne minimise pas l’occultation mais permet de ne pas consommer d’électricité pour les orienter.
Dans la variante illustrée à la figure 5, l’orientation des panneaux est modifiée avant le lever du soleil tl pour laisser passer le maximum de lumière vers les cultures, et de même après t2 jusqu’au coucher du soleil.
Sur la figure 6 on voit que l’on pilote les panneaux comme dans l’exemple de la figure 4. Toutefois, entre t2 et t3 le suivi du soleil est rétabli pour faire bénéficier les cultures d’une occultation maximale afin de protéger ces dernières d’une température excessive. Dans cet exemple, la température des cultures est surveillée, grâce par exemple à une caméra infrarouge. On a supposé dans cet exemple que la température dépasse une valeur limite à l’instant t3. Le système de contrôle du panneau déclenche alors le passage en mode suivi du soleil de t3 au coucher du soleil.
On a représenté un exemple d’évolution de la course angulaire des panneaux en fin de période hivernale sur la figure 7.
On voit sur cette figure que les panneaux sont orientés pendant le jour j-1 pour minimiser l’occultation, en les orientant sensiblement parallèlement aux rayons solaires au cours du temps.
Si les prévisions météorologiques annoncent une période froide sans soleil le jour j, les panneaux peuvent être maintenus horizontaux pendant le jour et la nuit de façon à réfléchir au maximum les infrarouges du sol vers les cultures. Au jour j+1, un pilotage similaire à celui du jour j-1 est effectué.
La quantité d’énergie cible pour le jour j+1 peut être calculée à partir de la quantité d’énergie lumineuse reçue effectivement par les cultures au jour j et, éventuellement, les jours antérieurs. Pour déterminer la quantité lumineuse effectivement reçue on peut utiliser un pyrélomètre ou pyranomètre. Mieux, on calcule cette énergie à partir de celle reçue par les panneaux, connaissant leur orientation et celle du soleil et en utilisant un modèle mathématique qui donne l’énergie moyenne au sol compte-tenu de l’occultation apportée par les panneaux.
La figure 8 est une représentation simplifiée du niveau de stress de culture fondé sur la température foliaire. Cette courbe montre qu’afin de respecter un critère de stress maximum de la culture le système de commande devra chercher à conserver la température foliaire dans un intervalle compris entre Tmin et Tmax, en agissant sur l’orientation des panneaux.
On forme les groupes de panneaux 10 destinés à être entraînés simultanément en rotation autour d’un même axe de rotation R en disposant plusieurs panneaux bout à bout avec leur axe longitudinal parallèle à l’axe de rotation.
On a représenté isolément deux panneaux 10 d’un même groupe à la figure 9, disposés de part et d’autre d’un mécanisme d’entraînement porté par une ossature de la serre, cette ossature comportant dans l’exemple illustré deux poutrelles métalliques horizontales 20 superposées verticalement.
Chaque panneau 10 comporte de préférence entre 2 et 4 rangées de cellules 11 dans sa largeur, chaque rangée de cellules comportant de préférence entre 8 et 14 cellules dans le sens longitudinal.
Dans l’exemple illustré à la figure 9, chaque panneau 10 comporte ainsi deux rangées de 12 cellules IL
La largeur l hors tout d’un panneau 10 est de préférence comprise entre 250 et 450 mm, comme illustré à la figure 10.
L’écartement d mesuré bord à bord entre les panneaux 10, lorsque ceux-ci sont horizontaux, d est compris entre 0,5 et 3 fois la largeur / d’un panneau 10.
Les panneaux 10 présentent de préférence une structure allégée, avec un châssis allégé portant les cellules et une absence de vitre de protection en verre minéral recouvrant les cellules, comme illustré, ou une vitre d’épaisseur réduite, notamment inférieure ou égale à 1,5 mm.
De préférence, tous les panneaux 10 sont commandés simultanément en rotation.
On peut utiliser à cet effet un organe d’actionnement commun à l’ensemble des panneaux 10.
Dans l’exemple illustré, les panneaux 10 sont supportés par des châssis 13 comportant des profilés 12 parallèles à l’axe de rotation R.
Chaque châssis 13 est articulé à ses extrémités axiales de façon à pouvoir pivoter autour de l’axe de rotation correspondant R.
La structure porteuse peut comporter pour chaque groupe de panneaux 10 une roue dentée 97 placée à mi-longueur du groupe de panneaux 10, entre deux châssis 13, qui engrène sur une crémaillère 93 mobile parallèlement aux poutres 20 de l’ossature de la serre.
La crémaillère 93 est couplée à une barre de commande 92 commune à plusieurs groupes de panneaux 10.
Chaque groupe de panneaux 10 est maintenu à mi-longueur par un axe de support 98 maintenu au-dessus des poutres 20 par des pieds verticaux 95 fixés sur ces dernières. Ces pieds 95 supportent des paliers, équipés le cas échéant de roulements.
Ainsi, en déplaçant longitudinalement la barre de liaison 92, tous les panneaux 10 pivotent de façon simultanée autour des axes de rotation R correspondants.
Par exemple, l’entraînement en rotation des panneaux s’effectue à l’aide d’actuateurs individuels disposés au niveau de chaque groupe de panneaux tournant autour d’un même axe de rotation. Il est toutefois préférable d’utiliser comme cela vient d’être décrit un actuateur commun à plusieurs groupes de panneaux et relié à ceux-ci par une base de commande, car cela facilite la maintenance et permet de disposer plus facilement l’actuateur en un emplacement où il est protégé de la lumière directe du soleil et soumis ainsi à une température plus faible dans la journée.
Chaque groupe de panneaux peut être entraîné non pas dans une région médiane comme cela vient d’être décrit, mais à partir de l’une de ses extrémités axiales.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
L'expression comportant un doit se comprendre comme étant synonyme de comprenant au moins un, sauf si le contraire est spécifié.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de production d’énergie électrique à l’intérieur d’une serre (S), comportant :
    - des panneaux solaires (10 ) disposés sur une structure porteuse orientable (21),
    - un ou plusieurs actuateurs (30) pour modifier l’orientation des panneaux (10) et l’ombre portée au sol, les panneaux étant disposés selon des rangées parallèles espacées de manière à ce que, pour au moins deux rangées de panneaux, la plus courte distance (d) entre les bords des panneaux soit comprise entre 0,5 et 5 fois la largeur (1) d’un panneau.
  2. 2. Système selon la revendication précédente, les panneaux solaires (10) présentant une largeur (1) comprise entre 150 et 650 mm.
  3. 3. Système selon l’une des deux revendications précédentes, les panneaux solaires (10) étant des panneaux photovoltaïques comportant 1 à 6 rangées de cellules (11) dans leur largeur.
  4. 4. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, les panneaux solaires (10) étant disposés avec un espacement régulier entre eux.
  5. 5. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un calculateur (40) pour déterminer automatiquement l’orientation à donner aux panneaux (10) à partir au moins de données représentatives de conditions locales d'environnement des cultures (C).
  6. 6. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, les panneaux (10) étant exempts de cadre métallique.
  7. 7. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, les panneaux (10) étant équipés d’une vitre de protection d’épaisseur inférieure ou égale à 1.5mm.
  8. 8. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, les panneaux (10) étant équipés d’une vitre de protection en verre organique, étant de préférence exempts de vitre de protection en verre minéral.
  9. 9. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un capteur de température (41) informant le calculateur (40) de la température locale au niveau des cultures, le capteur de température étant de préférence une caméra infrarouge.
  10. 10. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, le calculateur (40) étant agencé pour déterminer l’orientation des panneaux en fonction d’un historique d’ensoleillement et/ou de l’état de développement des cultures.
  11. 11. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, la structure 5 porteuse comportant au niveau de chaque ensemble de panneaux (10) un support rotatif (13) muni d’au moins une roue dentée (97) qui engrène sur une crémaillère (93) mobile, actionnée par l’actuateur correspondant.
  12. 12. Système selon la revendication précédente, plusieurs crémaillères (93) destinées à l’entraînement en rotation des groupes correspondants de panneaux (10) étant mues
    10 par une barre de commande commune (92) liée à un même actuateur.
  13. 13. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, la structure de chaque panneau (10) étant allégée, avec un châssis (13) allégé portant les cellules (11) et une absence de vitre de protection en verre minéral recouvrant les cellules.
  14. 14. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, les panneaux
  15. 15 (10) étant commandés simultanément en rotation par un organe d’actionnement commun.
    15. Serre (S) équipée d’un système tel que défini dans l’une quelconque des revendications précédentes.
  16. 16. Procédé de gestion de l’ensoleillement à l’intérieur d’une serre (S) selon la revendication précédente, dans lequel on pilote l’orientation des panneaux (10) d’un système
  17. 20 selon l’une quelconque des revendications 1 à 14 de façon à agir sur les conditions microclimatiques des cultures (C) à l’intérieur de la serre (S) afin de placer ces dernières dans des conditions microclimatiques plus favorables à l'obtention d'un résultat agricole recherché, tout en cherchant à réduire le moins possible la production d'énergie électrique par rapport à une référence sans combinaison avec les cultures (C).
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