FR3096120A1

FR3096120A1 - Unité solaire déployable

Info

Publication number: FR3096120A1
Application number: FR1905078A
Authority: FR
Inventors: Florent CHAMBOSSE
Original assignee: Cmr Group
Current assignee: Cmr Group
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2039-05-15
Also published as: FR3096120B1; WO2020229783A1

Abstract

L’invention concerne une unité solaire déployable comprenant :- un conteneur (30) dans lequel sont installés des panneaux solaires (36) ,- au moins un premier cadre (3501a) dans lequel sont fixés un ou plusieurs panneaux solaires (36),- au moins un second cadre (3502a) dans lequel sont fixés un ou plusieurs panneaux solaires (36),- le premier et le second cadres (3501a, 3502a) sont articulés entre eux, au moyen d’une charnière (39a), entre un état déplié et un état replié, lesquels cadres sont séparés par une zone d’espacement (42) lorsqu’ils sont à l’état replié, caractérisée en ce que la charnière (39a) est agencée de sorte que son axe de rotation (391) soit situé en dehors de la zone d’espacement (42) lorsque les cadres (3501a, 3502a) sont à l’état replié. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 10

Description

Unité solaire déployable

Domaine technique.

L’invention a pour objet une unité solaire déployable.

Elle concerne le domaine technique de la production d’énergie électrique par conversion de rayonnement, plus précisément le domaine des panneaux solaires et plus particulièrement les panneaux solaires transportables.

Technique antérieure.

Les panneaux solaires sont destinés à convertir le rayonnement solaire en énergie thermique ou électrique.

Les unités solaires déployables présentent un intérêt croissant en répondant à des besoins temporaires notamment en termes de production importante d’énergie stable dans les applications, connectées ou non à un réseau électrique, telles que des zones difficiles d’accès, des explorations minières et/ou terrestres, des constructions agricoles ou civiles, des installations critiques, des campements temporaires ou encore lors d’événements climatiques majeurs. Les unités sont déplacées sur leur site d’utilisation à l’aide de conteneurs maritimes de type ISO et dans lesquels les modules solaires peuvent être stockés lorsqu’ils ne sont pas en fonctionnement. Ce type d’unité transportable est connu pour permettre la génération et le stockage d’énergie autonome, et constituer un réseau d’énergie solaire. Elles permettent en particulier une réduction importante des émissions de gaz à effet de serre et une réduction des coûts d’exploitation d’opération (OPEX) mais également une réduction des émissions par rapport à l’utilisation de centrales alimentées uniquement par des diesels.

Conçus pour des chantiers de courte durée, l’installation de ces unités transportables peut nécessiter un certain nombre de travaux en vue de leur utilisation sur une longue durée, notamment des travaux de terrassement et des tranchées spécifiques pour pouvoir résister aux catastrophes naturelles (cyclones, tremblement de terre, inondation…). L’installation peut donc être longue et nécessiter la présence d’un grand nombre de personnes.

Le document brevet EP 2822178 (ECOSUN) décrit une installation dans laquelle le déploiement et le repliement des panneaux solaires sont effectués depuis les parois transversales d’un conteneur au moyen d’un châssis spécifique. Cet aménagement particulier ne permet pas une utilisation optimale de l’espace disponible dans le conteneur, limitant ainsi le nombre de panneaux solaires qui peuvent y être logés et de fait la production d’énergie.

On connait également par le document brevet WO 2011/091151 (UNIVERSITY OF HOUSTON) une installation dans laquelle le déploiement et le repliement des panneaux solaires est effectué depuis un caisson. Les panneaux solaires se replient dans le caisson sous la forme d’un accordéon relié au conteneur par des charnières. Le rattachement des différents panneaux solaires entre eux est réalisé à l’aide de charnières classiques, leur permettant de se replier entièrement dans le caisson ou de les déployer dans leur position d’utilisation, en accordéon ou à plat. Bien que l’utilisation d’une charnière soit intéressante, car simple et bien connue de l’homme du métier, cette solution induit un espacement important entre deux panneaux adjacents lorsqu’ils sont dans un état replié. Le nombre de panneaux solaires pouvant être logés dans le caisson est donc limité.

Un autre problème technique est que, du fait de la liaison permanente par charnière entre les panneaux solaire et le caisson, il n’est plus possible de refermer ledit caisson une fois que lesdits panneaux ont été déployés. Un caisson laissé en position ouverte est plus sensible au vent et peut être déplacé ou emporté en cas de tempête, notamment, lors de l’utilisation en zone tropicale. En outre, le caisson n’étant pas refermable, il est nécessaire de prévoir un conditionnement étanche et résistant du matériel électronique à l’intérieur dudit caisson, une fois les panneaux solaires déployés.

Encore une autre problème technique est que, contraints par les faibles rendements des panneaux solaires, par les standards d’épaisseur de panneaux solaires (40 mm ou plus) et par les dimensions standards en largeur et longueur des panneaux solaires, inadaptées au conteneur, les unités solaires déployables à partir d’un conteneur ne dépassent pas aujourd’hui 80 kWc, ce qui multiplie d’autant le nombre de conteneurs à transporter lorsque le besoin s’établit à plusieurs centaines de kWc.

L’invention vise à remédier à cet état des choses.
Un autre objectif de l’invention est d’optimiser et/ou d’augmenter le nombre de panneaux solaires pouvant être logés à l’intérieur d’un conteneur.
Encore un autre objectif de l’invention est d’augmenter l’énergie électrique produite par une unité solaire déployable.
Un objectif supplémentaire de l’invention est de proposer une unité solaire déployable qui soit de conception simple, peu onéreuse, et qui soit facile à manutentionner et à installer sur site.

Un autre objectif est de pouvoir replier rapidement tous les panneaux à l’intérieur du conteneur, notamment pour les protéger avant l’arrivée de phénomènes météorologiques majeurs tel que des cyclones hors du commun comme cela se produit dans certains pays tropicaux.

Présentation de l’invention.

La solution proposée par l’invention est une unité solaire déployable comprenant :
- un conteneur dans lequel sont installés des panneaux solaires,
- au moins un premier cadre dans lequel sont fixés un ou plusieurs panneaux solaires,
- au moins un second cadre dans lequel sont fixés un ou plusieurs panneaux solaires,
- le premier et le second cadre sont articulés entre eux, au moyen d’une charnière, entre un état déplié et un état replié, lesquels cadres sont séparés par une zone d’espacement lorsqu’ils sont à l’état replié,
- la charnière est agencée de sorte que son axe de rotation soit situé en dehors de la zone d’espacement lorsque les cadres sont à l’état replié.

La position singulière de la charnière permet de réduire l’espacement entre deux panneaux solaires adjacents lorsqu’ils sont à l’état replié. Grâce à cette solution très simple et peu onéreuse, il est possible d’optimiser et/ou d’augmenter le nombre de panneaux solaires pouvant être logés à l’intérieur d’un conteneur et de fait d’augmenter la production d’énergie électrique lorsque lesdits panneaux sont déployés.

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 définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques définies ci-dessus. Ces autres caractéristiques peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
- Avantageusement, la charnière est configurée de sorte que dans l’état déplié, elle autobloque les cadres dans une conformation en équerre.
- Avantageusement, la charnière est configurée de sorte que dans l’état déplié, les cadres aient une inclinaison comprise entre 5 degrés et 20 degrés par rapport à l’horizontale.
- Avantageusement, à l’état replié, les cadres sont logés dans une structure associée à un système amortisseur de vibrations.
- Avantageusement, chaque panneau solaire est maintenu en position sur le cadre respectif par au moins une goupille de fixation démontable.
- Avantageusement, le conteneur est délimité par deux parois longitudinales, deux parois transversales, une paroi de fond et une paroi de toit, les cadres étant extractibles dudit conteneur par au moins une desdites parois longitudinales qui est ouvrable et refermable.
- Avantageusement, plus de vingt-cinq cadres comportant chacun six panneaux solaires sont extractibles depuis chacune des parois longitudinales du conteneur.
- Avantageusement, le conteneur comprend deux zones de stockage séparées par un local technique, chaque zone de stockage ne logeant que des panneaux solaires lorsque les cadres sont à l’état replié.
- Avantageusement, sont installées dans le local technique des batteries pour le stockage de l’énergie produite par les panneaux solaires, et/ou une centrale électrique thermique utilisant un combustible fossile.
- Avantageusement, l’unité solaire déployable comporte au moins deux paires de cadres adjacentes, chaque paire comportant un premier cadre, un second cadre, le premier et le second cadres de chaque paire sont articulés entre eux, au moyen d’une charnière agencée de sorte que son axe soit situé en dehors de la zone d’espacement desdits cadres lorsqu’ils sont à l’état replié, les deux paires de cadres ne sont pas liaisonnées entre-elles.
- Avantageusement, l’unité solaire déployable comporte une première paire de cadres et une seconde paire de cadres, lesquelles paires sont adjacentes, chaque paire comportant un premier cadre, un second cadre, le premier et le second cadres de chaque paire sont articulés entre eux, au moyen d’une charnière agencée de sorte que son axe soit situé en dehors de la zone d’espacement desdits cadres lorsqu’ils sont à l’état replié, un cadre de la première paire est articulé à un cadre de la seconde paire, au moyen d’une charnière, laquelle charnière est agencée de sorte que son axe soit situé en dehors de la zone d’espacement séparant le cadre de la première paire et le cadre de la seconde paire lorsque lesdits cadres sont à l’état replié.
- Avantageusement, la charnière liaisonnant les deux paires de cadres est démontable de manière à ce que chaque dite paire soit désolidarisable l’une de l’autre.
- Avantageusement, à l’état replié, les cadres sont logés dans une structure, les cadres et/ou la charnière étant goupillés dans ladite structure de manière à maintenir lesdits cadres à l’état replié.

Brève 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 :
illustre un conteneur chargé sur un camion.
est une vue du conteneur ouvert avec les panneaux solaires déployés.
est une coupe transversale d’une portion de rail.
est une vue en perspective d’une structure adaptée pour loger les cadres lorsqu’ils sont à l’état replié.
représente une pluralité de cadres à l’état replié et logés dans la structure de la figure 3.
est une vue de face d’un cadre sans les panneaux solaires.
est une vue de dos d’un cadre avec les panneaux solaires.
est une vue de dessus d’un cadre.
schématise l’agencement de deux paires de cadres à l’état déplié, selon un premier mode de réalisation.
schématise l’agencement de deux paires de cadres à l’état déplié, selon un second mode de réalisation.
schématise l’agencement de deux cadres à l’état replié.
schématise l’agencement de deux cadres à l’état déplié.
est une vue schématique en coupe transversale, vue de dessus, d’un conteneur, montrant l’agencement de différentes zones de stockage des panneaux solaires et d’un local technique.
est une vue d’ensemble du conteneur avec les panneaux solaires déployés d’un seul côté.
est une représentation schématique d’une charnière.

Description des modes de réalisation.

En se rapportant à la figure 1, l’unité solaire comporte un conteneur 30 transportable. Ce dernier est préférentiellement un conteneur ISO de vingt pieds ou quarante pieds, adapté pour être installé sur la remorque d’un camion C ou un autre véhicule similaire pour son transport sur site. Ce type de conteneur ISO présente entre autres avantages d’être entièrement conçu pour les conditions climatiques extrêmes (chaleur, humidité, altitude). Les panneaux solaires 36, une fois repliés dans le conteneur 30 seront ainsi parfaitement protégés. Le conteneur 30 est délimité par deux parois longitudinales 31, deux parois transversales 32, une paroi de fond 10 et d’une paroi de toit 11, l’ensemble formant une structure parallélépipédique rectangle. Les parois sont préférentiellement métalliques mais peuvent être réalisées dans un autre matériau tel que plastique, carbone, composite, etc.

Sur la figure 12, le conteneur 30 en vue de dessus, présente trois compartiments : deux zones de stockage 301 pour le repliement des panneaux solaires 36 et une zone servant de local technique 302. Sur cette figure, le local technique 302 sépare les zones de stockage 301. On peut toutefois prévoir que les zones de stockage 301 soient placées côte-à-côte, avec le local technique 302 à une extrémité du conteneur 30. Il est également possible d’agencer un conteneur 30 avec par exemple une seule zone de stockage 301 et un ou plusieurs locaux techniques 302.

Chaque zone de stockage 301 est adaptée pour recevoir les panneaux solaires 36 lorsqu’ils sont repliés lors des phases de transport ou lorsqu’ils ne sont pas en fonctionnement. Chaque zone 301 ne contient avantageusement que des panneaux solaires 36, de sorte que la totalité de son volume est réservé au logement desdits panneaux.

Le local technique 302 peut contenir un ou plusieurs onduleurs solaires, un chargeur bidirectionnel, une ou plusieurs batteries, un système de gestion de l’alimentation, un tableau électrique, cette liste n’étant qu’à titre d’exemple mais n’est pas limitative. Il est également possible d’installer dans le local technique 302 des batteries pour le stockage de l’énergie produite par les panneaux solaires, et/ou une centrale électrique thermique utilisant un combustible fossile (charbon, gaz, diesel. …). Dans ce dernier cas, l’unité objet de l’invention est dite « hybride » dans la mesure où l’électricité produite provient de sources d’énergie distinctes (solaire et combustible).

Les équipements installés dans le local technique 302 sont notamment adaptés pour stocker l’énergie produite par les panneaux solaires et la délivrer de manière fiable et stable. Il suffit à l’utilisateur de brancher une prise sur le tableau électrique pour être alimenté en électricité. L’accès au local technique 302 peut par exemple se faire via une porte aménagée dans une des parois longitudinale 31.

L’intégration du local technique 302 directement dans le conteneur 30 permet une installation et une mise en service rapide et flexible de l’unité solaire. Celle-ci a une totale mobilité et une autonomie complète, lui permettant de suivre des déplacements fréquents comme par exemple le suivi d’un chantier, ou le suivi des secours dans des zones sinistrées.

La figure 1b illustre le conteneur 30 installé sur site, dans une configuration où il est ouvert avec les panneaux solaires 36 déployés d’un seul côté. Chaque zone de stockage 301 s’ouvre depuis chaque paroi longitudinale 31 du conteneur 30. Il est ainsi prévu une ouverture de chaque côté du conteneur 30 (déploiement bilatéral des panneaux 36). Il est toutefois envisageable de n’avoir qu’une seule ouverture de paroi longitudinale 31 pour un déploiement des panneaux d’un seul côté du conteneur 30 (déploiement unilatéral des panneaux 36). Le déploiement bilatéral est toutefois préféré car il permet de doubler la surface couverte par les panneaux solaires 36 tout en équilibrant le conteneur 30. La ou les parois longitudinales 31 peuvent s’ouvrir vers le haut comme représenté sur la figure 1b ou vers le bas, par l’intermédiaire d’une ou plusieurs portes aménagées dans lesdites parois.

Chaque zone de stockage 301 intègre une structure 37 formée d’un agencement de profilés 370 telle que représentée sur la figure 3. Cette structure 37 est rigide et montée sur des éléments flexibles décrits plus avant dans la description, eux-mêmes montés de manière fixe dans le conteneur 30 par exemple par vissage, boulonnage, soudage, rivetage, etc.

En se rapportant aux figures 5, 6 et 7, les panneaux solaires 36 sont fixés dans des cadres 35. Chaque cadre 35 comporte un ou plusieurs panneaux solaires 36, préférentiellement de quatre à six panneaux solaires 36. Chaque cadre 35 est formé d’un assemblage de profilés rigides, par exemple des profilés métalliques. Chaque cadre 35 présente deux rebords transversaux 351 et deux rebords longitudinaux 352. Des traverses longitudinale 354 et transversale 355 permettent de rigidifier le cadre 35 et délimitent l’emplacement des panneaux solaires 36.

Chaque cadre 35 peut être de forme rectangulaire ou de forme carrée. Dans le cas où le cadre 35 a une forme carrée, alors, les rebords transversaux 351 sont assimilables aux rebords longitudinaux 352 et inversement. La traverse longitudinale 354 est également assimilable à la traverse transversale 355 et inversement.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention, l’épaisseur du cadre 35 correspond à celle d’un panneau solaire 36 de sorte que ces derniers soient totalement inscrits à l’intérieur dudit cadre. Cette épaisseur est préférentiellement de 30 mm. L’avantage d’utiliser des cadres 35 d’une épaisseur égale à celle du panneau solaire 36 est l’optimisation de leur espace de rangement dans le conteneur 30. Plus l’ensemble cadre-panneaux est fin, plus il sera possible d’en loger dans les zones de stockage 301.

Sur les figures 5 et 6, les rebords longitudinaux 352 et la traverse longitudinale 354 comportent sur leur face arrière une ou plusieurs ailettes ou pattes 353. Les ailettes 353 ont une épaisseur comprise entre 1 mm et 5 mm afin de rajouter le moins d’épaisseur possible au cadre 35.

Les panneaux 36 sont avantageusement maintenus en position dans le cadre 35 grâce à des goupilles de fixation 41 démontables en prise avec lesdits panneaux et les ailettes 353. Ces goupilles 41 permettent de monter et démonter facilement les panneaux 36 de leur cadre 35, ce qui simplifie leur montage et leur manutention. En effet, il est ainsi aisé de détacher chaque panneau 36 indépendamment des autres, que ce soit pour leur nettoyage ou pour changer un seul panneau qui serait endommagé. Une ou plusieurs goupilles 41 sont utilisées pour la fixation d’un panneau 36 dans le cadre 35.

Les panneaux solaires 36 ont par exemple une largeur comprise entre 80 cm et 110 cm, une longueur comprise entre 150 cm et 200 cm et une épaisseur comprise entre 15 mm et 35 mm. Les dimensions du cadre 35 varient en fonction du nombre de panneaux solaires 36 qu’il comporte. Les panneaux 36 sont préférentiellement disposés en format paysage dans le cadre 35, ce qui permet d’en augmenter le nombre logés dans le conteneur 30. Il est tout de même envisageable de disposer les panneaux solaires 36 au format portrait.

Deux cadres adjacents sont articulés entre eux au moyen d’au moins une charnière 39 entre un état déplié et un état replié. Sur les figures 5 à 7, chaque cadre 35 comporte un élément de charnière 39 agencé à chacune des extrémités des rebords longitudinaux supérieur (en haut du cadre) et inférieur (en bas du cadre) 352. On peut toutefois prévoir un seul élément de charnière par rebord longitudinal 352. Au lieu d’être articulés au niveau de leurs rebords longitudinaux 352, les cadres 36 peuvent être articulés au niveau de leurs rebords transversaux 351 (à droite et/ou à gauche des cadres). Dans ce cas, les charnières 39 sont installées sur les rebords transversaux 351.

La figure 8 illustre deux paires de cadres adjacentes, respectivement 35a, 35b, à l’état déplié, formant une structure en chevron. Bien évidemment, l’unité solaire peut comporter plus de deux paires de cadres alignées, par exemple un alignement de dix ou vingt paires de cadres comme illustré sur la figure 13. L’unité solaire peut également comporter qu’une seule paire de cadres.

Chaque paire de cadres 35a, 35b comprend un premier cadre, respectivement 3501a, 3501b et un second cadre, respectivement 3502a, 3502b. Pour chaque paire, le premier cadre 3501a, 3501b est articulé au second cadre 3502a, 3502b, au moyen d’une charnière, respectivement 39a, 39b. L’articulation des cadres de chaque paire de cadres est réalisée au niveau des rebords longitudinaux supérieurs. Dans ce mode de réalisation, les deux paires de cadres adjacentes 35a, 35b ne sont pas liaisonnées entre elles, chaque paire formant un ensemble unitaire. Cette configuration présente l’avantage de pouvoir manipuler chaque paire de cadres 35a, 35b de manière indépendante, par exemple manuellement par un seul opérateur : le déploiement/repliement de la première paire 35a n’entraîne pas le déploiement/repliement de la seconde paire 35b.

Dans la variante de réalisation de la figure 9, les deux paires de cadres adjacentes 35a, 35b sont liaisonnées entre elles au moyen d’une charnière 39ab. Le second cadre 3502a de la première paire 35a est ici articulé au premier cadre 3501b de la seconde paire 35b, l’articulation étant réalisée au niveau des rebords longitudinaux inférieurs. Les charnières 39a, 39ab, 39b sont alors alternativement situées en haut et en bas de chaque cadre.

L’articulation 39ab est similaire aux charnières 39a et 39b. Cette configuration présente l’avantage de pouvoir manipuler les paires de cadres 35a, 35b ensemble, par exemple au moyen d’un treuil ou d’un engin motorisé : le déploiement/repliement de la première paire 35a entraîne le déploiement/repliement automatique de la seconde paire 35b.

Il peut être avantageux que la charnière 39ab soit démontable afin de pouvoir désolidariser la première paire 35a de la seconde paire 35b. Cela est particulièrement utile pour la manutention des paires de cadres. En effet, un assemblage de deux ou plusieurs paires de cadres peut s’avérer très lourd et un opérateur seul ne pourrait pas déplacer seul cet assemblage sans l’aide d’une machine, d’un engin motorisé ou d’un treuil. De plus si une des paires de cadres est endommagée, il sera aisé de changer uniquement cette paire. Comme expliqué plus avant dans la description, le démontage de la charnière 39ab est réalisé très simplement en enlevant son axe de rotation 391.

Chaque charnière 39 (identique aux charnières 39a, 39b, 39ab mentionnées précédemment) est formée par l’assemblage de deux charnons complémentaires liaisonnés par un axe de rotation. Les charnons sont tous identiques, ce qui permet de limiter les coûts de fabrication et simplifie leur montage.

Sur la figure 14, un charnon 395 se présente sous la forme d’un étrier comportant une platine 394 pourvue de deux ailettes latérales 393. Les ailettes 393 sont chacune pourvue d’une surface d’appui 396 et d’un perçage 392. Ces derniers sont adaptés pour recevoir un axe de rotation 391, se matérialisant par exemple par un tube ou une barre cylindrique inséré dans lesdits perçages. La platine 394 est adaptée pour être fixée sur un rebord (longitudinal ou transversal) du cadre 35 par exemple par vissage, boulonnage, soudage, rivetage, etc. La platine 394 est fixée de manière à ce que les ailettes 393 soient orientées à l’opposé du cadre 35, c’est-à-dire au-delà du rebord sur lequel est fixé ladite platine. Les ailettes 393 et les perçages 392 sont configurés pour que l’axe de rotation 391 soit déporté de la platine 394. Par « déporté », on entend que l’axe de rotation 391 n’est pas situé directement au-dessus de la platine 394 ou du rebord du cadre 35 sur laquelle elle est fixée.

La figure 10 schématise la paire de cadres 35a, avec le premier cadre 3501a et le second cadre 3502a à l’état replié. Chaque cadre est équipé d’un charnon, respectivement 395-1a, 395-2a. La platine 394-1a du premier charnon 395-1a est fixée sur le rebord longitudinal supérieur 352-1a du premier cadre 3501a. Et la platine 394-2a du second charnon 395-2a est fixée sur le rebord longitudinal supérieur 352-2a du second cadre 3502a. Les charnons 395-1a, 395-2a sont liaisonnés entre eux par l’axe de rotation commun 391. En pratique, la pièce matérialisant l’axe 391 est insérée dans les perçages des deux charnons 395-1a, 395-2a.

Conformément à l’invention, la charnière 39a est configurée de sorte que son axe de rotation 391 est situé en dehors de la zone d’espacement 42 séparant les cadres 3501a, 3502a lorsqu’ils sont à l’état replié. Sur la figure 10, l’axe de rotation 391 est situé au-dessus des cadres 3501a, 3502a, au-delà (ou à distance) du plan contenant les platines 394-1a, 394-2a et/ou les rebords 352-1a, 352-2a. L’axe 391 n’étant pas interposé entre les cadres 3501a, 3502a, l’espacement « e » entre lesdits cadres peut être réduit au minimum (par exemple inférieur à 10 mm), voir nul. A l’état replié, l’encombrement, notamment la largeur, de la paire de cadres 35a est donc très réduite à la somme des épaisseurs des deux cadres 3501a, 3502a (à laquelle s’ajoute éventuellement l’épaisseur des ailettes de fixation 353).

Si la paire de cadres 35a doit être liaisonnée avec une autre paire de cadres adjacente (configuration de la figure 9, charnière 39ab), on équipe le rebord longitudinal inférieur de chaque cadre d’un autre charnon 395-1a, 395-2a, orienté en sens inverse (ou en miroir). L’axe de rotation 391 sera ici encore situé en dehors de la zone d’espacement séparant le cadre de la première paire et le cadre de la seconde paire lorsque lesdits cadres sont à l’état replié, ce qui permet de réduire l’espacement entre lesdits cadres, et de fait l’épaisseur totale de la combinaison des paires de cadres. Grâce à cette configuration des charnières 39, 39a, 39b, 39ab, il est possible de loger plus de cinquante cadres 35 dans la largeur d’un conteneur 30 ISO de 20 ou 40 pieds. Plus de vingt-cinq cadres 35 sont ainsi extractibles depuis chacune des parois longitudinales 31 du conteneur 30, sur une longueur pouvant dépasser 70 m. Chaque cadre 35 pouvant recevoir jusqu’à six panneaux 36 de 80 cm x 110 cm, plus de 300 panneaux solaires peuvent être logés dans un conteneur de 20 pieds et plus de 600 panneaux dans un conteneur de 40 pieds, la puissance électrique produite par l’unité solaire pouvant atteindre plus de 110 K.Watt/crête, voire même 180 K.Watt/crête, soit plus du double de ce qui est présenté sur le marché actuel.

Selon une caractéristique avantageuse de l’invention illustrée sur la figure 11, la charnière 39a (et les charnières 39b et 39ab) est configurée de sorte que dans l’état déplié, elle autobloque le premier cadre 3501a et le second cadres 3502a dans une conformation en équerre. Cet auto-blocage est dû au fait que la surface d’appui 396-1a du charnon 395-1a (respectivement la surface d’appui 396-2a du charnon 395-2a) vient buter contre la platine 394-2a du charnon 395-2a (respectivement contre la platine 394-1a du charnon 395-1a) de manière à bloquer la rotation des cadres 3501a, 3502a autour de l’axe 391. Les surfaces d’appui 396-1a, 396-2a sont préférentiellement configurées pour que dans l’état déplié, les cadres 3501a, 3502a aient une inclinaison « α » comprise entre 5 degrés et 20 degrés par rapport à l’horizontale. Cette inclinaison permet de réduire les salissures sur les panneaux 36 notamment suite à des averses, laissant s’écouler facilement les eaux de pluie pouvant salir lesdits panneaux en y laissant des traces après séchage. En outre, cette inclinaison permet une captation optimale des rayons solaires par les panneaux 36.

Comme illustré sur les figures 1b et 13, l’articulation des cadres 35 qui vient d’être décrite permet de les replier/déplier dans/hors des zones de stockage du conteneur 30 sous forme d’accordéon. Le déploiement et le repliement des cadres 35 peuvent être effectués manuellement, par un ou plusieurs opérateurs. La manipulation d’un assemblage de cadres liaisonnés entre eux peut être effectué à l’aide d’un treuil situé dans le conteneur 30 où à l’aide d’un véhicule motorisé (ex : engin de chantier). Sur les figures 1b et 13, deux rangées de cadres 35-panneaux 36 sont représentées. Un nombre supérieur ou inférieur de rangées peut toutefois être envisagé selon la configuration du conteneur 30 et/ou la configuration du site d’installation de l’unité solaire et/ou la puissance électrique souhaitée. D’autres rangées (non représentées) peuvent également être déployées de l’autre côté du conteneur 30.

A l’état déployé, les cadres 35 sont dans une configuration en chevron de sorte que l’ensemble présente deux faces actives. Les cadres 35 et les panneaux 36 sont préférentiellement alignés selon une orientation Est/Ouest. Cette orientation combinée à la configuration en chevron des panneaux 36 permet une réception optimale des rayons solaires le matin sur une première face, une réception optimale sur l’ensemble des faces quand le soleil est au zénith et enfin une réception optimale l’après-midi sur la seconde face.

Les cadres 35 se déplacent en translation sur des rails 33 pour leur déploiement à l’état déplié et leur repliement à l’état replié. Les rails sont installés de sorte qu’une de leur extrémité soit située dans la zone de stockage 301 ou en bordure de celle-ci. Pour faciliter la translation des cadres 35, ceux-ci sont préférentiellement équipés de roues évoluant sur les rails 33. En se rapportant à la figure 2, les rails 33 sont avantageusement formés par assemblage de profilés en U servant de chemin de roulement aux roues des cadres 35. Ainsi les roues sont retenues dans le profilé en U et transfèrent au rail 33 les poussées verticales exercées par les panneaux 36 sur les cadres 35 en cas de vent fort. Ces profilés sont démontés et logés dans le conteneur 30 lors des phases de transport et de manutention de l’unité solaire. Lorsque les rails 33 sont montés, ils reposent préférentiellement sur des plots 40. Ces derniers peuvent être spittés au sol ou lestés (par des pierres, du sable, des parpaings…) pour leur permettre de résister au vent et à tous types de conditions climatiques.

A l’état replié, les cadres 35 sont logés dans une ou plusieurs structures 37 illustrée sur la figure 3, dans une configuration en accordéon telle qu’illustrée sur la figure 4. Chaque structure 37 est associée à un système amortisseur de vibrations, tel que des absorbeurs de vibrations dynamiques ou DLC ou des plots 34 en élastomère anti-vibratile, de manière à réduire les vibrations pouvant entrainer des microfissures des panneaux 36 lors de leur transport.

Lorsque les cadres 35 sont logés dans la structure 37, lesdits cadres et/ou les charnières 39 sont préférentiellement goupillés dans ladite structure de manière à maintenir lesdits cadres en position repliée. Sur la figure 3, un ou plusieurs profilés 370 de la structure 37 comporte une série de perçages 380 adaptés pour recevoir des goupilles. En se rapportant à la figure 4, lorsque les cadres 35 sont repliés en accordéon dans la structure 37, des goupilles 38 sont insérées dans les perçages 380. Ces goupilles 38 viennent en prise avec un ou plusieurs profilés des cadres 35 et/ou avec les charnières 39 de manière à maintenir en position repliée lesdits cadres et éviter leur déploiement intempestif. Les parois transversales 32 du conteneur 30 présentent préférentiellement une ouverture, pour faciliter le goupillage.

Lorsque les goupilles 38 sont retirées, les cadres 35 peuvent se désolidariser totalement de la structure 37, aucun organe de liaison ne les solidarisant à ladite structure. Lorsque les cadres 35 sont extraits du conteneur 30 et déployés, ils peuvent ainsi être placés à distance dudit conteneur, de sorte que les ouvertures prévues dans les parois longitudinales 31 peuvent être refermées, le conteneur 30 pouvant alors être utilisé par exemple comme abri et/ou comme espace de stockage pour du matériel. Le conteneur 30 étant refermable, il est en outre moins sensible au vent et aux aléas climatiques, et les équipements contenus dans le local technique 302 sont parfaitement protégés.

Une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. 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. Notamment :
- le nombre de zone de stockage 301 peut être supérieur à deux.
- le local technique 302 est optionnel.
- le cadre 35 ne reçoit pas nécessairement quatre panneaux solaires, il peut également s’adapter à différents agencements et recevoir par exemple deux ou six panneaux solaires 36 ;
- le cadre 35 ne comporte pas nécessairement une traverse longitudinale 354 et une traverse transversale 355, il peut par exemple, lorsqu’il comporte six panneaux solaires 36, être composé d’une traverse longitudinale 354 et de deux traverses transversales 355. Le nombre de traverses longitudinales 354 et transversales 355 est variable d’une configuration à une autre ;
- le cadre 35 n’est pas nécessairement utilisé au format paysage, il peut également être utilisé au format portrait afin de s’adapter au mieux au conteneur 30 dans lequel il sera replié ;
- les panneaux solaires 36 ne sont pas nécessairement disposés dans le cadre 35 au format paysage mais peuvent également être disposés au format portrait.

Claims

Unité solaire déployable comprenant :
- un conteneur (30) dans lequel sont installés des panneaux solaires (36),
- au moins un premier cadre (3501a) dans lequel sont fixés un ou plusieurs panneaux solaires (36),
- au moins un second cadre (3502a) dans lequel sont fixés un ou plusieurs panneaux solaires (36),
- le premier et le second cadre (3501a, 3502a) sont articulés entre eux, au moyen d’une charnière (39a), entre un état déplié et un état replié, lesquels cadres sont séparés par une zone d’espacement (42) lorsqu’ils sont à l’état replié,
caractérisée en ce quela charnière (39a) est agencée de sorte que son axe de rotation (391) soit situé en dehors de la zone d’espacement (42) lorsque les cadres (3501a, 3502a) sont à l’état replié.
Unité solaire déployable selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charnière (39a) est configurée de sorte que dans l’état déplié, elle autobloque les cadres (3501a, 3502a) dans une conformation en équerre.
Unité solaire déployable selon la revendication 2, caractérisée en ce que la charnière (39a) est configurée de sorte que dans l’état déplié, les cadres (3501a, 3502a) aient une inclinaison (α) comprise entre 5 degrés et 20 degrés par rapport à l’horizontale.
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que à l’état replié, les cadres (35) sont logés dans une structure (37) associée à un système amortisseur de vibrations (34).
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque panneau solaire (36) est maintenu en position sur le cadre (35) respectif par au moins une goupille de fixation (41) démontable.
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conteneur (30) est délimité par deux parois longitudinales (31), deux parois transversales (32), une paroi de fond (10) et une paroi de toit (11), les cadres (35) étant extractibles dudit conteneur par au moins une desdites parois longitudinales qui est ouvrable et refermable.
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que plus de vingt-cinq cadres (35) comportant chacun six panneaux solaires (36) sont extractibles depuis chacune des parois longitudinales (31) du conteneur (30).
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que le conteneur (30) comprend deux zones de stockage (301) séparées par un local technique (302), chaque zone de stockage (301) ne logeant que des panneaux solaires (36) lorsque les cadres (35) sont à l’état replié.
Unité solaire déployable selon la revendication 8, caractérisée en ce que sont installées dans le local technique (302) : des batteries pour le stockage de l’énergie produite par les panneaux solaires, et/ou une centrale électrique thermique utilisant un combustible fossile.
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins deux paires (35a, 35b) de cadres adjacentes, chaque paire comportant :
- un premier cadre (3501a, 3502a),
- un second cadre (3501b, 3502b),
- le premier et le second cadres (3501a, 3502a, 3501b, 3502b) de chaque paire (35a, 35b) sont articulés entre eux, au moyen d’une charnière (39a, 39b) agencée de sorte que son axe (391) soit situé en dehors de la zone d’espacement (42) desdits cadres lorsqu’ils sont à l’état replié,
- les deux paires (35a, 35b) de cadres ne sont pas liaisonnées entre-elles.
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte une première paire de cadres (35a) et une seconde paire de cadres (35b), lesquelles paires sont adjacentes, chaque paire comportant :
- un premier cadre (3501a, 3502a),
- un second cadre (3501b, 3502b),
- le premier et le second cadres (3501a, 3502a, 3501b, 3502b) de chaque paire (35a, 35b) sont articulés entre eux, au moyen d’une charnière (39a, 39b) agencée de sorte que son axe (391) soit situé en dehors de la zone d’espacement (42) desdits cadres lorsqu’ils sont à l’état replié,
- un cadre (3502a) de la première paire (35a) est articulé à un cadre (3501b) de la seconde paire (35b), au moyen d’une charnière (39ab), laquelle charnière est agencée de sorte que son axe (391) soit situé en dehors de la zone d’espacement séparant le cadre (3502a) de la première paire (35a) et le cadre (3501b) de la seconde paire (35b) lorsque lesdits cadres sont à l’état replié.
Unité solaire déployable selon la revendication 11, caractérisée en ce que la charnière (39ab) liaisonnant les deux paires de cadres (35a, 35b) est démontable de manière à ce que chaque dite paire soit désolidarisable l’une de l’autre.
Unité solaire déployable selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que à l’état replié, les cadres (35) sont logés dans une structure (37), les cadres (35) et/ou la charnière (39) étant goupillés dans ladite structure de manière à maintenir lesdits cadres (35) à l’état replié.