FR3112801A3 - Ombrière photovoltaïque - Google Patents
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Abstract
Ombrière photovoltaïque La présente invention concerne une ombrière photovoltaïque (1) comprenant : - une structure porteuse (3) sous la forme d’une charpente comprenant au moins un montant (3a) supportant un ensemble de poutres (3b) formant un plan support sensiblement horizontal et en hauteur, - un ensemble de modules photovoltaïques (5) soutenus par la structure porteuse (3) et disposés selon une pluralité de rangées (7) parallèles entre elles et espacées les unes des autres, une rangée (7) comprenant une pluralité de modules photovoltaïques (5) adjacents et inclinés par rapport au plan support d’un angle (α) compris entre 10° et 70° et dans lequel l’espacement (e) entre deux rangées (7) adjacentes dépend de l’angle (α) d’inclinaison des modules photovoltaïques (5) par rapport au plan support de manière à limiter l’effet d’ombrage entre les modules photovoltaïques (5) de deux rangées (7) successives.
Description
La présente invention concerne une ombrière photovoltaïque.
Il est connu de disposer des modules photovoltaïques sur des abris pour obtenir à la fois un ombrage voire une protection sous l’abri et une production électrique grâce aux modules photovoltaïques et à l’ensoleillement reçu par ces derniers.
Cependant, de tels abris peuvent présenter certains inconvénients comme la prise au vent du fait de l’inclinaison de la structure pour obtenir un angle d’incidence des rayons lumineux optimal et l’importance de la structure porteuse pour permettre de supporter le poids des modules photovoltaïques et de la neige dans certaines régions tout en résistant aux rafales de vents.
La taille du rampant de telles structures est généralement limitée à 30m environ de long du fait des contraintes liées à leur réalisation et notamment à leurs fondations. L’angle d’inclinaison de tels abris est généralement compris entre 5 et 10° pour des raisons de contraintes face au vent. Pour des ombrières de 6 à 15m de long l’inclinaison choisie est de l’ordre de 10° et pour des ombrières dont la longueur est supérieure à 15m l’angle d’inclinaison est de 5° de manière à limiter la prise au vent.
De tels angles d’inclinaison, inférieurs à 10°, favorisent l’encrassement des modules et la retenue de la neige, diminuant ainsi la production photovoltaïque. De plus, des angles compris entre 5 et 10° ne sont pas des angles optimaux de production photovoltaïque pour de nombreux pays comme par exemple la France où l’inclinaison optimale est proche de 30°.
Par ailleurs, de tels abris tendent à dégrader fortement le paysage du fait de leur surface large et uniforme.
Il apparaît également difficile ou fastidieux de réaliser l’entretien et la réparation de telles installations, comme par exemple le changement d’un module photovoltaïque défaillant, en particulier lorsque ce dernier est disposé au centre de la structure.
Il convient donc de fournir une solution permettant de surmonter au moins partiellement les inconvénients précités.
A cet effet, l’invention a pour objet une ombrière photovoltaïque comprenant :
- une structure porteuse sous la forme d’une charpente comprenant au moins un montant supportant un ensemble de poutres formant un plan support sensiblement horizontal et en hauteur,
- un ensemble de modules photovoltaïques soutenus par la structure porteuse et disposés selon une pluralité de rangées parallèles ou sensiblement parallèles entre elles et espacées les unes des autres, une rangée comprenant une pluralité de modules photovoltaïques adjacents et inclinés par rapport au plan support d’un angle compris entre 10° et 70° et dans lequel l’espacement entre deux rangées adjacentes dépend de l’angle d’inclinaison des modules par rapport au plan support de manière à limiter l’effet d’ombrage entre les modules photovoltaïques de deux rangées successives. L’espace entre les rangées permet également d’éviter l’accumulation de saletés ou de neige sur les panneaux photovoltaïques et simplifie ainsi leur entretien.
Selon un aspect de la présente invention, la charpente est une charpente métallique. La charpente métallique peut être revêtue d’un habillage en bois, en béton, en pierre, en textile, de type végétal et/ou de panneaux plastiques pour habiller la charpente métallique et l’intégrer architecturalement.
Alternativement la charpente peut également être une charpente en bois, béton, une charpente de type lamellé-collé, ou une charpente comprenant un mixte métal-bois. Un revêtement peut également être disposé sur de telles charpentes pour les intégrer architecturalement.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’inclinaison des modules photovoltaïques d’une rangée par rapport au plan support est comprise entre 20° et 60°, notamment supérieure à 30°. Une inclinaison supérieure à 30 ° permet de maximiser l’ensoleillement des modules photovoltaïques et de limiter le dépôt d’éléments (neige, poussière...) sur les modules photovoltaïques.
Selon un autre aspect de la présente invention, tous les modules photovoltaïques d’une rangée ont la même inclinaison par rapport au plan support. Cela simplifie la construction de l’ombrière et évite un possible effet d’ombrage entre les modules photovoltaïques d’une rangée.
Selon un autre aspect de la présente invention, tous les modules photovoltaïques de l’ombrière photovoltaïque ont la même inclinaison par rapport au plan support. Une même inclinaison de l’ensemble des modules photovoltaïques de l’ombrière photovoltaïque facilite la construction de l’ombrière photovoltaïque.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’ombrière photovoltaïque comprend également :
- un dispositif de fixation des modules photovoltaïques sur la structure porteuse comprenant :
- une première traverse configurée, d’une part, pour recevoir un premier bord des modules photovoltaïques et, d’autre part, pour s’étendre entre les poutres de la structure porteuse et pour venir se fixer sur la structure porteuse au niveau des croisements avec les poutres, c’est-à-dire au niveau des croisements entre la traverse et les poutres. Les poutres sont par exemple parallèles les unes par rapport aux autres et la traverse s’étend perpendiculairement par rapport aux poutres.
- un ensemble rehausseur fixé sur la structure porteuse et dont la hauteur dépend de l’inclinaison des modules photovoltaïques d’une rangée par rapport au plan support, l’ensemble rehausseur est par exemple formé de plots, de poteaux, de baïonnettes ou de bracons qui sont fixés sur les poutres à une distance prédéterminée de la première traverse.
- une deuxième traverse configurée, d’une part, pour recevoir un deuxième bord des modules photovoltaïques opposé au premier bord, et d’autre part pour venir se fixer sur l’ensemble rehausseur.
Alternativement, les traverses peuvent être fixées aux modules photovoltaïques à une distance prédéterminée du premier et du deuxième bord des modules photovoltaïques.
D’autre types de dispositifs de fixation peuvent également être utilisés, par exemple un dispositif sans ensemble rehausseur et dans lequel la deuxième traverse à une hauteur supérieure à la première traverse.
Selon un autre aspect de la présente invention, la charpente métallique de la structure porteuse comprend des profilés standards de type poutrelle en I à profil normal « IPN » et/ou de type poutrelle normale européenne « IPE ». De tels profilés permettent d’obtenir une structure porteuse rigide, résistante et facile à installer. De tels profilés peuvent également être utilisés pour protéger des câbles ou autres éléments fragiles.
Selon un autre aspect de la présente invention, la structure porteuse comprend un ensemble de montants disposés en rangées parallèles les unes par rapport aux autres, un premier ensemble de poutres configurées pour relier deux poteaux d’une rangée et un deuxième ensemble de poutres configurées pour relier deux poteaux de deux rangées distinctes. Une telle configuration permet de libérer des voies parallèles sous l’ombrière photovoltaïque de manière à créer par exemple des voies de circulation sous l’ombrière photovoltaïque.
Selon un autre aspect de la présente invention, les poutres du premier ensemble s’étendent perpendiculairement aux poutres du deuxième ensemble.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’espacement entre deux montants adjacents d’une rangée est compris entre 8m et 20m. Un tel espacement est possible grâce à la faible charge au vent des modules photovoltaïques grâce à leur disposition en rangée et sur un plan support sensiblement horizontal limitant ainsi leur hauteur et leur prise au vent mais également grâce à la rigidité de la structure porteuse.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’espacement entre deux rangées adjacentes est compris entre 8m et 20m, notamment entre 15m et 20m. Un tel espacement permet de disposer l’ombrière au-dessus de voies de circulation par exemple.
Selon un autre aspect de la présente invention, la hauteur du plan support est comprise entre 2m et 12m. Une telle hauteur permet le passage et stationnement de gros véhicules tels que des camions, des camping-cars ou des trains.
Selon un autre aspect de la présente invention, les modules photovoltaïques d’une rangée sont connectés en série et le nombre de modules photovoltaïques d’une rangée est choisi en fonction d’une tension désirée. En fonction de la tension désirée notamment au niveau de l’onduleur, il est possible de connecter plusieurs rangées en série pour obtenir la tension désirée. Le modèle de module photovoltaïque peut ainsi être choisi en fonction de ses dimensions de la tension qu’il fournit de manière à obtenir une ombrière de la taille voulue et maximisant le rendement de conversion électrique et notamment le rendement des onduleurs.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’ombrière photovoltaïque comprend également au moins un onduleur associé à une pluralité de modules photovoltaïques et le, au moins un, onduleur est fixé en hauteur sur la structure porteuse. La structure porteuse peut également porter d’autres équipements liés aux modules photovoltaïques tels que des câbles ou des dispositifs électriques ou électroniques comme des caténaires ainsi que des panneaux routiers ou capteurs électroniques mais également des filets de protection, protection/couverture contre la pluie, supports publicitaire, luminaires, des caméras de sécurité ou des lignes de vie pour effectuer des travaux sous l’ombrière photovoltaïque. Un onduleur peut être associé à une rangée ou une pluralité de rangées pour faciliter l’installation et le fonctionnement de l’ombrière photovoltaïque.
Selon un autre aspect de la présente invention, les modules photovoltaïques d’une rangée sont disposés selon un format paysage dans lequel la longueur des modules photovoltaïques s’étend parallèlement au plan support ou sont disposés selon un format portrait dans lequel la largeur des modules photovoltaïques s’étend parallèlement au plan support. L’ensemble des modules photovoltaïques d’une rangée, voire de l’ombrière photovoltaïque, peuvent avoir la même orientation. L’orientation selon un format portrait permet de disposer un plus grand nombre de modules photovoltaïques sur une rangée ou de réduire la longueur d’une rangée. L’orientation paysage permet de limiter la hauteur et donc la prise au vent des modules photovoltaïques.
Selon un autre aspect de la présente invention, les modules photovoltaïques sont des modules bifaciaux qui permettent de convertir des rayons lumineux incidents des deux côtés du module photovoltaïque. L’utilisation de tels modules bifaciaux permet de convertir le rayonnement lumineux réfléchi par les éléments disposés sous l’ombrière photovoltaïque et notamment le sol, par exemple une route ou un parking et ainsi de maximiser la production électrique de l’ombrière photovoltaïque.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
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 seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Les figures 1 et 2 représentent des exemples de réalisation d’une ombrière photovoltaïque 1 selon la présente invention. L’ombrière photovoltaïque 1 comprend une structure porteuse 3 réalisée sous la forme d’une charpente 3.
Dans la suite de la description, la charpente 3 décrite sera une charpente métallique, par exemple en acier, mais d’autres types de charpentes, par exemple une charpente en bois, une charpente en béton, une charpente de type lamellé-collé, ou une charpente comprenant une combinaison des précédents matériaux comme une charpente métal-bois peuvent aussi être utilisés sans sortir du cadre de la présente invention.
La charpente métallique 3 comprend par exemple une pluralité de montants 3a configurés pour être fixés au sol, par exemple sur une pluralité respective de plots en béton (non représentés) ou sur une dalle en béton (non représentée). Alternativement, la structure porteuse 3 peut comprendre un seul montant 3a par exemple dans le cas d’un parking pour un nombre limité de véhicules.
Les montants 3a supportent un ensemble de poutres 3b qui forment un plan support sensiblement horizontal et en hauteur. Les poutres 3b sont fixées sur les montants 3a par exemple via des ensembles boulons-écrous ou par soudure ou tout autre moyen de fixation adéquat.
Les montants 3a et les poutres 3b sont par exemple réalisés par des profilés standards de type poutrelle en I à profil normal « IPN » et/ou de type poutrelle normale européenne « IPE ».
La charpente métallique 3 peut également comprendre des éléments additionnels visant à renforcer la structure porteuse, notamment des renforts 3c au niveau des liaisons entre les montants 3a et les poutres 3b comme représenté sur la figure 1. Sur la figure 1, les renforts 3c sont rectilignes mais d’autres formes ou types de renforts peuvent être utilisés comme des renforts incurvés ou des équerres.
Si l’ombrière photovoltaïque 1 est installée sur un terrain horizontal comme sur les figures 1 et 2, les montants 3a sont configurés pour s’étendre verticalement ou sensiblement verticalement et les poutres 3b sont configurées pour s’étendre horizontalement ou sensiblement horizontalement de sorte à former un plan support horizontal ou sensiblement horizontal. Dans le cas d’un sol incliné, le plan support peut être parallèle au plan défini par le sol.
L’ombrière photovoltaïque 1 comprend également un ensemble de modules photovoltaïques 5 soutenus par la structure porteuse 3 et disposés sur le plan support selon une pluralité de rangées 7 parallèles entre elles et espacées les unes des autres. Une rangée 7 comprend une pluralité de modules photovoltaïques 5 adjacents, par exemple huit modules photovoltaïques 5, configurés pour être connectés électriquement entre eux en série. Le nombre de modules photovoltaïques 5 d’une rangée 7 peut être choisi en fonction de la tension souhaitée. Il est également possible de connecter plusieurs rangées 7 de modules photovoltaïques 5 en série pour obtenir la tension recherchée, notamment au niveau d’un onduleur 9 (visible sur la figure 3). L’onduleur 9 est configuré pour convertir un courant continu fourni par les modules photovoltaïques 5 en courant alternatif pour être raccordé à un réseau électrique par exemple. L’ombrière photovoltaïque 1 peut ainsi comprendre une pluralité d’onduleurs 9 fixés sur la structure porteuse 3, par exemple au niveau des montants 3a et en hauteur pour limiter l’accès du public aux onduleurs 9 et ainsi renforcer la sécurité.
Les modules photovoltaïques 5 peuvent être disposés selon un format paysage dans lequel la longueur des modules photovoltaïques 5, c’est-à-dire leur plus grand côté (les modules photovoltaïques 5 étant généralement de forme parallélépipédique), s’étend parallèlement au plan support. La longueur des modules photovoltaïques 5 s’étend donc sensiblement horizontalement ou horizontalement ou parallèlement au sol. Cela permet de limiter la hauteur des modules photovoltaïques 5 et donc leur prise au vent. Les connexions électriques entre deux modules photovoltaïques 5 adjacents peuvent alors être réalisées au niveau des largeurs des modules photovoltaïques 5.
Alternativement, les modules photovoltaïques 5 peuvent être disposés selon un format portrait dans lequel la largeur des modules photovoltaïques 5 s’étend parallèlement ou sensiblement parallèlement au plan support. Les connexions électriques entre deux modules photovoltaïques 5 adjacents peuvent alors être réalisées au niveau de la longueur des modules photovoltaïques 5.
Pour les différentes configurations et modes de réalisation, les modules photovoltaïques 5 peuvent être des modules photovoltaïques bifaciaux, c’est-à-dire des modules photovoltaïques 5 qui permettent de convertir les rayons lumineux incidents sur les deux faces du module photovoltaïque 5. Une première face du module photovoltaïque 5 reçoit les rayons lumineux (rayons solaires) de manière directe et la deuxième face, opposée à la première face, reçoit les rayons lumineux réfléchis, notamment par le sol ou par un élément situé sous l’ombrière photovoltaïque 1 ou à proximité de l’ombrière photovoltaïque 1. L’utilisation de modules photovoltaïques 5 bifaciaux permet d’augmenter la quantité de rayons lumineux convertis par l’ombrière photovoltaïque 1 et donc d’augmenter la production électrique de l’ombrière photovoltaïque 1.
La structure porteuse 3 peut aussi supporter des dispositifs d’éclairages, des câbles électriques, des caméras de surveillance, des filets anti-grêle, des caténaires de trains 11 comme représenté sur la figure 4, des filets ou grilles de maintenance, des panneaux routiers, des points d’ancrage pour du travail en hauteur en dessous de l’ombrière photovoltaïque 1, des lignes de vie ou tout autre type d’équipements liés à l’emplacement de l’ombrière photovoltaïque 1. Des pots de fleurs peuvent également être disposés sur la structure porteuse 3 pour améliorer l’intégration de l’ombrière photovoltaïque 1 dans le paysage.
De plus, les modules photovoltaïques 5 sont inclinés par rapport au plan support d’un angle α (visible sur la figure 5a) compris entre 10° et 70°, notamment supérieur ou égal à 30°. L’inclinaison des modules photovoltaïques 5 permet d’une part de maximiser l’ensoleillement reçu par les modules photovoltaïques 5 et d’autre part de limiter la quantité d’éléments tels que la neige ou la poussière pouvant se déposer sur les modules photovoltaïques 5 et provoquer un effet d’ombrage. Cependant, un angle d’inclinaison α trop important peut créer des effets d’ombrage entre les rangées ou nécessiter d’espacer les rangées de sorte que la surface de modules photovoltaïques 5 et donc la puissance électrique de l’ombrière photovoltaïque est limitée.
Cette inclinaison des modules photovoltaïques 5 peut être obtenue par un dispositif de fixation 11 des modules photovoltaïques sur la structure porteuse 3. Les figures 5A, 5B et 5C représentent des vues de côté de trois exemples de réalisation d’un tel dispositif de fixation 11.
Selon un premier mode de réalisation représenté sur la figure 5A, le dispositif de fixation 11 comprend par exemple une première traverse 13 configurée pour recevoir un premier bord des modules photovoltaïques 5 de la rangée 7 correspondant au bord inférieur. Cette première traverse 13 est configurée pour s’étendre entre les poutres 3b de la structure porteuse 3. La première traverse 13 vient se fixer sur la structure porteuse 3 au niveau des croisements entre les poutres 3b et la première traverse 13.
Le dispositif de fixation 11 comprend également un ensemble rehausseur 15 ayant ici une forme générale de V retourné. Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 5b, l’ensemble rehausseur 15 peut avoir une forme de plots simples. D’autres formes sont également possibles telles que des baïonnettes ou des bracons. L’ensemble rehausseur 15 est fixé sur la structure porteuse 3 notamment sur les poutres 3b. La hauteur et la position de l’ensemble rehausseur 15 dépend de l’angle d’inclinaison α voulu pour les modules photovoltaïques 5 de la rangée 7 par rapport au plan support formé par les poutres 3b.
Le dispositif de fixation 11 comprend également une deuxième traverse 17 configurée pour recevoir un deuxième bord correspondant au bord supérieur des modules photovoltaïques 5. La deuxième traverse 17 est également configurée pour venir se fixer sur l’ensemble rehausseur 15. La première traverse 13 et la deuxième traverse 17 peuvent être identiques.
Selon un troisième mode de réalisation représenté sur la figure 5c, la deuxième traverse 17’ a une hauteur supérieure à la première traverse 13 et vient également se fixer sur les poutres 3b de la structure porteuse 3 comme la première traverse 13. La hauteur de la deuxième traverse 17’ est alors choisie en fonction de l’angle d’inclinaison α voulu pour les modules photovoltaïques 5.
Dans les différents modes de réalisation, les première 13 et deuxième traverses 17, 17’ peuvent être réalisées par des profilés formés à froid, notamment en acier galvanisé ou pré-galvanisé ou encore des profilés en aluminium extrudé. Ainsi, les modules photovoltaïques 5 sont maintenus par leur bord inférieur et leur bord supérieur pour permettre une fixation robuste et prévenir tout détachement d’un module photovoltaïque 5 même en cas de fort vent.
Alternativement, la fixation des première 13 et deuxième 17 traverses sur les modules photovoltaïques 5 peut être située à distance des bords inférieur et supérieur des modules photovoltaïques 5.
Les différents éléments de la structure porteuse 3 et/ou du dispositif de fixation 11 peuvent être revêtus d’un habillage, par exemple un habillage en bois, en béton, en pierre, en textile, de type végétal ou en plastique. De tels revêtements permettent d’habiller la structure porteuse 3 et de mieux intégrer l’ombrière photovoltaïque 1 dans le paysage.
Par ailleurs, l’espacement, noté e sur la figure 1, entre deux rangées 7 adjacentes de modules photovoltaïques 5 dépend de l’angle d’inclinaison α des modules photovoltaïques 5 par rapport au plan support de manière à limiter l’effet d’ombrage entre les modules photovoltaïques 5 de deux rangées 7 adjacentes. En effet, les modules photovoltaïques 5 d’une rangée 7 et même de l’ensemble de l’ombrière photovoltaïque 1 ont, de préférence, tous le même angle d’inclinaison α et plus cet angle d’inclinaison α est important et plus l’ombre portée par les modules photovoltaïques 5 d’une rangée 7 est grande. Il convient donc d’augmenter l’espacement e lorsque l’angle d’inclinaison α des modules photovoltaïques 5 augmente de manière à limiter les effets d’ombrage entre deux rangées adjacentes de modules photovoltaïques 5. Dans le présent exemple, les modules photovoltaïques 5 ont une largeur l, entre leur bord inférieur et leur bord supérieur, de 1m et un angle d’inclinaison α de 30° de sorte qu’en supposant des rayons solaires incidents normaux, l’ombre portée est de 0,58m. L’espacement e est donc choisi de préférence supérieur ou égal à cette valeur de manière à limiter l’effet d’ombrage entre deux rangées 7 de modules photovoltaïques 5 notamment aux heures de fort ensoleillement (rayons incidents normaux). Cependant, le choix de l’angle d’inclinaison α des modules photovoltaïques 5 et de l’espacement e entre les rangées 7 peut dépendre de la localisation à laquelle l’ombrière photovoltaïque 1 est implantée et notamment de la latitude et des conditions météorologiques du lieu. Par exemple, pour un site ayant régulièrement d’importantes chutes de neige, l’angle d’inclinaison α sera par exemple choisi entre 35° et 40° ou plus et l’espacement e entre deux rangées 7 adjacentes sera suffisamment important, par exemple au moins 2m pour limiter les effets d’ombrage et limiter l’accumulation de neige sur l’ombrière photovoltaïque 1.
Par ailleurs, l’espacement e entre les rangées et l’absence de couverture entre les rangées de modules photovoltaïques 5 permet d’accéder facilement aux modules photovoltaïques 5 et permet de pouvoir réparer voire remplacer un module photovoltaïque 5 défaillant sans avoir à démonter l’ensemble des modules photovoltaïques 5 de l’ombrière photovoltaïque 1 ni même les autres modules photovoltaïques 5 de la rangée 7 dans laquelle se trouve le module photovoltaïque 5 défaillant. En effet, pour remplacer un module photovoltaïque 5, il suffit de débrancher les connexions électriques avec les deux modules photovoltaïques 5 adjacents de la rangée 7 puis détacher le module photovoltaïque 5 défaillant des deux traverses 13 et 17 puis fixer un nouveau module photovoltaïque 5 de remplacement aux deux traverses 13 et 17 puis reconnecter le nouveau module photovoltaïque 5 aux deux modules photovoltaïques 5 adjacents. L’accès par un technicien au module photovoltaïque 5 défaillant peut être réalisé via un chariot élévateur. Alternativement, une grille métallique de maintenance peut être fixée sur la structure porteuse 3, par exemple 1,5m en-dessous du plan support, de manière à permettre à un technicien de circuler sous les modules photovoltaïques 5.
De plus, afin de maximiser la production électrique, l’ombrière photovoltaïque 1 est orientée de préférence de sorte à ce que les modules photovoltaïques 5 soient orientés le plus possible vers le sud ou à défaut vers l’ouest.
La disposition des modules photovoltaïques 5 en rangées 7 permet également de limiter la prise au vent de l’ombrière. De plus, les rangées 7 de modules photovoltaïques 5 disposées en amont dans le sens du vent « protègent » les rangées 7 de modules photovoltaïques 5 disposées en aval de sorte que les contraintes sur les rangées 7 disposées en aval sont réduites. La rigidité de la structure porteuse 3 et des traverses 13, 17 peut ainsi être différente pour les différentes rangées 7 suivant l’orientation de l’ombrière photovoltaïque 1 par rapport à la direction des vents dominants.
De manière à simplifier la construction et réduire les coûts, la structure porteuse 3 peut être réalisée sous la forme d’un quadrillage comprenant une pluralité de lignes s’étendant parallèlement les unes par rapport aux autres comme représenté sur la figure 2. Les poutres 3b reliant les montants 3a forment alors un premier ensemble de poutres 3b s’étendant selon une première direction et un deuxième ensemble de poutres 3b s’étendant selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction. L’espacement x entre deux montants 3a adjacents d’une ligne est par exemple compris entre 8m et 20m, par exemple 15m et l’espacement y entre deux lignes adjacentes est compris entre 8m et 20m, notamment entre 15m et 20m. La hauteur h du plan support peut être comprise entre 2m et 12m, notamment 5m. Une telle configuration permet de former des espaces rectilignes entre les montants 3a de sorte à former des voies de passage de largeur et de hauteur importantes permettant le passage ou le stationnement de véhicules de taille importante tels que des autocars ou camions sur une voie rapide ou autoroute comme représenté sur la figure 6, des camping-cars dans le cas d’un parking comme représenté sur les figures 7 et 8, voire des trains comme représenté sur la figure 4. Une telle configuration peut donc être utilisée pour couvrir tous types de parking, une route, une autoroute, des voies de trains, un centre de logistique de chargement/déchargement de camions ou au-dessus d’une carrière ou d’un stockage de matériaux (pierres, sables...) de manière à limiter la diffusion de poussières vers des sites voisins. La figure 11 représente un exemple d’ombrière photovoltaïque 1 disposée au-dessus d’un espace de stockage de matériaux d’une carrière. L’espace de stockage comprend des murs en béton et la charpente métallique 3 est disposée sur les murs en béton. Dans ce cas, les montants 3a peuvent avoir une taille réduite, par exemple moins de 1m. L’ombrière photovoltaïque 1 peut également être disposée au-dessus d’un canal de distribution d’eau comme représenté sur la figure 10 ce qui permet notamment de limiter l’évaporation d’eau en cas de fortes chaleurs ou au-dessus d’un cours d’eau.
Alternativement, l’ombrière photovoltaïque 1 peut reposer sur une ligne unique de montants 3a, notamment si la surface d’ancrage de la structure porteuse 3 est limitée comme par exemple dans le cas d’une route où seule la partie centrale peut être utilisée pour l’ancrage de la structure porteuse. Une telle configuration est représentée sur la figure 9 dans laquelle les montants 3a sont disposés sur la barrière de séparation des voies (ou sur le terre-plein central) d’une route. Les poutres 3b s’étendent de part et d’autre de la ligne de montants 3a de manière à recouvrir les différentes voies de circulation. Une telle structure en T peut également être utilisé pour couvrir des zones de stationnement comme dans le cas de la figure 8.
Une ombrière photovoltaïque 1 comprenant une structure porteuse 3 sous la forme d’une charpente métallique et un ensemble de modules photovoltaïques 5 soutenus par la structure porteuse 3 et disposés selon une pluralité de rangées 7 parallèles entre elles et espacées les unes des autres permet ainsi de fournir une architecture avec une faible prise au vent permettant de limiter la complexité de sa structure porteuse. L’espacement entre les différentes rangées 7 permet d’obtenir une structure globalement plane et non uniforme qui peut s’intégrer facilement dans le paysage et permet également de limiter l’accumulation d’éléments parasites sur les modules photovoltaïques 5 de sorte que le rendement est maximisé et l’entretien réduit. Toutes ces caractéristiques permettent d’obtenir une structure économique et facilement implantable même dans des régions ventées et/ou neigeuses. De plus, la faible prise au vent permet de disposer les modules photovoltaïques 5 à une hauteur importante, par exemple supérieure à 3m et d’obtenir une structure ayant une hauteur suffisante pour permettre le passage de véhicule ayant une hauteur supérieure à 2m comme des camions, des autocars ou des trains.
Claims (10)
- Ombrière photovoltaïque (1) comprenant :
- une structure porteuse (3) sous la forme d’une charpente comprenant au moins un montant (3a) supportant un ensemble de poutres (3b) formant un plan support sensiblement horizontal et en hauteur,
- un ensemble de modules photovoltaïques (5) soutenus par la structure porteuse (3) et disposés selon une pluralité de rangées (7) parallèles entre elles et espacées les unes des autres, une rangée (7) comprenant une pluralité de modules photovoltaïques (5) adjacents et inclinés par rapport au plan support d’un angle (α) compris entre 10° et 70° et dans lequel l’espacement (e) entre deux rangées (7) adjacentes dépend de l’angle (α) d’inclinaison des modules photovoltaïques (5) par rapport au plan support de manière à limiter l’effet d’ombrage entre les modules photovoltaïques (5) de deux rangées (7) successives. - Ombrière photovoltaïque (1) selon la revendication 1 dans laquelle la charpente est une charpente métallique.
- Ombrière photovoltaïque (1) selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle l’angle d’inclinaison (α) des modules photovoltaïques (5) d’une rangée (7) par rapport au plan support est comprise entre 20° et 60°, notamment supérieure à 30°.
- Ombrière photovoltaïque (1) selon l’une des revendications précédentes comprenant également :
- un dispositif de fixation (11) des modules photovoltaïques (5) sur la structure porteuse (3) comprenant :
- une première traverse (13) configurée, d’une part, pour recevoir un premier bord des modules photovoltaïques (5) et, d’autre part, pour s’étendre entre les poutres (3b) de la structure porteuse (3) et pour venir se fixer sur la structure porteuse (3) au niveau des croisements avec les poutres (3b),
- un ensemble rehausseur (15) fixé sur la structure porteuse (3) et dont la hauteur dépend de l’angle d’inclinaison (α) des modules photovoltaïques (5) d’une rangée (7) par rapport au plan support,
- une deuxième traverse (17) configurée, d’une part, pour recevoir un deuxième bord des modules photovoltaïques (5) opposé au premier bord, et d’autre part pour venir se fixer sur l’ensemble rehausseur (15). - Ombrière photovoltaïque (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la structure porteuse (3) comprend des profilés standards de type poutrelle en I à profil normal « IPN » et/ou de type poutrelle normale européenne « IPE ».
- Ombrière photovoltaïque (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la structure porteuse (3) comprend un ensemble de montants (3a) disposés en lignes parallèles les unes par rapport aux autres, un premier ensemble de poutres configurées pour relier deux poteaux d’une ligne et un deuxième ensemble de poutres configurées pour relier deux poteaux de deux lignes distinctes, notamment dans laquelle les poutres (3b) du premier ensemble s’étendent perpendiculairement aux poutres (3b) du deuxième ensemble.
- Ombrière photovoltaïque (1) selon la revendication précédente dans lequel l’espacement (x) entre deux montants (3a) adjacents d’une ligne est compris entre 8m et 20m et l’espacement (y) entre deux lignes adjacentes est compris entre 8m et 20m, notamment entre 15m et 20m.
- Ombrière photovoltaïque (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la hauteur (h) du plan support est comprise entre 2m et 12m.
- Ombrière photovoltaïque (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les modules photovoltaïques (5) d’une rangée (7) sont connectés en série et dans laquelle le nombre de modules photovoltaïques (5) d’une rangée (7) est choisi en fonction d’une tension désirée.
- Ombrière photovoltaïque (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les modules photovoltaïques (5) d’une rangée (7) sont disposés selon un format paysage dans lequel la longueur des modules photovoltaïques (5) s’étend parallèlement au plan support ou sont disposés selon un format portrait dans lequel la largeur des modules photovoltaïques (5) s’étend parallèlement au plan support.
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| FR2007732A FR3112801B3 (fr) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Ombrière photovoltaïque |
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| FR2007732 | 2020-07-23 | ||
| FR2007732A FR3112801B3 (fr) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Ombrière photovoltaïque |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR3112801A3 true FR3112801A3 (fr) | 2022-01-28 |
| FR3112801B3 FR3112801B3 (fr) | 2022-07-22 |
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| FR2007732A Active FR3112801B3 (fr) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Ombrière photovoltaïque |
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| Country | Link |
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| FR (1) | FR3112801B3 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116702270A (zh) * | 2023-05-13 | 2023-09-05 | 福州篱网科技有限公司 | 一种模块化光伏棚电站的设计方法 |
| WO2024160775A1 (fr) * | 2023-02-02 | 2024-08-08 | Advanced Coatings & Construction Solutions | Systèmes de support d'un toit, par exemple pour abri d'auto ou auvent, le toit comprenant en particulier au moins un panneau photovoltaïque |
-
2020
- 2020-07-23 FR FR2007732A patent/FR3112801B3/fr active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024160775A1 (fr) * | 2023-02-02 | 2024-08-08 | Advanced Coatings & Construction Solutions | Systèmes de support d'un toit, par exemple pour abri d'auto ou auvent, le toit comprenant en particulier au moins un panneau photovoltaïque |
| CN116702270A (zh) * | 2023-05-13 | 2023-09-05 | 福州篱网科技有限公司 | 一种模块化光伏棚电站的设计方法 |
| CN116702270B (zh) * | 2023-05-13 | 2024-03-08 | 福州篱网科技有限公司 | 一种模块化光伏棚电站的设计方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| FR3112801B3 (fr) | 2022-07-22 |
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