FR3113780A1 - Module de production d’électricité - Google Patents

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Jocelyne Sassi
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Abstract

Module de production d’électricité comprenant au moins un panneau photovoltaïque (P), caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens d’effarouchement (E) pour chasser les animaux, et notamment les oiseaux, et des moyens de détection (D) aptes à détecter la présence d’animaux à proximité ou sur le panneau photovoltaïque (P), les moyens de détection (D), en présence d’un animal, délivrant un signal de présence apte à déclencher les moyens d’effarouchement (E). « figure pour l’abrégé : figure  1 »

Description

Module de production d’électricité
La présente invention concerne un module de production d’électricité comprenant un ou plusieurs panneaux photovoltaïques.
Il existe déjà des panneaux photovoltaïques rigides ou souples qui peuvent être installés sur des toits ou des structures prévues à cet effet, comme dans les fermes solaires.
En général, les panneaux photovoltaïques ne sont pas installés en milieu urbain. De plus, ils sont mis en œuvre soit à une échelle individuelle (maison), soit à une échelle industrielle (fermes solaires ou parcs d’éoliennes) : l’échelle intermédiaire a été négligée et n’existe pas ou presque pas.
Dans tous les cas, la propreté des panneaux photovoltaïques est une exigence primordiale, car elle permet de maintenir le rendement des panneaux photovoltaïques à un niveau maximal. En effet, un recouvrement partiel des panneaux photovoltaïques avec des feuilles réduit considérablement leur rendement. Cependant, les feuilles sont faciles à enlever, car elles n’adhèrent pas aux panneaux photovoltaïques. La plupart du temps, c’est le vent qui va débarrasser les panneaux photovoltaïques des feuilles. Il n’en est pas pareil avec les déjections des oiseaux, qui s’étalent et adhèrent aux panneaux photovoltaïques. Leur enlèvement est compliqué, car il nécessite la mise en œuvre d’un nettoyage mécanique ou haute pression.
La présente invention a pour but d’empêcher les oiseaux de déposer leurs déjections sur un panneau photovoltaïque.
Pour ce faire, la présente invention propose un module de production d’électricité comprenant au moins un panneau photovoltaïque, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens d’effarouchement pour chasser les animaux, et notamment les oiseaux, et des moyens de détection aptes à détecter la présence d’animaux à proximité ou sur le panneau photovoltaïque, les moyens de détection, en présence d’un animal, délivrant un signal de présence apte à déclencher les moyens d’effarouchement. Ainsi, l’invention résulte de la combinaison de deux moyens distincts, à savoir des moyens d’effarouchement et des moyens de détection pour déclencher les moyens d’effarouchement, le tout associé à un panneau photovoltaïque, pour le maintenir exempt de déjections aviaires.
Avantageusement, les moyens de détection sont choisis parmi les capteurs de mouvement, les capteurs photoélectriques et les capteurs à caméra associée à un système d'analyse de l'image.
Parallèlement, les moyens d’effarouchement peuvent être choisis parmi les vibrations, les sons, les images, les décharges électriques, les éoliennes, les mouvements (épouvantail articulé et commandé), seuls ou en combinaison. De préférence, plusieurs moyens d’effarouchement différents peuvent être mis en œuvre cumulativement ou successivement, avantageusement de manière aléatoire. Le but est de diversifier au maximum les moyens d’effarouchement, afin de ne pas créer d’accoutumance pour les oiseaux.
Selon un mode de réalisation avantageux, le module comprend en outre au moins un mât sur lequel est monté le panneau photovoltaïque, le mât se prolongeant au-dessus du panneau photovoltaïque pour supporter les moyens de détection. Le prolongement du mât au-dessus du panneau photovoltaïque peut également servir à supporter les moyens d’effarouchement.
Selon un mode de réalisation pratique, les moyens d’effarouchement peuvent être situés entre le mât et le panneau photovoltaïque. Les moyens d’effarouchement peuvent être des moyens de vibration montés sur le mât et venant en prise vibrante avec le panneau photovoltaïque.
Selon un autre aspect de l’invention, des asperseurs peuvent être prévus sur le mât pour nettoyer le panneau photovoltaïque.
Le module peut aussi comprendre une unité de stockage électrique pour stocker au moins une partie de l’électricité issue du panneau photovoltaïque et de l’éolienne. Le module peut également comprendre au moins une borne de chargement électrique pour charger des véhicules électriques rechargeables, la borne de chargement électrique étant installée sur le mât en-dessous du panneau photovoltaïque.
Dans le cas des éoliennes comme moyen d’effarouchement, il existe une disposition relative particulièrement avantageuse, à savoir que l’éolienne (ou les éoliennes) est disposée à proximité et au-dessus des panneaux photovoltaïques. En d’autres termes, les éoliennes surplombent de dessus les panneaux photovoltaïques. Cette disposition relative particulière apporte plusieurs avantages. Premièrement, les éoliennes éloignent les oiseaux, qui ne vont donc pas larguer leurs déjections sur les panneaux photovoltaïques. Les oiseaux ne vont pas non plus nicher sur ou dans le module de production d’électricité, puisque chassés par les éoliennes. Ceci est tout particulièrement valable en ville, où vivent de grandes colonies de pigeons. Deuxièmement, les éoliennes vont nettoyer en permanence les panneaux photovoltaïques de par le flux d’air qu’elles créent : cela empêche la poussière et les feuilles (ou toutes autres particules légères) de s’accumuler sur les panneaux photovoltaïques. Troisièmement, lorsque les panneaux photovoltaïques sont nettoyés avec de l’eau ou lorsqu’il pleut dessus, les éoliennes chassent l’eau des panneaux photovoltaïques, ce qui contribue à leur propreté. Les bouts des pales des éoliennes peuvent passer à moins d’un mètre des panneaux photovoltaïques, ou moins de 50 cm, avantageusement à moins de 20 cm ou même à moins de 10 cm.
L’esprit de l’invention réside dans le fait l’épouvantail (moyens d’effarouchement) ne fonctionne que très ponctuellement suite à une détection de la présence d’oiseau(x) à proximité. L’utilisation d’un (ou de plusieurs) mât de support pour supporter les moyens d’effarouchement, les moyens de détection, des asperseurs et une borne de recharge est une caractéristique particulièrement avantageuse.
L’invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints, donnant à titre d’exemples non limitatifs, deux modes de réalisation de l’invention.
Sur les figures :
La est une vue en perspective d’un module de production d’électricité selon un premier mode de réalisation de l’invention mettant en œuvre des éoliennes comme moyens d’effarouchement,
La est une vue schématique en perspective d’un module de production d’électricité selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, et
La est une vue en coupe agrandie montrant un détail module de production d’électricité selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, mettant en œuvre un vibreur comme moyens d’effarouchement.
On se référera tout d’abord à la pour décrire en détail un module de production d’électricité selon l’invention qui se présente sous la forme d’une station de chargement électrique pour véhicule électrique. Par conséquent, ce module de production d’électricité est plutôt à usage urbain (grandes agglomérations, grandes villes, villes moyennes, petites villes, villages).
Sur la , on peut voir que le module de production d’électricité se présente sous la forme d’une station de chargement de véhicule électrique comprenant cinq éoliennes E et deux grands panneaux photovoltaïques P. Cette station de chargement peut s’installer aussi bien en ville qu’à la campagne, notamment pour traiter le problème de l’enclavement des territoires et répartir uniformément les voitures électriques. Les éoliennes E sont installées au sommet de mâts M qui sont ancrés dans le sol. Ces mâts M servent également de support aux deux panneaux photovoltaïques P. Les mâts M servent aussi de supports à des bornes de chargement C qui sont installées à proximité du sol ou à hauteur d’homme. L’utilisateur d’un véhicule électrique V peut ainsi charger la batterie de son véhicule au niveau d’une des bornes de chargement C. Lorsque le module de production d’électricité est installé le long d’un trottoir, il peut également servir au chargement de trottinettes, vélos, scooters et hoverboards.
Les éoliennes E comprennent chacune trois pales E1, qui sont destinées à être entraînées en rotation par le vent. Les éoliennes E sont mobiles en rotation sur leur mât respectif M, de manière à s’adapter à la direction du vent. Les éoliennes E sont d’une dimension moyenne, et sont avantageusement extrêmement silencieuses. La longueur des pales E1 ne dépasse avantageusement pas 0,5 mètres.
On peut remarquer sur la que les éoliennes E sont disposées au-dessus des panneaux P à une distance de 1 à 2 mètres. Le bout E11 des pales E1 peut passer à moins de 20 centimètres des pans P. Ainsi, en tournant, les pales E1 des éoliennes E créent des flux d’air qui vont balayer la surface supérieure des pans photovoltaïques P. Ces flux d’air vont ainsi débarrasser les pans P de tout objet (feuilles ou poussières) qui s’y déposerait. Les flux d’air chassent également l’eau de pluie ou de lavage qui pourrait stagner sur les pans photovoltaïques P. D’autre part, les éoliennes E font office d’épouvantail pour les oiseaux qui restent ainsi à l’écart des pans photovoltaïques P. Les éoliennes E remplissent ainsi une triple fonction d’effarouchement, de balayage et de séchage pour les panneaux photovoltaïques P, en étant simplement disposées à proximité et au-dessus des pans.
On peut voir sur la que la station de chargement électrique comprend ici deux panneaux photovoltaïques P. Les panneaux P sont profilés, notamment ondulés. Chaque panneaux P comprend une structure de support S qui est rigide et ondulée. Cette structure de support S peut par exemple être réalisée à partir de matériaux composites extrêmement légers.
On peut noter que l’ondulation de la structure de support S n’est pas aléatoire, mais résulte de la jonction de segments de cylindre ou de droites parallèles.
Des capteurs photovoltaïques sont disposés sur la structure de support S en suivant sa forme profilée. Avantageusement, les capteurs photovoltaïques se présentent sous la forme d’un film photovoltaïque semi-flexible ou souple et mince, qui va épouser intimement la forme profilée de la structure de support S. Le film photovoltaïque peut être de type organique à base de polymère, comme celui commercialisé par la société ARMOR sous la marque ASCA®. Le panneau photovoltaïque semi-flexible peut être celui commercialisé par la société SunPower®. Le film photovoltaïque F recouvre la face supérieure des structures de support S, mais peut également recouvrir la face inférieure, ainsi que les chants latéraux. En effet, ce film photovoltaïque F est particulièrement sensible à la luminosité, et celle-ci atteint également la face inférieure de la structure de support S. On peut ainsi concevoir des panneaux photovoltaïques P comprenant une structure de support S entièrement enrobée par du film photovoltaïque F. Il est également possible de choisir le coloris du film photovoltaïque en fonction du lieu d’implantation : par exemple vert dans les campagnes, une autre couleur de choix pour les villes et une couleur sable pour les surfaces arides ou désertiques.
Selon l’invention, ce module de production d’électricité comprend également des moyens de détection D, qui sont avantageusement montés sur les mâts M. Les moyens de détection peuvent être de toute nature et utiliser n’importe quelle technologie appropriée. Les moyens de détection D peuvent par exemple se présenter sous la forme de capteurs de présence ou de mouvement, de capteurs photoélectriques (par exemple infrarouge) ou de capteurs à caméra associée à un système d'analyse de l'image. Leur but est de détecter la présence ou l’arrivée d’un ou de plusieurs oiseaux à proximité, au-dessus, en-dessous ou sur les panneaux photovoltaïques P. On peut par exemple monter deux capteurs sur chaque mât M, en-dessous ou au-dessus d’une éolienne E. Ces capteurs vont ainsi détecter la présence ou l’arrivée d’un oiseau à proximité des panneaux photovoltaïques P et délivrer un signal de présence à une unité de traitement et de commande qui va envoyer un signal d’activation à une ou plusieurs des éoliennes E pour qu’elles se mettent à tourner avec le vent ou même en l’absence de vent. L’unité de traitement et de commande peut ainsi commander le fonctionnement des éoliennes pour une durée de temps courte, qui peut être de l’ordre de quelques secondes à quelques minutes.
La station de chargement électrique de la comprend bien évidemment tous les équipements nécessaires pour pouvoir injecter l’électricité produite dans le réseau domestique. Ces équipements peuvent notamment comprendre un ou plusieurs onduleur(s). La station peut également comprendre une unité de stockage électrique B, qui peut se présenter sous la forme d’un accumulateur ou batterie, permettant ainsi de stocker une partie de l’électricité produite, notamment pour alimenter les moyens de détection D, les bornes de chargement C et les moteurs permettant de faire pivoter les éoliennes E. L’unité de stockage électrique B peut également commander des asperseurs ou buses de nettoyage A, par exemple installés sur les mâts M à proximité de leur extrémité supérieure, comme on peut le voir sur la . Ainsi, les panneaux photovoltaïques P peuvent être nettoyés automatiquement à l’aide de ces asperseurs A, et ensuite séchés par les éoliennes E. On dispose ainsi d’une station de chargement électrique tout à fait autonome, aussi bien en électricité qu’en moyen de nettoyage pour les panneaux photovoltaïques P. Bien entendu, les bornes de chargement C peuvent également être alimentées avec l’électricité du secteur, notamment lorsque la production d’électricité issue des éoliennes et des panneaux photovoltaïques P est insuffisante. Par ailleurs, les éoliennes E peuvent être alimentées et activées par l’unité de stockage électrique B quand il n’y a pas de vent pour remplir leur fonction d’effarouchement.
Dans ce premier mode de réalisation, les éoliennes E remplissent une fonction de moyens d’effarouchement pour chasser les oiseaux. L’effarouchement est obtenu par le déplacement des pales des éoliennes : on peut dire qu’il s’agit d’un effarouchement mécanique par déplacement d’un élément physique. Sans sortir du cadre de l’invention, les éoliennes E peuvent être remplacées ou complétées par n’importe quel autre moyen d’effarouchement approprié. On peut ainsi citer parmi les vibrations, les sons (cri de rapaces - ultrasons), les images (hologramme), les décharges électriques faibles, et bien sûr tout mouvement, comme par exemple celui d’un épouvantail articulé et commandé.
Sur la , on peut voir un autre module de production électrique de l’invention, dans lequel un panneau photovoltaïque P est supporté par quatre mâts M’, à la manière d’une pergola ou d’une tonnelle. En effet, les quatre mâts M’ sont situés aux quatre coins du panneau photovoltaïque P, qui peut par exemple être composé de six éléments de panneaux assemblés. Les mâts M’ s’étendent vers le haut au-delà panneau photovoltaïque P. Dans cette partie surplombante, les mâts M’ sont au moins pour certains pourvus de moyens de détection D’ et de moyens d’effarouchement E’. Les moyens de détection D’ peuvent être montés au sommet du mât M’ et les moyens d’effarouchement E’ juste en-dessous. Les moyens de détection D’ peuvent être des capteurs de présence ou de mouvement, des capteurs photoélectriques (par exemple infrarouge) ou des capteurs à caméra associée à un système d'analyse de l'image. Les moyens d’effarouchement E’ peuvent utiliser les vibrations, les sons (cri de rapaces - ultrasons), les images (hologramme), les décharges électriques faibles, et bien sûr tout mouvement. Il est avantageux de panacher les moyens d’effarouchement et même de les déclencher de manière aléatoire pour ne pas habituer les oiseaux.
Sur la , on voit un mât M’’ qui supporte un panneau photovoltaïque P. Le mât M’’ forme une tige supérieure de guidage M1 et le panneau photovoltaïque P comprend un alésage P1 dans lequel la tige supérieure de guidage M1 est engagée, tout en permettant au panneau photovoltaïque P de coulisser axialement. Le mât M’’ supporte un vibreur V qui comprend un patin vibrant V1 qui est en contact avec le panneau photovoltaïque P, de manière à lui appliquer des vibrations, qui ont pour effet de déplacer le panneau photovoltaïque P verticalement en va-et-vient le long de la tige supérieure de guidage M1. Le sommet de la tige M1 supporte des moyens de détection D’, qui peuvent être choisis parmi ceux des deux modes de réalisation précédents. Ainsi, dès que les moyens de détection D’ détectent la présence d’un oiseau, un signal de présence est envoyé directement ou indirectement au vibreur V, qui s’active pour faire vibrer le panneau photovoltaïque P. La vibration du panneau est de préférence courte, de l’ordre de quelques secondes, qui suffisent pour mettre l’oiseau en fuite.
Grâce à l’invention, on dispose d’un module de production électrique dont le ou les panneaux photovoltaïques P sont efficacement protégés des déjections des oiseaux.

Claims (11)

  1. Module de production d’électricité comprenant au moins un panneau photovoltaïque (P), caractérisé en ce qu’il comprend en outre des moyens d’effarouchement (E ; E’ ; V) pour chasser les animaux, et notamment les oiseaux, et des moyens de détection (D ; D’) aptes à détecter la présence d’animaux à proximité ou sur le panneau photovoltaïque (P), les moyens de détection (D ; D’), en présence d’un animal, délivrant un signal de présence apte à déclencher les moyens d’effarouchement (E ; E’ ; V).
  2. Module selon la revendication 1, dans lequel les moyens de détection (D ; D’) sont choisis parmi les capteurs de mouvement, les capteurs photoélectriques et les capteurs à caméra associée à un système d'analyse de l'image.
  3. Module selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens d’effarouchement (E ; E’ ; V) sont choisis parmi les vibrations, les sons, les images, les décharges électriques, les éoliennes, les mouvements (épouvantail articulé et commandé), seuls ou en combinaison.
  4. Module selon la revendication 3, dans lequel plusieurs moyens d’effarouchement (E ; E’ ; V) différents sont mis en œuvre cumulativement ou successivement, avantageusement de manière aléatoire.
  5. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un mât (M ; M’; M’’) sur lequel est monté le panneau photovoltaïque (P), le mât (M ; M’; M’’) se prolongeant au-dessus du panneau photovoltaïque (P) pour supporter les moyens de détection (D ; D’).
  6. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un mât (M ; M’) sur lequel est monté le panneau photovoltaïque (P), le mât (M ; M’) se prolongeant au-dessus du panneau photovoltaïque (P) pour supporter les moyens d’effarouchement (E ; E’).
  7. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre au moins un mât (M’’) sur lequel est monté le panneau photovoltaïque (P), les moyens d’effarouchement (V) étant situés entre le mât (M’’) et le panneau photovoltaïque (P).
  8. Module selon la revendication 7, dans lequel les moyens d’effarouchement sont des moyens de vibration (V) montés sur le mât (M’’) et venant en prise vibrante avec le panneau photovoltaïque (P).
  9. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un mât (M) sur lequel est monté le panneau photovoltaïque (P), des asperseurs (A) étant prévus sur le mât (M) pour nettoyer le panneau photovoltaïque (P).
  10. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une unité de stockage électrique (B) pour stocker au moins une partie de l’électricité issue du panneau photovoltaïque (P).
  11. Module selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7, 8 ou 9, comprenant au moins une borne de chargement électrique (C) pour charger des véhicules électriques rechargeables (V), la borne de chargement électrique (C) étant installée sur le mât (M) en-dessous du panneau photovoltaïque (P).
    * * *
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