FR3115171A1 - Procédé d’assemblage d’une structure photovoltaïque opérable sur une surface aquatique - Google Patents

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Abstract

L’invention propose un procédé d’assemblage d’une structure de production d’électricité, comprenant plusieurs modules (100) flottants, comprenant chacun une armature (110) et au moins un panneau photovoltaïque (120), la structure comprenant en outre au moins une bâche (130) tendue sous les panneaux des modules, le procédé comprenant : la fourniture (S1) d’un premier module (100a) comprenant au moins une bâche (100) présentant une direction principale, et étant fixée à ladite armature dans une configuration initiale repliée ou enroulée permettant le déploiement d’une longueur de la bâche selon la direction principale à partir de ladite configuration initiale,le positionnement (S2) d’au moins un module supplémentaire (100b) adjacent au premier module selon la direction principale de la bâche, l’assemblage (S3) des modules, etle déploiement, la mise en tension et la fixation de chaque bâche du premier module à l’armature d’un module distinct du premier module. Fig. 1a

Description

Procédé d’assemblage d’une structure photovoltaïque opérable sur une surface aquatique
La présente demande concerne une structure photovoltaïque flottante comprenant une bâche tendue sous les panneaux photovoltaïques de la structure, et l’installation d’une telle structure sur une surface aquatique.
Le marché de la production d’électricité par des installations photovoltaïques flottantes est en pleine expansion, avec de l’ordre de 2GW de puissance installée entre 2017 et 2020. Cette technologie présente en effet des avantages nombreux, et notamment des gains d’efficacité des panneaux photovoltaïques grâce au refroidissement permis par l’environnement aquatique, des réductions de la croissance indésirable d’algues ou de l’évaporation, ou des débits d’eau plus lents dans certains milieux aquatiques. Elle permet aussi d’exploiter de façon productive un milieu autrement non développable, c’est le cas par exemple d’anciennes mines de charbon inondées pour permettre le déploiement de centrales de production d’électricité flottantes.
Dans ce contexte, la Demanderesse a déposé la demande de brevet n°FR1761770, qui concerne un module photovoltaïque flottant comprenant un ou plusieurs panneaux photovoltaïques bifaces, et un dispositif réflecteur assemblé sur l’armature du module, permettant d’augmenter l’albédo de la surface aquatique sur laquelle est placé le module, et ainsi d’augmenter l’efficacité de production électrique du module.
Dans un mode de réalisation, le dispositif réflecteur comprend une ou plusieurs bâches, qui peuvent être tendues sur le module de manière à contribuer à stabiliser le module.
Dans ce cas, il convient de proposer un procédé d’installation d’un ou plusieurs modules sur la surface aquatique de destination qui permette de garantir que la bâche reste tendue une fois sur l’eau, ceci afin d’optimiser son efficacité. En effet, un défaut de tension peut occasionner la présence de poches d’eau dans les bâches. Ceci peut provoquer un développement d’algues pouvant réduire la réflexion du flux lumineux sur la bâche et donc l’efficacité de la production électrique. Cela peut également attirer des oiseaux, dont la présence et en particulier les déjections causent aux structures photovoltaïques flottantes des problèmes connus (ombrage, points chauds, attaques corrosives).
Résumé
Compte-tenu de ce qui précède, un but de la présente invention est de proposer un procédé d’assemblage d’une structure photovoltaïque flottante pourvue d’une bâche tendue, qui garantisse la tension de la bâche, en particulier dans les cas où la structure est installée sur une surface aquatique.
Un autre but est de proposer un procédé d’assemblage qui soit simple et rapide à mettre en œuvre.
Un autre but est de faciliter la maintenance en facilitant l’accès aux panneaux une fois la structure installée sur la surface aquatique.
Un autre but est également de respecter l’écosystème aquatique.
A cet égard, il est proposé un procédé d’assemblage d’une structure de production d’électricité apte à être installée sur une surface aquatique de destination, comprenant une pluralité de modules aptes à flotter, chaque module comprenant une armature et au moins un panneau photovoltaïque monté sur l’armature, la structure comprenant en outre au moins une bâche tendue sous les panneaux photovoltaïques d’au moins deux modules adjacents, le procédé comprenant :
  • la fourniture d’un premier module comprenant au moins une bâche fixée à celui-ci, la bâche présentant, selon une direction principale, une longueur supérieure à la longueur d’un côté de l’armature du premier module, et étant fixée à ladite armature dans une configuration initiale repliée ou enroulée permettant le déploiement d’une longueur de la bâche au moins selon la direction principale à partir de ladite configuration initiale,
  • le positionnement d’au moins un module supplémentaire de façon adjacente au premier module selon la direction principale de la bâche,
  • l’assemblage du module supplémentaire au premier module, et
  • le déploiement et la fixation de chaque bâche du premier module à l’armature d’un module distinct du premier module, et la mise en tension de chaque bâche.
Avantageusement, mais facultativement, le procédé d’assemblage d’une structure flottante comprend en outre au moins l’une des caractéristiques suivantes.
Dans des modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre l’installation du premier module sur la surface aquatique, les étapes de positionnement, d’assemblage d’au moins un module supplémentaire et de déploiement de chaque bâche étant mises en œuvre sur ladite surface aquatique.
Dans des modes de réalisation, le procédé peut comprendre en outre l’installation de la structure obtenue après mise en tension de chaque bâche sur la surface aquatique, ou l’installation de l’assemblage du premier module et de chaque module supplémentaire sur la surface aquatique avant le déploiement de chaque bâche.
Dans des modes de réalisation, chaque panneau photovoltaïque de chaque module est un panneau comprenant deux faces de production d’électricité opposées l’une à l’autre, et chaque bâche est réfléchissante.
Dans des modes de réalisation, en configuration initiale, la bâche comprend une bande centrale fixée au premier module, et les deux extrémités de la bâche sont enroulées ou repliées, et le procédé comprend l’assemblage d’au moins un module supplémentaire de chaque côté du premier module selon la direction principale de la bâche, le déploiement de chaque extrémité de la bâche et la fixation de chaque extrémité de la bâche à un module respectif.
Dans des modes de réalisation, la fixation d’une bâche à l’armature d’un module est mise en œuvre sans perçage de l’armature.
Dans des modes de réalisation, le premier module comprend plusieurs bâches fixées les unes à côté des autres selon une direction perpendiculaire à la direction principale de chaque bâche, et le procédé comprend le déploiement de chacune des bâches selon la direction principale commune des bâches.
Dans des modes de réalisation, la fourniture du premier module comprend :
  • la fourniture de l’armature du premier module,
  • la fixation d’une portion de la bâche sur l’armature du premier module, et l’enroulement ou le repli d’au moins une longueur restante de la bâche et le maintien de la bâche dans cette configuration, et
  • la fixation de chaque panneau photovoltaïque sur l’armature du premier module.
Selon un autre objet, il est également proposé une structure de production d’électricité apte à être installée sur une surface aquatique de destination, comprenant une pluralité de modules assemblés les uns aux autres, chaque module étant apte à flotter sur une surface aquatique et comprenant une armature et au moins un panneau photovoltaïque monté sur l’armature,
la structure comprenant en outre au moins une bâche tendue sous des panneaux photovoltaïques d’au moins deux modules adjacents, les extrémités de chaque bâche étant fixées à des modules différents.
Dans des modes de réalisation, cette structure est obtenue par la mise en œuvre du procédé selon la description qui précède.
Dans des modes de réalisation, la bâche peut être réfléchissante.
Dans des modes de réalisation, chaque panneau photovoltaïque peut comprendre deux faces de production d’électricité opposées l’une à l’autre.
Dans des modes de réalisation, chaque bâche est adaptée pour soutenir le poids d’au moins un opérateur.
Dans des modes de réalisation, chaque bâche est formée à partir d’une toile comprenant un ensemble d’orifices traversants régulièrement répartis et adaptés pour transmettre une partie de la lumière incidente sur la toile.
Dans des modes de réalisation, chaque bâche et/ou chaque module comprend des dispositifs de fixation sans perçage d’une bâche à une armature ou des dispositifs de mise en tension d’une bâche.
Selon un autre objet, il est également décrit une centrale photovoltaïque flottante, comprenant au moins deux structures selon la description qui précède assemblées l’une à l’autre.
Dans des modes de réalisation, la centrale photovoltaïque comprend en outre au moins un caillebotis interposé entre les armatures de modules de deux structures adjacentes.
Dans des modes de réalisation, la centrale photovoltaïque flottante peut comprendre en outre au moins un intervalle dépourvu de bâche entre les armatures de modules de deux structures adjacentes.
Selon un autre objet, il est également décrit un module de production d’électricité apte à flotter sur une surface aquatique, le module comprenant une armature, au moins un panneau photovoltaïque monté sur ladite armature, et au moins une bâche fixée sur l’armature, la bâche présentant, selon une direction principale, une longueur supérieure à la dimension d’un côté de l’armature, étant fixée à ladite armature dans une configuration repliée ou enroulée permettant le déploiement d’une longueur de la bâche selon ladite direction principale à partir de ladite configuration.
Le procédé proposé permet de simplifier l’assemblage d’une structure photovoltaïque pouvant être opérée sur une surface aquatique, et de garantir la tension de la bâche une fois la structure mise à l’eau, en prévoyant qu’une bâche soit préassemblée à un module, que ce module soit assemblé au sol à d’autres modules, avant le déploiement de la bâche et sa fixation aux autres modules. Une même bâche est fixée à au moins deux modules différents, ce qui simplifie le procédé d’installation en réduisant le nombre d’étapes de fixation, et en stabilisant l’ensemble de la structure. Dans les cas où la structure est opérée sur une surface aquatique, le premier module et les modules supplémentaires peuvent être mis à l’eau avant de les assembler et de déployer la bâche, ce qui supprime des manipulations complexes visant à installer sur la surface aquatique une structure photovoltaïque complète pré-assemblée.
Dans les cas où la bâche est réfléchissante, et à plus forte raison quand les modules sont bifaces, elle contribue ainsi à augmenter l’efficacité de production de la structure photovoltaïque.
De plus, la tension de la toile ainsi obtenue peut permettre à des opérateurs de marcher directement sur la toile pour accéder aux modules simplement afin de réaliser des opérations de maintenance ou de réparation. Ceci permet de se passer de caillebotis ou autres passerelles qui sont couramment utilisés pour permettre l’accès aux panneaux photovoltaïques par du personnel, et donc de réduire le poids de la structure et son coût.
Des structures de grandes tailles peuvent ainsi être obtenues, et les bâches peuvent être choisies en toile perforée ou grillagée pour laisser filtrer une partie de la lumière et ainsi préserver le milieu aquatique sous-jacent.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1a
représente schématiquement un exemple d’assemblage d’un premier module à deux autres modules de part et d’autre du premier.
Fig. 1b
représente schématiquement le déploiement d’une bâche sur l’assemblage des modules de la figure 1a.
Fig. 2a
représente schématiquement un autre exemple d’assemblage d’un premier module à un autre module adjacent.
Fig. 2b
représente schématiquement le déploiement d’une bâche sur l’assemblage des modules de la figure 2a.
Fig. 2c
représente schématiquement un autre mode de réalisation de l’assemblage de deux modules et du déploiement d’une bâche.
Fig. 3
représente schématiquement une centrale de production d’électricité obtenue par l’assemblage de plusieurs structures.
FIG. 4a
représente l’insertion de tourniquets portés par un module dans des œillets agencés dans une bâche.
FIG. 4b
représente la rotation des tourniquets pour maintenir la bâche fixée contre le module.
FIG. 4c
une bâche pourvue d’un boulon en U pour sa fixation a un élément tubulaire d’armature d’un module, et d’une sangle à cliquet pour sa mise en tension.
FIG. 5
représente les principales étapes d’un procédé d’installation d’une structure flottante de production d’électricité selon un mode de réalisation.
En référence aux figures 1a à 2c, on va maintenant décrire un procédé d’assemblage d’une structure 10 de production d’électricité comprenant plusieurs modules 100 assemblés les uns aux autres. La structure 10 est adaptée pour être installée et exploitée sur une surface aquatique de destination, elle est donc apte à flotter.
La surface aquatique peut être formée par exemple par un lac naturel ou artificiel, un étang, une réserve d’eau, ou encore une surface maritime, de préférence dans un endroit faiblement exposé aux vagues et aux courants, par exemple un port, une crique, un lagon, etc.
Chaque module 100 est lui-même apte à flotter sur la surface aquatique. Il comprend une armature 110 et au moins un panneau photovoltaïque 120 monté sur l’armature 110. Chaque module comprend de préférence une pluralité de panneaux photovoltaïques montés sur l’armature, par exemple entre deux et dix panneaux, par exemple entre quatre et huit panneaux. Les panneaux photovoltaïques d’un même module sont connectés électriquement entre eux, typiquement en série.
L’armature 110 comprend une base 111 adaptée pour être au contact de la surface aquatique et assurer la flottaison du module, et une structure 112 de support des panneaux photovoltaïques 120, solidaire de la base, par exemple montée sur celle-ci.
La base 111 peut être formée par exemple d’un ou plusieurs éléments cylindriques 113 rectilignes et/ou curvilignes. Chaque élément cylindrique peut être tubulaire, c’est-à-dire de section creuse, pour améliorer la flottaison de l’armature. La section des éléments cylindriques est de forme quelconque, par exemple circulaire. La base 111 est de préférence réalisée en un matériau suffisamment léger pour pouvoir assurer la flottaison du module, tel qu’un matériau composite ou polymère, par exemple du polyéthylène ou du PVC. En variante, la base 111 peut aussi être réalisée en un métal ou un alliage métallique léger et résistant à la corrosion, par exemple aluminium ou en alliage Zn-Mg-Al.
Dans un mode de réalisation, dont un exemple est représenté en figure 2a, la base est formée d’un ensemble d’éléments tubulaires connectés les uns aux autres et définissant un cadre fermé, de forme par exemple carrée ou rectangulaire. Eventuellement, la base peut également comprendre au sein de ce cadre, une ou plusieurs traverses délimitant, au sein du cadre, plusieurs cellules fermées et permettant de rigidifier le cadre.
Dans un autre mode de réalisation, dont un exemple est représenté en figure 1a, la base de l’armature comprend plusieurs éléments cylindriques parallèles, ces éléments étant chacun solidaire de la structure 112 de support des panneaux photovoltaïques, et étant reliés rigidement entre eux par la structure 112.
Cette structure 112 de support est avantageusement adaptée pour maintenir les panneaux photovoltaïques selon un plan formant un angle compris entre 0 et 40° par rapport au plan de la surface aquatique. Cet angle dépend de la latitude d’installation du site. Par exemple, pour la France métropolitaine, cet angle est de préférence compris entre 25° et 35°, et plus avantageusement égal à 30°, ce qui correspond à la position d’efficacité maximale de conversion photovoltaïque. Dans des latitudes plus proches de l’équateur, cet angle peut être inférieur voire proche de 0°. La structure 112 de support est donc conformée pour pouvoir être assemblée à la base de l’armature, et pour former une surface d’appui pour les panneaux photovoltaïques, permettant de fixer ces panneaux selon le plan d’inclinaison.
Dans des modes de réalisation, la structure 112 de support est également adaptée pour assurer une élévation des panneaux photovoltaïques par rapport à la surface aquatique, d’au moins 20 cm, l’élévation étant mesurée au point le plus bas des panneaux photovoltaïques une fois montés sur la structure 112. Dans des modes de réalisation, l’élévation des panneaux par rapport à la surface aquatique peut être comprise entre 20 cm et 1,50 m en fonction des contraintes (exposition au vent notamment) liées au site d’installation de la structure 112, et par exemple entre 20 et 50 cm.
La structure de support peut avantageusement être formée en métal léger, par exemple en aluminium, ou en matériau composite ou polymère, par exemple du polyéthylène ou du PVC. La structure de support peut être formée du même matériau que la base de l’armature.
Dans un mode de réalisation, le ou les panneaux photovoltaïques sont bi-faces, c’est-à-dire qu’ils comprennent deux surfaces principales opposées l’une à l’autre couvertes au moins en partie de cellules photovoltaïques, adaptées pour générer de l’électricité à partir de photons par effet photovoltaïque. Les deux surfaces principales sont les surfaces du panneau parallèles au plan d’inclinaison des panneaux par rapport à l’horizontale mentionné ci-avant. Elles comprennent donc une face dite supérieure qui est orientée vers le ciel pour recevoir directement la lumière provenant du soleil, et une face dite inférieure qui est orientée vers la surface aquatique sur laquelle le module est placé, de manière à recevoir des photons réfléchis sur une surface réfléchissante telle que la surface aquatique ou une bâche tendue sous les panneaux.
La structure comprend également au moins une bâche 130 fixée aux modules composant l’installation 10 et tendue sous les panneaux, cette bâche permettant de rigidifier l’installation. La bâche 130 peut également être adaptée pour accroitre la réflexion lumineuse en direction des panneaux photovoltaïques, notamment si ceux-ci sont bifaces. Dans ce cas, la bâche est avantageusement hautement réfléchissante. Par exemple elle peut être de couleur blanche, soit en étant réalisée à partir d’un matériau de couleur blanche, soit en étant peinte en blanc, ou encore réalisée en un matériau réfléchissant, notamment argenté, par exemple en MylarTM.
Dans un mode de réalisation avantageux, chaque bâche peut être adaptée pour supporter, une fois tendue, le poids d’au moins un opérateur, de manière à permettre l’accès des opérateurs aux panneaux pour des opérations de maintenance en marchant sur la ou les bâches. De plus, la bâche est avantageusement réalisée en un matériau résistant à un environnement aquatique et éventuellement marin, par exemple en matériau composite. Dans un exemple particulier de réalisation, la bâche peut être formée à partir d’une toile classiquement utilisées pour les trampolines de catamarans. Une telle toile présente également un ensemble d’orifices traversants régulièrement disposés sur la surface de la toile. Les orifices traversants peuvent être réalisés par perforation ou résulter d’une largeur de tissage adaptée des fibres composites. La présence de tels orifices peut permettre la transmission d’une partie de la lumière incidente à la surface aquatique située sous la bâche, préservant ainsi l’écosystème aquatique. On pourra notamment utiliser les toiles commercialisées par les sociétés SergeFerrari (par exemple gamme Protect), ou Dickson.
Comme on va le décrire plus en détails ci-après, une bâche 130 est commune à plusieurs modules, et tendue sur les armatures 110 d’au moins deux modules 100 différents.
Le procédé d’assemblage de la structure 10 décrit ci-après peut être mis en œuvre au sol, c’est-à-dire sur une surface terrestre distincte de la surface aquatique de destination de la structure 10, et comprendre la mise à l’eau de la structure à l’issue de la mise en œuvre de ce procédé. Alternativement, et comme présenté plus en détails ci-après, certaines étapes du procédé peuvent être mises en œuvre au sol, et d’autres directement sur la surface aquatique de destination. En variante, la structure peut également être exploitée sur une surface terrestre, éventuellement inondable, de manière à poursuivre son fonctionnement en cas d’inondation de la zone d’exploitation.
En référence aux figures 1a et 2a, le procédé d’assemblage d’une structure 10 telle que décrite ci-avant comprend la fourniture S1 d’un premier module 100a, comprenant au moins une bâche 130 fixée sur son armature. Chaque bâche présente, selon une direction principale D (représentée par exemple sur la figure 1b), une dimension supérieure à la longueur d’un côté de l’armature du premier module. Par exemple, chaque bâche peut présenter, déployée, une forme rectangulaire dont le grand côté correspond à la direction principale D. De plus, chaque bâche est fixée sur l’armature 110a du premier module dans une configuration initiale enroulée ou repliée, permettant d’installer facilement la bâche sur le premier module 100 puis de la dérouler ou la déplier selon cette direction D.
Dans le cas où l’armature 110 est formée d’un ensemble d’éléments tubulaires assemblés les uns aux autres de manière à former un cadre fermé, la longueur des côtés de l’armature correspond à la longueur des côtés du cadre. La bâche 130 présente alors une dimension, dans sa direction principale D, supérieure à la longueur des côtés du cadre s’étendant selon cette direction. Dans le cas représenté sur la figure 1a où la base de l’armature est formée d’un ensemble d’éléments tubulaires parallèles entre eux et reliés par la structure de support des modules, la longueur des côtés de l’armature correspond, pour les côtés formés par les éléments tubulaires, à la longueur de ces éléments, et pour les autres côtés, à la distance maximale entre deux éléments tubulaires de la base. Dans l’exemple de la figure 1a, la base d’une armature est formée de deux éléments tubulaires parallèles entre eux, et cette longueur maximale correspond à la distance entre les deux éléments tubulaires.
Concernant la configuration initiale enroulée ou repliée de la bâche, plusieurs variantes de réalisation sont envisageables. Dans un exemple représenté sur la figure 1a, la bâche peut comprendre une bande centrale fixée à l’armature du premier module, par exemple à deux éléments cylindriques 113 parallèles de l’armature, en étant tendue entre ces éléments. Les deux extrémités libres de la bâche sont alors enroulées en deux rouleaux 131. Dans un autre exemple représenté sur la figure 1b, la bâche est fixée à l’armature du premier module par une extrémité, et le reste de la longueur de la bâche jusque l’extrémité opposée est enroulé en un rouleau 131. Selon d’autres exemples possibles, la bâche peut être repliée plutôt qu’enroulée, par exemple en accordéon, pour permettre un déploiement simple. Selon encore un autre exemple, la bâche peut aussi être repliée selon la direction principale et selon une autre direction, perpendiculaire à la première, et le déploiement de la bâche comprend alors le fait de déplier la bâche selon une première direction puis selon l’autre direction.
Chaque module peut en outre comprendre plusieurs bâches enroulées ou pliées de la même manière et étant installées côte à côte sur l’armature du module, dans une direction perpendiculaire à la direction principale des bâches. Ainsi, le nombre et la largeur des bâches peuvent être adaptés pour que les bâches occupent toute la longueur du module dans la direction perpendiculaire à la direction principale des bâches. Par exemple, si un module comprend une rangée de panneaux photovoltaïques assemblés côte à côte, les bâches peuvent être disposées côte à côte de manière à ce que la direction principale des bâches soit perpendiculaire à la direction d’alignement des panneaux photovoltaïques. Chaque bâche peut alors présenter une largeur correspondant à la largeur d’un ou plusieurs modules. Selon un exemple de réalisation, chaque bâche peut présenter une largeur sensiblement égale à celle d’un panneau photovoltaïque, de sorte que le module comprenne une bâche sous chaque panneau. Selon un autre exemple, chaque bâche peut présenter une largeur sensiblement égale à la largeur de deux panneaux photovoltaïques, de sorte que le module comprenne une bâche sous deux panneaux adjacents. Sur la figure 1a, on n’a représenté pour des raisons de clarté qu’une seule bâche, correspondant à la largeur d’un panneau (représenté en pointillés). Sur la figure 2a, on a représenté un autre exemple dans lequel une bâche occupe toute la largeur du module. En variante représentée à la figure 2c, la direction principale d’une bâche peut également être parallèle à la direction d’alignement des panneaux photovoltaïques d’une même rangée.
L’étape de fourniture S1 de ce module avec une bâche pré-enroulée ou pré-repliée comprend avantageusement l’assemblage S10 de l’armature du module, et la fixation S11 de la bâche à l’armature du module avec une ou plusieurs extrémités enroulées ou repliées.
Ces étapes sont réalisées au sol, c’est-à-dire sur une surface terrestre qui n’est pas la surface aquatique de destination de la structure flottante. Des moyens de fixation temporaire peuvent être positionnés pour maintenir la bâche dans sa position initiale enroulée ou repliée. Par exemple, dans le cas où la bâche est enroulée, les moyens de fixation temporaire peuvent être des colliers 132 enroulés autour de chaque rouleau de bâche. Alternativement, quand la bâche est repliée, les moyens de fixation temporaires peuvent comprendre des pinces, des sangles à élastiques, ou tout autre moyen approprié. L’étape de fourniture du module comprend ensuite une étape d’installation S12 du ou des panneaux sur l’armature du module, comprenant la fixation mécanique des panneaux à l’armature et la connexion électrique des panneaux entre eux. Les panneaux sont seulement représentés en pointillés sur la figure 1a pour illustrer leur position, et sur la figure 3, mais ne sont pas représentés sur les autres figures par souci de clarté.
Dans un mode de réalisation du procédé, ce premier module est ensuite positionné lors d’une étape S13 sur la surface aquatique de destination, et l’étape décrite ci-après de positionnement d’au moins un module supplémentaire à côté du premier module est également mise en œuvre sur cette surface aquatique. Alternativement, si le premier module n’est pas placé sur la surface aquatique de destination, l’étape suivante est aussi mise en œuvre au sol.
Le procédé d’assemblage de la structure 10 de production d’électricité comprend ensuite une étape S2 de positionnement d’au moins un module supplémentaire 100b, à côté du premier module 100a, selon la direction principale de la bâche. Dans un mode de réalisation, le nombre de modules supplémentaires est compris entre 1 et 10, par exemple entre 1 et 5. Le positionnement du ou des modules supplémentaires 100b selon la direction principale de la bâche permet que le déroulement ou le déploiement de la bâche selon cette direction cette direction à partir de sa configuration initiale permette de tendre la bâche sur l’un des modules supplémentaires.
Par exemple, et comme représenté sur la figure 1a, si la bâche est fixée au premier module avec ses deux extrémités libres enroulées, des modules supplémentaires peuvent être assemblés au premier module de part et d’autre de celui-ci, comme représenté par les flèches pointillées. Selon un exemple de réalisation non limitatif, deux modules supplémentaires peuvent être assemblés de chaque côté du premier module, et la bâche peut présenter une longueur suffisante pour pouvoir être assemblée au bord le plus éloigné des armatures des deux modules d’extrémité.
Selon un autre exemple représenté sur la figure 2a, si la bâche est fixée au premier module par une extrémité de ladite bâche, des modules supplémentaires ne sont assemblés au premier module que sur un côté de celui-ci, comme représenté par les flèches pointillées. Avantageusement, si la bâche est fixée sur un bord de l’armature du premier module, le ou les modules supplémentaires peuvent être positionnés adjacents au bord opposé de l’armature du premier module, de sorte que la bâche s’étende une fois déroulée sous les panneaux du premier module et du ou des modules supplémentaires. Par exemple, pour obtenir un radeau de cinq modules, quatre modules supplémentaires peuvent être assemblés au premier module, et la bâche peut présenter une longueur égale à la largeur cumulée des cinq modules.
Une étape S3 comprend ensuite l’assemblage entre eux des modules 100, comprenant une fixation mécanique, par des moyens connus en soi, des modules entre eux, et la connexion électrique entre les panneaux des différents modules. A l’issue de l’étape S3, un radeau est donc obtenu par l’assemblage de plusieurs modules. Si le radeau a été assemblé au sol, cette étape S3 peut optionnellement être suivie de la mise à l’eau S30 du radeau sur la surface aquatique de destination.
Au cours d’une étape S4, chaque bâche 130 prévue sur le premier module 100a est ensuite déroulée ou dépliée sur toute sa longueur, et au moins une extrémité libre de la bâche est fixée à un module 100b distinct du premier module, qui peut être un module adjacent au premier module, ou un module séparé du premier module par au moins un module 100b supplémentaire. Le déroulement ou le dépliage de la bâche peut être réalisé selon la direction principale de la bâche. Avantageusement, la bâche 130 est fixée à une extrémité opposée du radeau, si elle n’a qu’une extrémité libre, ou à deux extrémités opposées, si elle a deux extrémités libres. Pour ce faire, chaque extrémité libre de la bâche peut notamment être fixée à l’armature d’un module, et plus précisément à un élément de la base de l’armature le plus éloigné du premier module. L’étape S4 comprend également la mise en tension de chaque bâche. Des exemples de réalisation de cette étape sont représentés sur les figures 1b, 2b et 2c, qui représentent une bâche en cours de déploiement. Autrement dit, sur la représentation des figures 1b, 2b et 2c, la bâche 130 n’est pas encore complètement déployée et peut encore être tirée jusqu’à atteindre le ou les bords d’armature auxquels la ou les extrémités libres de la bâche seront fixées. Les figures 1b et 2b correspondent à la mise en œuvre de l’étape S4 sur les radeaux obtenus suite à l’assemblage des modules représentés respectivement sur les figures 1a et 2a. La figure 2c représente un autre exemple de réalisation dans lequel la direction principale de la bâche est perpendiculaire à sa direction dans les figures 1a et 2a, et parallèle à la direction d’alignement des panneaux photovoltaïques d’une même rangée.
Afin de permettre l’installation de la bâche sur le premier module et sa fixation sur un autre module, la bâche et / ou les modules peuvent être équipés de dispositifs de fixation 140 permettant une fixation sans perçage de la bâche aux modules. Avantageusement, la bâche comprend aussi des dispositifs de mise en tension 141, qui peuvent être distincts ou confondus avec les dispositifs de fixation. Des dispositifs de fixation sans perçage, notamment s’ils sont portés par la bâche, peuvent permettre de mettre en œuvre le procédé d’assemblage de la structure sur des modules dont l’armature n’a pas été spécifiquement prévue à cet effet, et sans dégrader l’intégrité de l’armature.
En référence aux figures 4a et 4b, la bâche peut comprendre un ensemble d’œillets 140a dans lesquels des tourniquets 140b prévus sur les modules peuvent s’insérer (figure 4a) et pivoter (figure 4b) pour retenir la bâche.
Selon un autre exemple représenté sur la figure 4c, la bâche peut être munie à ses extrémités de boulons en U 140c dont le diamètre est supérieur ou égal au diamètre externe des éléments de la base de l’armature, de manière à pouvoir enserrer un tel élément sans le percer.
Selon encore d’autres variantes, les dispositifs de fixation peuvent également comprendre des crochets ou des filins prévus sur la bâche et des pontets ou taquets prévus sur les modules, ou inversement.
Pour ces dispositifs de fixation, la bâche peut comprendre des dispositifs de mise en tension 141 distincts tels que des sangles à cliquets. C’est le cas représenté par exemple sur la figure 4c où la fixation de bâche sur l’armature est assurée par des boulons en U 140C et sa mise en tension par des sangles à cliquets 141.
En variante, des dispositifs de fixation avec mise en tension tels que des ridoirs peuvent également être prévus.
Une fois la bâche déployée et mise en tension, et si la structure 10 est toujours au sol, elle peut être mise à l’eau lors d’une étape S40. Cependant, on note qu’il est plus avantageux de mettre à l’eau les modules avant de les assembler et de déployer la ou les bâches, puisque la mise à l’eau d’une structure assemblée, éventuellement de grande dimension, peut être plus complexe à réaliser.
Grâce à la mise en œuvre de ce procédé, il est donc possible d’assembler facilement entre eux plusieurs modules sur la surface aquatique, puis de déployer la bâche une fois que les modules sont assemblés sur l’eau. Le travail de main d’œuvre pour l’installation d’une structure flottante est donc réduit puisque la préparation du premier module avec la bâche prépositionnée peut être réalisée en préalable dans une usine ou au sol avant la mise à l’eau des modules. La taille réduite de chaque module permet aussi de faciliter leur manipulation lors des phases de mis à l’eau puis d’assemblage sur la surface aquatique. De plus, les bâches ne sont pas découpées en surfaces unitaires mais sont déployées en bandes communes à plusieurs modules adjacents, ce qui permet de réduire le travail de découpe, de confection de de fixation aux modules, tout en augmentant la surface de réflexion formée par la bâche.
En référence à la figure 3, il est en outre possible d’assembler (étape S5) plusieurs de ces structures les unes aux autres pour former une centrale C photovoltaïque de grandes dimensions. L’assemblage de deux structures 10 adjacentes peut comprendre une fixation mécanique des armatures de deux modules situés au bord de deux structures adjacentes (on a représenté schématiquement des pièces de liaison rigide entre deux structures adjacentes par la référence 150), et une connexion électrique des panneaux.
Avantageusement, on peut prévoir entre deux rangées de panneaux photovoltaïques de deux structures successives une ligne d’eau 151 qui est dépourvue de bâches, et qui laisse ainsi une partie de la lumière passer sous l’eau pour réduire l’impact de la centrale sur la vie subaquatique. Optionnellement, on peut également prévoir un caillebotis 152 entre deux structures adjacentes dans la direction des rangées de panneaux photovoltaïques, pour permettre un accès facilité aux panneaux pour des opérations de maintenance, d’entretien ou de réparation. Le caillebotis peut être adapté pour relier rigidement les structures 10 entre elles tout en laissant un intervalle de la largeur du caillebotis, pour le déplacement des opérateurs. L’utilisation d’une bâche formée de toile de trampoline de catamaran peut cependant remplacer ces caillebotis.

Claims (15)

  1. Procédé d’assemblage d’une structure (10) de production d’électricité apte à être installée sur une surface aquatique de destination, comprenant une pluralité de modules (100) aptes à flotter, chaque module comprenant une armature (110) et au moins un panneau photovoltaïque (120) monté sur l’armature, la structure (10) comprenant en outre au moins une bâche (130) tendue sous les panneaux photovoltaïques d’au moins deux modules adjacents, le procédé comprenant :
    • la fourniture (S1) d’un premier module (100a) comprenant au moins une bâche (100) fixée à celui-ci, la bâche (130) présentant, selon une direction principale (D), une longueur supérieure à la longueur d’un côté de l’armature du premier module, et étant fixée à ladite armature dans une configuration initiale repliée ou enroulée permettant le déploiement d’une longueur de la bâche au moins selon la direction principale à partir de ladite configuration initiale,
    • le positionnement (S2) d’au moins un module supplémentaire (100b) de façon adjacente au premier module selon la direction principale (D) de la bâche,
    • l’assemblage (S3) du module supplémentaire (100b) au premier module, et
    • le déploiement (S4) et la fixation de chaque bâche du premier module à l’armature d’un module distinct du premier module, et la mise en tension de chaque bâche.
  2. Procédé selon la revendication 1 comprenant en outre l’installation (S13) du premier module (100a) sur la surface aquatique, les étapes de positionnement (S2), d’assemblage (S3) d’au moins un module supplémentaire et de déploiement (S4) de chaque bâche étant mises en œuvre sur ladite surface aquatique.
  3. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l’installation (S40) de la structure obtenue après mise en tension de chaque bâche sur la surface aquatique, ou l’installation (S30) de l’assemblage du premier module et de chaque module supplémentaire sur la surface aquatique avant le déploiement de chaque bâche.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, en configuration initiale, la bâche (130) comprend une bande centrale fixée au premier module et les deux extrémités de la bâche sont enroulées ou repliées, et le procédé comprend l’assemblage (S3) d’au moins un module supplémentaire (100b) de chaque côté du premier module (100) selon la direction principale de la bâche, le déploiement (S4) de chaque extrémité de la bâche et la fixation de chaque extrémité de la bâche à un module respectif.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la fixation d’une bâche (130) à l’armature (110) d’un module (100a) est mise en œuvre sans perçage de l’armature.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le premier module (100a) comprend plusieurs bâches (130) fixées les unes à côté des autres selon une direction perpendiculaire à la direction principale (D) de chaque bâche, et le procédé comprend le déploiement de chacune des bâches selon la direction principale (D) commune des bâches.
  7. Structure (10) de production d’électricité apte à être installée sur une surface aquatique de destination, comprenant une pluralité de modules (100) assemblés les uns aux autres, chaque module (100) étant apte à flotter sur une surface aquatique et comprenant une armature (110) et au moins un panneau photovoltaïque (120) monté sur l’armature,
    la structure (10) comprenant en outre au moins une bâche (130) tendue sous des panneaux photovoltaïques d’au moins deux modules (10) adjacents, les extrémités de chaque bâche étant fixées à des modules différents.
  8. Structure de production d’électricité (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle est obtenue par la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 6.
  9. Structure (10) selon l’une des revendications 7 ou 8, dans laquelle la bâche est réfléchissante.
  10. Structure (10) selon l’une des revendications 7 à 9, dans laquelle chaque panneau photovoltaïque (120) comprend deux faces de production d’électricité opposées l’une à l’autre.
  11. Structure (10) selon l’une des revendications 7 à 10, dans laquelle chaque bâche est adaptée pour soutenir le poids d’au moins un opérateur.
  12. Structure selon l’une des revendications 7 à 11, dans laquelle chaque bâche est formée à partir d’une toile comprenant un ensemble d’orifices traversants régulièrement répartis et adaptés pour transmettre une partie de la lumière incidente sur la toile.
  13. Structure flottante (10) selon l’une des revendications 7 à 12, dans laquelle chaque bâche (130) et/ou chaque module (100) comprend des dispositifs de fixation (140) sans perçage d’une bâche à une armature ou des dispositifs de mise en tension (141) d’une bâche.
  14. Centrale (C) photovoltaïque flottante, comprenant au moins deux structures (10) selon l’une des revendications 7 à 13 assemblées l’une à l’autre.
  15. Module (100a) de production d’électricité apte à flotter sur une surface aquatique, le module comprenant une armature (110), au moins un panneau photovoltaïque (120) monté sur ladite armature, et au moins une bâche (130) fixée sur l’armature, la bâche présentant, selon une direction principale (D), une longueur supérieure à la dimension d’un côté de l’armature, étant fixée à ladite armature dans une configuration repliée ou enroulée permettant le déploiement d’une longueur de la bâche selon ladite direction principale à partir de ladite configuration.

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