FR3084967A1 - Module photovoltaique presentant un motif - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un module photovoltaïque (1) comprenant une couche arrière (3) supportant une pluralité de cellules photovoltaïques (5) connectées électriquement entre elles, dans lequel • les cellules photovoltaïques (5) sont disposées sur la couche arrière (3) de manière à présenter un effet visuel final tel qu'un motif (7) présentant au moins une zone remplie (Z1), comportant des cellules photovoltaïques (5), et au moins une zone vierge (Z2), dépourvue de cellules photovoltaïques (5), et • la couche arrière (3) comporte en outre au moins un dispositif de redirection de la lumière disposé au niveau de l'au moins une zone vierge (Z2) du motif (7), ledit dispositif de redirection étant configuré pour diriger au moins une partie des rayons lumineux impactant le module photovoltaïque (1) dans une zone vierge (Z2) du motif (7) en direction d'au moins une partie des cellules photovoltaïques (5) du motif (7).
Description
Module photovoltaïque présentant un motif
La présente invention concerne le domaine des panneaux photovoltaïques. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à des modules photovoltaïques destinés à être intégrés dans un environnement particulier.
Du fait de la réduction du stock des énergies fossiles et de l’augmentation de la pollution générée par la consommation de ces énergies fossiles, on se tourne de plus en plus vers des ressources d’énergies renouvelables et une consommation d’énergie dans une logique de développement durable. Cette tendance conduit naturellement à privilégier les énergies renouvelables telles que l’énergie solaire. Il est désormais classique d’installer des panneaux photovoltaïques notamment sur les toitures des entreprises, des bâtiments publics, ou simplement sur les toits des habitations particulières pour fournir de l’énergie aux équipements de l'habitation en question.
Afin de permettre un affichage d’un motif sur un module photovoltaïque tel qu’un logo, un signe, une marque ou encore un message, il peut être nécessaire de prévoir un module présentant des zones ne comportant pas de cellules photovoltaïques, ou encore des cellules photovoltaïques présentant des formes et des tailles différentes, afin de permettre un passage de la lumière à travers le module photovoltaïque et également d’offrir un effet visuel permettant l’affichage du motif. Toutefois, il est nécessaire d’optimiser le rendement énergétique d’un tel module photovoltaïque pour limiter les pertes liées à l’absence de cellules photovoltaïques sur certaines zones de ce module photovoltaïque.
On connaît du document WO 2008/103293 une adaptation du dimensionnement et du positionnement des cellules photovoltaïques en fonction des performances du module photovoltaïque. Toutefois, les performances du module photovoltaïque doivent être déterminées en amont afin d’adapter notamment les dimensions des cellules photovoltaïques. Ces déterminations nécessitent de procéder à un inventaire des cellules photovoltaïques composant ce module photovoltaïque, ce qui peut s’avérer long et complexe et également peu adapté dans le cadre d’un processus industriel.
D’autre part, on connaît du document WO 2010/003102 un module photovoltaïque présentant plusieurs cellules photovoltaïques de couleurs et de formes différentes. Cependant, ce document ne propose aucune solution permettant d’améliorer le rendement énergétique de ce module photovoltaïque selon le type de cellules photovoltaïques utilisées.
Ensuite, on connaît du document EP 0855726 des cellules photovoltaïques présentant des motifs spécifiques et prédéterminés. Toutefois, ces cellules photovoltaïques sont assez complexes à mettre en œuvre et n’assurent pas un rendement optimal.
Par ailleurs, on connaît du document WO 2013/164536, un module photovoltaïque dont l’agencement des cellules photovoltaïques permet d’obtenir un effet visuel final souhaité. Toutefois, le rendement de conversion de ce module photovoltaïque peut être amélioré.
La présente invention a pour but de pallier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur exposés ci-dessus, en proposant un module photovoltaïque présentant des cellules photovoltaïques disposées de manière à ce que le module photovoltaïque présente un effet visuel permettant à ce module photovoltaïque d’afficher un motif tel qu’un logo, une marque, un signe ou encore un message tout en limitant les pertes de rendement liées à la disposition particulière des cellules photovoltaïques.
Afin de résoudre au moins partiellement l’objectif précité, la présente invention a pour objet un module photovoltaïque comprenant une couche arrière supportant une pluralité de cellules photovoltaïques connectées électriquement entre elles, dans lequel :
• les cellules photovoltaïques sont disposées sur la couche arrière de manière à présenter un effet visuel final autre qu’une matrice monochrome de lignes et de colonnes tel qu’un motif présentant au moins une zone remplie, comportant des cellules photovoltaïques, et au moins une zone vierge, dépourvue de cellules photovoltaïques, et • la couche arrière comporte en outre au moins un dispositif de redirection de la lumière disposé au niveau de l’au moins une zone vierge du motif, ledit dispositif de redirection étant configuré pour diriger au moins une partie des rayons lumineux impactant le module photovoltaïque dans une zone vierge du motif en direction d’au moins une partie des cellules photovoltaïques formant l’au moins une zone remplie du motif.
La présence du dispositif de redirection permet de diriger au moins une partie des rayons lumineux impactant le module photovoltaïque dans une zone vierge en direction des cellules photovoltaïques de manière à réduire les pertes engendrées par la présence de ces zones vierges dans le module photovoltaïque. Le module photovoltaïque offre donc un effet visuel tout en limitant les pertes de rendements associées à cet effet visuel. La présence du motif permet au module photovoltaïque d’afficher un logo, une marque, un signe ou encore un message et donc de présenter un caractère esthétique ou de communication selon le motif représenté par celui-ci.
Le module photovoltaïque peut comprendre en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison.
Le dispositif de redirection peut comprendre un guide d’onde spécifique à une gamme de longueurs d’ondes du spectre solaire.
Le guide d’onde peut être spécifique aux longueurs d’ondes comprises entre 315 nm et 1200 nm.
Selon une première variante, le guide d’onde peut comprendre un ensemble de couches présentant des indices de réfraction différents.
Selon une autre variante, le guide d’onde peut comprendre au moins un micro-miroir. L’au moins un micro-miroir peut être incrusté.
Selon cette autre variante, l’au moins un micro-miroir peut être choisi parmi les micro-miroirs plans, les micro-miroirs convexe, ou encore les micro-miroirs concaves.
Selon un aspect, le guide d’onde peut être un élément rapporté à la couche arrière.
Selon un autre aspect, le guide d’onde peut être intégré à la couche arrière.
Selon un mode de réalisation particulier, les cellules photovoltaïques peuvent être en silicium.
Selon ce mode de réalisation particulier, le silicium composant les cellules photovoltaïques peut être choisi parmi : le silicium amorphe, le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le silicium en couches minces.
Les cellules photovoltaïques peuvent être choisies parmi les cellules à contact avant, les cellules à contact arrière, les cellules à contact bifacial.
Les cellules photovoltaïques peuvent présenter une forme géométrique choisie parmi : les formes triangulaires, les formes parallélépipédiques, les formes hexagonales, ou encore les formes octaédriques.
En alternative ou en complément, la couche arrière peut être réfléchissante au niveau des zones remplies par les cellules photovoltaïques.
Selon un mode de réalisation particulier, la couche arrière peut être colorée à l’aide d’un pigment ou d’un colorant.
Selon une variante, la couche arrière peut être transparente dans le domaine du visible.
Selon un mode de réalisation particulier, le module photovoltaïque peut être rigide.
Selon ce mode de réalisation particulier, le module photovoltaïque peut comporter une couche avant disposée de manière à ce que les cellules photovoltaïques sont prises en sandwich entre la couche avant et le substrat, ladite couche avant étant traversée en premier par les rayons lumineux incidents.
La couche avant peut être réalisée en un matériau résistant aux chocs, notamment en verre trempé.
La couche avant peut présenter une transmittance au moins égale à 80 %, de préférence supérieure à 90 %, pour les rayonnements ayant une longueur d’onde comprise entre 315 nm et 1200 nm.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le module photovoltaïque peut être flexible.
Selon cet autre mode de réalisation particulier, les cellules photovoltaïques peuvent être encapsulées dans une résine d’encapsulation.
La résine d’encapsulation peut être choisie parmi les résines époxy, les résines éthylène-acétate de vinyle (EVA), les résines de polyoléfines, ou des résines silicone.
Selon un aspect, le module photovoltaïque peut présenter en outre une couche frontale, comprenant un film ou un vernis, déposée sur la face disposée à l’opposé du substrat, ladite couche frontale étant configurée pour conférer au module photovoltaïque des propriétés de résistance à l’humidité ou à l’encrassement. Cette couche frontale peut aussi isoler la cellule électriquement.
Le film de la couche frontale peut être constitué d’un matériau polymère choisi parmi les polyfluorures de vinylidène (PVDF), les polyfluorures de vinyle (PVF), les éthylènes tétrafluoroéthylènes (ETFE), les polyéthylènes téréphtalates (PET), les polyuréthanes, les acryliques, ou encore les silicones.
Le vernis de la couche frontale peut être un vernis à base polymérique de type polyuréthanes, acrylique, polyester, silicone, ou encore époxy.
La couche frontale peut présenter une transmittance d’au moins 80 %, de préférence supérieure à 90 %, pour les rayonnements ayant une longueur d’onde comprise entre 315 nm et 1200 nm.
La présente invention a également pour objet une installation photo voltaïque comprenant au moins un module photovoltaïque tel que défini précédemment.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, fournie à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels :
• la figure 1 est une représentation schématique de dessus d’un module photovoltaïque présentant un motif, • la figure 2A est une représentation schématique en coupe transversale du module photovoltaïque de la figure 1 selon un premier mode de réalisation, • la figure 2B est une représentation schématique en coupe transversale du module photovoltaïque de la figure 1 selon une variante du premier mode de réalisation, • la figure 3A est une représentation schématique en coupe transversale du module photovoltaïque de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation, et • le figure 3B est une représentation schématique en coupe transversale du module photovoltaïque de la figure 1 selon une variante du deuxième mode de réalisation.
Les éléments identiques sur les différentes figures portent les mêmes références numériques.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent uniquement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Dans la description suivante, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et deuxième paramètre, ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps pour apprécier tel ou tel critère.
Dans la description suivante, on entend par « flexible », un élément, et plus précisément un module photovoltaïque, qui, lors de l’application d’un certain rayon de courbure, ne se fissure pas. Dans la présente invention, l’élément devrait supporter sans dommage un rayon de courbure de 80 cm. A contrario, on entend par « rigide » dans la description suivante, un élément pouvant se fissurer lors de l’application d’un certain rayon de courbure, ou encore un élément auquel on ne peut pas appliquer de rayon de courbure.
D’autre part, on entend par « module photovoltaïque » dans la description suivante, une unité de production d’énergie électrique (en courant continu) la plus élémentaire, constituée d’un assemblage de cellules photovoltaïques interconnectées entre elles complètement protégées de l’environnement extérieur, c’est-à-dire tel que défini par la norme 1EC-TS61836.
Par ailleurs, en référence aux figures 2A à 3B, les différentes couches composant le module photovoltaïque 1 sont espacées les unes des autres. Cette représentation est uniquement réalisée pour mieux identifier les différentes couches. A l’état livré du panneau photovoltaïque 1, les différentes couches sont en contact les unes des autres.
En référence à la figure 1, il est représenté un module photovoltaïque 1 comprenant une couche arrière 3 supportant une pluralité de cellules photovoltaïques 5 connectées électriquement entre elles et une couche avant 11 disposée de manière à ce que les cellules photovoltaïques 5 sont prises en sandwich entre la couche avant 11 et la couche arrière 3. La couche avant 11 est traversée en premier par les rayons lumineux incidents 1 (visibles sur les figures 2A à 3B).
Les cellules photovoltaïques 5 sont disposées sur la couche arrière 3 de manière à présenter un effet visuel final autre qu’une matrice monochrome de lignes et de colonnes tel qu’un motif 7. Le motif 7 présente au moins une zone remplie Zl, comportant des cellules photovoltaïques 5, et au moins une zone vierge Z2, dépourvue de cellules photovoltaïques 5. Ainsi, ce module photovoltaïque 1 peut être utilisé pour la réalisation d’affichage par exemple d’un logo, d’une marque, d’un signe, ou encore d’un message sur le toit d’un bâtiment ou encore la façade d’un bâtiment par exemple. Ainsi, un tel module photovoltaïque 1 peut présenter une fonction esthétique ou encore de communication selon le motif 7 représenté sur ce dernier.
Par ailleurs, la couche arrière 3 comporte en outre au moins un dispositif de redirection 9 (visible sur les figures 2A à 3B) de la lumière disposé au niveau de l’au moins une zone vierge Z2 du motif 7. Le dispositif de redirection 9 est configuré pour diriger au moins une partie des rayons lumineux impactant le module photovoltaïque 1 dans une zone vierge Z2 du motif 7 en direction d’au moins une partie des cellules photovoltaïques 5 formant l’au moins une zone remplie ZI du motif 7 comme cela est développé plus en détail ultérieurement. Ainsi, les rayons lumineux passant à travers les zones vierges Z2 sont dirigés vers les cellules photovoltaïques 5 de manière à limiter les pertes de rendement de conversion liées à la présence de ce motif 7.
De manière à améliorer les rendements de conversion de ce module photovoltaïque 1, la couche arrière 3 peut être réfléchissante au niveau des zones remplies Zl. Ainsi, les rayonnements lumineux traversant les cellules photovoltaïques 5 peuvent être réfléchis par la couche arrière 3 afin de passer de nouveau à travers les cellules photovoltaïques 5 de manière à améliorer les rendements de conversion de ce module photovoltaïque 1.
D’autre part, la couche arrière 3 peut être colorée ou transparente dans le domaine du visible. Lorsque la couche arrière 3 est colorée, il est possible d’adapter cette couleur de manière à ce que les zones vierges Z2 présentent un aspect esthétique ou de communication voulu. Plus particulièrement, la couche arrière 3 peut être colorée à l’aide d’un pigment ou d’un colorant.
En référence aux figures 1 à 3B, les cellules photo voltaïques 5 peuvent être en silicium. Plus précisément, le silicium composant les cellules photovoltaïques 5 peut être choisi parmi : le silicium amorphe, le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le silicium en couches minces. La technique des diverses cellules photovoltaïques 5 étant connue, elle ne sera pas détaillée plus avant.
De plus, les cellules photovoltaïques 5 présentent une face avant 51 et une face arrière 53 (représentées en référence aux figures 2A à 3B). La face avant 51 de la cellule photovoltaïque 5 est la face destinée à être traversée en premier par des rayons lumineux incidents I (visibles sur les figures 2A à 3B) du soleil. Les faces avant 51 des cellules photovoltaïques 5 peuvent présenter une texturation. En effet, la présence d’une texturation sur ces faces avant 51 permet de contribuer à l’amélioration des rendements de conversion du module photovoltaïque 1. De plus, la face arrière 53 correspond à la face de la cellule photovoltaïque 5 opposée à la face avant 51. Cette face arrière 53 est donc disposée en regard de la couche arrière 3.
D’autre part, les cellules photovoltaïques 5 peuvent être choisies parmi les cellules à contact avant, les cellules à contact arrière, ou encore les cellules à contact bifacial. Selon les différents modes de réalisation particuliers représentés en référence aux figures 1 à 3B, les cellules photovoltaïques 5 sont des cellules à contact arrière. En effet, le câblage des cellules à contact arrière s’étend au niveau de la couche arrière 3 et ne fait ainsi pas écran aux cellules photovoltaïques 5.
Afin de permettre la réalisation du motif 7, les cellules photovoltaïques 5 peuvent présenter une forme géométrique choisie parmi : les formes triangulaires, les formes sensiblement parallélépipédiques, les formes hexagonales, ou encore les formes octaédriques. En effet, afin de pouvoir permettre la réalisation du motif 7, il est nécessaire de pouvoir utiliser des cellules photovoltaïques 5 présentant de nombreuses formes géométriques. Selon le mode de réalisation particulier de la figure 1, le module photovoltaïque 1 présente des cellules photovoltaïques de forme sensiblement parallélépipédique 5a et des cellules photovoltaïques de forme triangulaire 5b.
Par ailleurs, selon les différents modes de réalisation représentés en référence aux figures 1 à 3B, les cellules photovoltaïques 5 peuvent être connectées électriquement entre elles en série. Selon une alternative non représentée ici, les cellules photovoltaïques 5 peuvent être connectées électriquement entre elles en parallèle.
En référence aux figures 2A à 3B, il est représenté le module photovoltaïque 1 en coupe transversale afin de mieux distinguer le dispositif de redirection 9. Le dispositif de redirection 9 peut comprendre un guide d’onde 91 notamment spécifique à une gamme de longueurs d’ondes du spectre solaire, et plus particulièrement aux longueurs d’ondes comprises entre 315 nm et 1200 nm. En effet, ces longueurs d’ondes correspondent aux ondes utiles du spectre solaire pour la conversion photovoltaïque.
Selon un premier aspect, représenté en référence aux figures 2A et 3A, le guide d’onde 91 peut comprendre un ensemble de couches 93 présentant des indices de réfraction différents. En effet, cette différence d’indice de réfraction entre les différentes couches composant cet ensemble de couches 93 peut permettre de diriger les rayonnements lumineux incidents I passant par les zones vierges Z2 en direction des cellules photo voltaïques 5 et plus particulièrement en direction de la face arrière 53 de ces cellules photovoltaïques 5. En effet, selon les indices de réfraction des différents matériaux traversés par le rayonnement lumineux incident I, les angles de réfractions ne seront pas identiques, ce qui permet entre autre de diriger ces rayonnements lumineux afin de limiter les pertes de rendements de conversion liées à la présence de zones vierges Z2 dans le module photovoltaïque 1. Selon les modes de réalisations particuliers représentés en référence aux figures 2A et 3A, l’ensemble de couches 93 présente deux couches. Cependant, selon d’autres alternatives non représentées ici, l’ensemble de couches 93 peut présenter un nombre supérieur de couches dont les indices de réfraction respectifs de chacune des couches sont choisis selon la déviation souhaitée de la lumière pour permettre son orientation en direction de la face arrière 53 d’au moins une cellules photovoltaïque 5 du module photovoltaïque 1, comme cela est symbolisé par la flèche R illustrant un rayonnement réfléchi par le guide d’onde 91.
Selon un deuxième aspect, représenté en référence aux figures 2B et 3B, le guide d’onde 91 peut comprendre au moins un micro-miroir 95. Selon les modes de réalisation particuliers des figures 2B et 3B, le module photovoltaïque 1 présente un unique micromiroir 95, ce micro-miroir étant un micro-miroir convexe. De manière alternative selon d’autres modes de réalisation non représentés ici, l’au moins un micro-miroir 95 peut être choisi parmi les micro-miroirs plans ou encore les micro-miroirs concaves. L’au moins un micro-miroir 95 peut être un micro-miroir incrusté. Dans le cas de l’utilisation d’un micromiroir incrusté, il est possible d’adapter l’indice de réfraction de la couche avant 11 de manière à ce que celle-ci piège au moins une partie des rayonnements réfléchis par ce micro-miroir incrusté. Le type de micro-miroir 95 ainsi que son agencement peut être choisi en fonction du motif 7 (visible sur la figure 1), et plus particulièrement en fonction de la réflexion que doit subir un rayonnement lumineux incident I, symbolisée par la flèche R, pour traverser au moins une cellule photo voltaïque 5 depuis sa face arrière 53 vers sa face avant 51. D’autre part, selon un mode de réalisation non représenté ici, le guide d’onde 91 peut présenter plusieurs micro-miroirs afin de permettre des réflexions multiples en direction de la face arrière 53 d’au moins une cellule photovoltaïque 5 du module photovoltaïque 1.
En référence aux figures 2A et 2B, il est représenté le module photovoltaïque selon un premier mode de réalisation particulier. Selon ce premier mode de réalisation particulier, le module photovoltaïque 1 peut être rigide.
La couche avant 11 peut être réalisée en un matériau résistant aux chocs, notamment en verre trempé. Ainsi, une telle couche avant 11 est rigide. Par ailleurs, selon ce mode de réalisation particulier, la couche arrière 3 est également réalisée en un matériau rigide, comme par exemple en métal ou en verre trempé également.
Afin de permettre de bons rendements de conversion d’un tel module photovoltaïque 1, la couche avant 11 peut présenter une transmittance au moins égale à 80 %, de préférence supérieure à 90 %, pour les rayonnements ayant une longueur d’onde comprise entre 315 nm et 1200 nm.
De tels modules photovoltaïques 1 selon ce premier mode de réalisation peuvent par exemple être fabriqué par un procédé traditionnel comprenant l’interconnexion des cellules photovoltaïques 5 entre elles afin de former des chapelets, le dépôt de ces chapelets sur la couche arrière 3, puis, à minima, le dépôt de la couche avant 11 et la solidarisation de la couche avant 11 avec la couche arrière 3 de manière à enfermer les cellules photovoltaïques 5 entre cette couche avant 11 et cette couche arrière 3.
En référence aux figures 3A et 3B, il est représenté le module photo voltaïque 1 selon un deuxième mode de réalisation particulier. Selon ce deuxième mode de réalisation particulier, le module photovoltaïque 1 peut être flexible.
Selon ce deuxième mode de réalisation particulier, les cellules photovoltaïques 5 peuvent être encapsulées dans une résine d’encapsulation 13, par exemple choisie parmi les résines époxy, les résines éthylène-acétate de vinyle (EVA), les résines de polyoléfines, ou encore les résines silicone. L’utilisation d’une résine d’encapsulation 13 permet de protéger les cellules photovoltaïques 5 de l’humidité ou encore de chocs ou impacts que ces dernières peuvent être amenées à subir du fait de leur installation en extérieur. Plus particulièrement, le module photovoltaïque 1 présente une couche avant d’encapsulation 13a, disposée de manière à être traversée par les rayons lumineux incidents I avant les cellules photovoltaïques 5, et une couche arrière d’encapsulation 13b, disposée au contact de la couche arrière 3. Selon les modes de réalisation représentés en référence aux figures 3A et 3B, les couches avant 13a et arrière 13b d’encapsulation peuvent être réalisées dans le même matériau ou en des matériaux distincts. Lorsque les couches avant 13a et arrière 13b d’encapsulation sont réalisées en des matériaux distincts, il est nécessaire à veiller à la compatibilité chimique de ces matériaux de manière à ce que l’encapsulation des cellules photovoltaïques 5 puisse être réalisée correctement. Par ailleurs, la couche avant 11 et la couche avant d’encapsulation 13a, ou encore la couche arrière 3 et la couche arrière d’encapsulation 13b peuvent être confondues.
Les modules photovoltaïques flexibles présentent d’une manière générale une masse inférieure aux modules photovoltaïques rigides ce qui permet l’installation de ces modules photovoltaïques flexibles sur des installations plus variées que pour les modules photovoltaïques rigides. D’autre part, le transport et l’installation de ces modules photovoltaïques flexibles est simplifié car le risque d’abîmer ces modules photovoltaïques au cours de leur transport ou de leur installation peut être prévenu du fait de leur flexibilité.
De tels modules photovoltaïques 1 selon ce deuxième mode de réalisation peuvent par exemple être fabriqués par un procédé de lamination sous vide. De tels procédés de fabrication sont bons marché, ce qui permet de limiter les coûts de ces modules photovoltaïques 1.
En référence aux figures 2A à 3B, le guide d’onde 91 peut être un élément rapporté à la couche arrière 3, c’est-à-dire qu’il correspond à un élément additionnel. Lorsque le guide d’onde 91 est rapporté à la couche arrière 3, celui-ci peut être utilisé pour améliorer les rendements de conversion de modules photovoltaïques existants présentant éventuellement un effet visuel. Selon une alternative non représentée ici, le guide d’onde 91 peut être intégré à la couche arrière 3, c’est-à-dire qu’il est intégré à la couche arrière 3 lors de la fabrication de cette dernière. Une telle intégration du guide d’onde 91 à la couche arrière 3 lors de sa fabrication permet une automatisation du procédé de fabrication des modules photovoltaïques 1 présentant un motif 7 prédéterminé. De manière alternative non représentée ici, le guide d’onde 91 peut être inclus dans la couche arrière d’encapsulation 13b.
Par ailleurs, toujours en référence aux figures 3A et 3B, le module photovoltaïque 1 peut présenter en outre une couche frontale 15, comprenant un film ou un vernis, déposée sur la face disposée à l’opposé de la couche arrière 3. Cette couche frontale 15 est configurée pour conférer au module photovoltaïque 1 des propriétés de résistance à l’humidité ou à l’encrassement par exemple. Une telle couche frontale 15 peut également conférer au module photovoltaïque 1 des propriétés anti-réflectrices par exemple. De plus, cette couche frontale 15 peut aussi avoir une fonction diélectrique de manière à renforcer l’isolation électrique des cellules photovoltaïques 5. Afin que le module photovoltaïque 1 présente de bons rendements de conversion, la couche frontale 15 présente une transmittance d’au moins 80 %, de préférence supérieure à 90 %, pour les rayonnements ayant une longueur d’onde comprise entre 315 nm et 1200 nm.
Lorsque la couche frontale 15 correspond à un film, celui-ci peut être constitué d’un matériau polymère choisi parmi les polyfluorures de vinylidène (PVDF), les polyfluorures de vinyle (PVF), les éthylènes tétrafluoroéthylènes (ETFE), les polyéthylènes téréphtalates (PET), les polyuréthanes, les acryliques, ou encore les silicones par exemple. De tels matériaux sont notamment hydrofuges, ce qui permet d’améliorer les propriétés de résistance à l’humidité du module photovoltaïque 1 comprenant une telle couche frontale 15.
D’autre part, lorsque le couche frontale 15 correspond à un vernis, celui-ci peut être à base polymérique de type polyuréthanes, acrylique, polyester, silicone, ou encore époxy. Un tel vernis peut jouer un rôle similaire à celui du film, c’est-à-dire améliorer les propriétés de résistance à l’humidité de ce module photovoltaïque 1 par exemple.
Par ailleurs, cette couche frontale 15 peut également être appliquée sur la couche avant 11 des modules photovoltaïques 1 rigides décrits en référence aux figures 2A et 2B.
D’autre part, il est possible de prévoir une installation photovoltaïque présentant au moins un module photovoltaïque 1 décrit précédemment. Lorsque l’installation photovoltaïque présente au moins deux modules photovoltaïques 1, ces modules photovoltaïques 1 peuvent présenter chacun un motif 7, éventuellement complémentaires l’un de l’autre. D’autre part, dans un soucis d’uniformité du motif final de l’installation photovoltaïque, les modules photovoltaïques 1 peuvent ne pas présenter de cadre, ou encore présenter un cadre présentant éventuellement une couleur ou une teinte particulière, selon l’esthétique souhaitée de cette installation photovoltaïque.
Les différents modes de réalisation décrits ci-dessus sont des exemples donnés à titre illustratif et non limitatif. En effet, il est tout à fait possible pour l’homme de l’art d’utiliser d’autres matériaux pour la résine d’encapsulation 13, pour la couche avant 11, pour la couche arrière 3, ou encore pour les cellules photovoltaïques 5 que ceux décrits dans la description précédente sans sortir du cadre de la présente invention.
Ainsi, l’obtention d’un module photovoltaïque 1 présentant des cellules photovoltaïques 5 disposées de manière à ce que ce module photovoltaïque 1 présente un effet visuel permettant de conférer à ce dernier un aspect esthétique ou une fonctionnalité de communication via un motif 7, représentant par exemple une marque, un logo, un signe, ou encore un message, tout en limitant les pertes de rendements de conversion liées à la présence de ce motif 7 est possible grâce au module photovoltaïque 1 présentant un dispositif de redirection 9 tel que décrit précédemment.
Claims (10)
- Revendications1. Module photovoltaïque (1) comprenant une couche arrière (3) supportant une pluralité de cellules photovoltaïques (5) connectées électriquement entre elles, caractérisé en ce que • les cellules photovoltaïques (5) sont disposées sur la couche arrière (3) de manière à présenter un effet visuel final autre qu’une matrice monochrome de lignes et de colonnes tel qu’un motif (7) présentant au moins une zone remplie (Zl), comportant des cellules photovoltaïques (5), et au moins une zone vierge (Z2), dépourvue de cellules photovoltaïques (5), et en ce que • la couche arrière (3) comporte en outre au moins un dispositif de redirection (9) de la lumière disposé au niveau de l’au moins une zone vierge (Z2) du motif (7), ledit dispositif de redirection (9) étant configuré pour diriger au moins une partie des rayons lumineux impartant le module photovoltaïque (1) dans une zone vierge (Z2) du motif (7) en direction d’au moins une partie des cellules photovoltaïques (5) formant l’au moins une zone remplie (Zl) du motif (7).
- 2. Module photovoltaïque (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de redirection (9) comprend un guide d’onde (91) spécifique à une gamme de longueurs d’ondes du spectre solaire.
- 3. Module photovoltaïque (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le guide d’onde (91) comprend un ensemble de couches (93) présentant des indices de réfraction différents.
- 4. Module photovoltaïque (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le guide d’onde (91) comprend au moins un micro-miroir (95).
- 5. Module photovoltaïque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche arrière (3) est réfléchissante au niveau des zones remplies (Zl).
- 6. Module photovoltaïque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est rigide.
- 7. Module photovoltaïque (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comporte5 une couche avant (11) disposée de manière à ce que les cellules photovoltaïques (5) sont prises en sandwich entre la couche avant (11) et la couche arrière (3), ladite couche avant (11) étant traversée en premier par les rayons lumineux incidents (I).
- 8. Module photovoltaïque (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, 10 caractérisé en ce qu’il est flexible.
- 9. Module photovoltaïque (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les cellules photovoltaïques (5) sont encapsulées dans une résine d’encapsulation (13).15
- 10. Installation photovoltaïque, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un module photovoltaïque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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- 2018-08-08 FR FR1857393A patent/FR3084967A1/fr active Pending
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2019
- 2019-08-01 WO PCT/EP2019/070768 patent/WO2020030522A1/fr active Application Filing
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