FR3124043A1 - Chaîne photovoltaïque - Google Patents
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Abstract
CHAÎNE PHOTOVOLTAÏQUE Un aspect de l’invention concerne une chaîne photovoltaïque (STR) comprenant une première cellule photovoltaïque (CEL1) interconnectée à une deuxième cellule photovoltaïque (CEL2) en recouvrant partiellement ladite deuxième cellule photovoltaïque, la chaîne photovoltaïque étant remarquable en ce qu'elle comprend une pluralité d'éléments de connexion (EC1) reliant électriquement la première cellule à un connecteur métallique (M1) distant, lesdits éléments de connexion s'étendant sur la première cellule photovoltaïque et au-delà de la première cellule photovoltaïque, jusqu'au connecteur métallique. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
Le domaine technique de l’invention est celui des chaînes de cellules photovoltaïques et en particulier la connexion desdites chaînes à un connecteur métallique.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Une chaîne photovoltaïque est réalisée par l'interconnexion en série d'une pluralité de cellules photovoltaïques formant une chaîne de cellules, chaque extrémité de la chaîne étant connectée à un connecteur métallique. Ainsi formée, la chaîne peut être connectée au sein d'un réseau électrique et fournir une énergie électrique au réseau électrique. Le procédé couramment utilisé pour la formation de chaînes est le soudage ou le collage de rubans ou de fils sur des doigts de collecte de la face avant d'une première cellule et sur des doigts de collecte de la face arrière d'une deuxième cellule adjacente. Les première et deuxième cellules sont séparées de quelques millimètres, environ 3 mm, afin que le ruban ou le fil puisse changer de plan et passer de la face avant de la première cellule à la face arrière de la deuxième cellule. L'espacement entre les cellules augmente la surface de la chaîne ainsi formée.
Il existe une technique d’interconnexion de cellules appelée "shingle" (traduction de "bardeau" ou "cellule" en anglais) qui n’utilise pas de rubans ou de fils électriques et permet d'apporter une réponse à l'augmentation de la surface de la chaîne photovoltaïque AA. La technique d’interconnexion en bardeau est illustrée par la et est par exemple décrite dans l’article ["Materials challenge for shingled cells interconnection", G. Beaucarne, Energy Procedia 98, pp.115-124, 2016]. Les cellules C formant la chaîne AA sont superposées les unes sur les autres, une cellule inférieure étant partiellement recouverte par une cellule C supérieure adjacente, de la même manière que des cellules couvrent une toiture. L'interconnexion entre deux cellules adjacentes AA est réalisée dans une zone de recouvrement le long d'un bord par soudage ou par collage. La chaîne AA interconnectée en bardeau permet ainsi de supprimer la séparation entre les cellules, offrant une surface active continue sur toute la surface de la chaîne. Les technologies d'interconnexion actuelles, notamment celles qui mettent en œuvre le collage au moyen d’un adhésif électriquement conducteur, ont permis de fiabiliser l'interconnexion entre les cellules C tout en réduisant les surfaces de recouvrement entre deux cellules consécutives. Les interconnexions entre cellules C sont alors capables de supporter des contraintes de dilatations thermiques saisonnières.
Afin que la chaîne AA puisse être connectée électriquement à un réseau électrique, elle comprend des connecteurs métalliques M interconnectés à chaque cellule C d'extrémité. Les connecteurs M peuvent être interconnectés en bardeau avec les cellules C d'extrémité, c'est à dire en recouvrant partiellement une face de chaque cellule C d'extrémité. L'interconnexion électrique et mécanique, entre les cellules C d'extrémité et les connecteurs M, peuvent être réalisées par soudage ou par collage. Toutefois, elles ne présentent pas le même niveau de robustesse qu'entre deux cellules C consécutives, d'autant plus lorsque le collage est réalisé au moyen d'un adhésif électriquement conducteur. Il est alors nécessaire de reporter chaque connecteur M sur une grande surface de chaque cellule C d'extrémité, réduisant la surface active de cette dernière, ou alors mettre une grande quantité d'adhésif électriquement conducteur en œuvre, représentant une part importante du coût de fabrication de ladite chaîne.
Il existe donc un besoin de fiabiliser la connexion de connecteurs métalliques sur une chaîne photovoltaïque dont les cellules photovoltaïques sont interconnectées en bardeau.
La chaîne photovoltaïque selon l'invention offre une fiabilité améliorée par rapport à une chaîne selon l'art antérieur car elle réduit la déformation thermique de cellules photovoltaïques directement connectées à un connecteur métallique (effet bilame).
Pour cela, l’invention concerne une chaîne photovoltaïque comprenant :
- une première cellule photovoltaïque ;
- une deuxième cellule photovoltaïque ; et
- un premier connecteur métallique ;
Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, la chaîne photovoltaïque selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le premier connecteur métallique est distant de la première cellule photovoltaïque, préférentiellement d'au moins 1 mm ;
- la première cellule photovoltaïque comprend un premier bord surplombant la première face de la deuxième cellule photovoltaïque ; les doigts de collecte s'étendent parallèlement au premier bord ; et chaque élément de connexion s'étend perpendiculairement aux doigts de collecte ;
- chaque premier élément de connexion comprend une extrémité disposée à moins de 5 mm du premier bord ;
- la chaîne photovoltaïque comprend une deuxième pluralité d'éléments de connexion, les deuxièmes éléments de connexion reliant électriquement une partie au moins des doigts de collecte de la première face de la deuxième cellule photovoltaïque entre eux, le nombre de deuxièmes éléments de connexion étant supérieur ou égal au nombre de premiers éléments de connexion ;
- la largeur de chaque premier élément de connexion est supérieure ou égale à la largeur de chaque deuxième élément de connexion ;
- la chaîne photovoltaïque comprend des moyens d'espacement configurés pour garantir un pas constant entre les premiers éléments de connexion ;
- les moyens d'espacement comprennent une pluralité de fils conducteurs ; chaque fil conducteur est solidaire des premiers éléments de connexion et s'étend perpendiculairement aux premiers éléments de connexion de sorte que la pluralité de fils conducteurs et les premiers éléments de connexion forment une grille ;
- les moyens d'espacement comprennent un film support solidaire des premiers éléments de connexion ;
- la chaîne photovoltaïque comprend une troisième cellule photovoltaïque et un deuxième connecteur métallique, la troisième cellule photovoltaïque étant disposée entre la deuxième cellule photovoltaïque et le deuxième connecteur métallique, la troisième cellule photovoltaïque comprenant une première face et une deuxième face opposée à la première face, une pluralité de troisièmes éléments de connexion reliant électriquement le deuxième connecteur métallique à la deuxième face de la troisième cellule photovoltaïque.
Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d'une chaîne photovoltaïque comprenant les étapes suivantes :
- fournir une première cellule photovoltaïque, une deuxième cellule photovoltaïque et un premier connecteur métallique, chacune des première et deuxième cellules photovoltaïques comprenant une première face et une deuxième face opposée à la première face, lesdites premières faces comprenant chacune une pluralité de doigts de collecte s'étendant parallèlement entre eux, ceux de la première cellule étant parallèle au bord, la première cellule photovoltaïque étant disposée entre la deuxième cellule photovoltaïque et le premier connecteur métallique ;
- interconnecter la première cellule photovoltaïque à la deuxième cellule photovoltaïque, la deuxième face de la première cellule photovoltaïque recouvrant partiellement la première face de la deuxième cellule photovoltaïque,
- relier électriquement une partie au moins des doigts de collecte de la première face de la première cellule photovoltaïque au premier connecteur métallique au moyen de premiers éléments de connexion, lesdits premiers éléments de connexions étant disposés sur la première face de la première cellule photovoltaïque et s'étendant au-delà de la première cellule photovoltaïque, jusqu'au premier connecteur métallique.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Un signe de référence 'Xm-p', où 'm' et 'p' sont des entiers naturels, fait référence à tous les signes de référence compris entre m et p. Par exemple, "CEL1-4" désigne "CEL1", "CEL2", "CEL3" et "CEL4".
Claims (10)
- Chaîne photovoltaïque (STR) comprenant :
- une première cellule photovoltaïque (CEL1) ;
- une deuxième cellule photovoltaïque (CEL2) ; et
- un premier connecteur métallique (M1) ;
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier connecteur métallique (M1) est distant de la première cellule photovoltaïque (CEL1), préférentiellement d'au moins 1 mm.
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la première cellule photovoltaïque (CEL1) comprend un premier bord (B1) surplombant la première face (AV) de la deuxième cellule photovoltaïque (CEL2) et en ce que les doigts de collecte (COL) s'étendent parallèlement au premier bord et en ce que chaque élément de connexion (EC1) s'étend perpendiculairement aux doigts de collecte.
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque premier élément de connexion (EC1) comprend une extrémité disposée à moins de 5 mm du premier bord (B1).
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une deuxième pluralité d'éléments de connexion (EC2), les deuxièmes éléments de connexion reliant électriquement une partie au moins des doigts de collecte (COL) de la première face (AV) de la deuxième cellule photovoltaïque (CEL2) entre eux, le nombre de deuxièmes éléments de connexion étant supérieur ou égal au nombre de premiers éléments de connexion (EC1).
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la largeur (WEC1) de chaque premier élément de connexion (EC1) est supérieure ou égale à la largeur (WEC2) de chaque deuxième élément de connexion (EC2).
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'espacement (ESP) configurés pour garantir un pas (PEC) constant entre les premiers éléments de connexion (EC1).
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens d'espacement (ESP) comprennent une pluralité de fils conducteurs et en ce que chaque fil conducteur est solidaire des premiers éléments de connexion (EC1) et s'étend perpendiculairement aux premiers éléments de connexion de sorte que la pluralité de fils conducteurs et les premiers éléments de connexion forment une grille.
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'espacement (ESP) comprennent un film support solidaire des premiers éléments de connexion (EC1).
- Chaîne photovoltaïque (STR) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- une troisième cellule photovoltaïque (CEL3) ; et
- un deuxième connecteur métallique (M2) ;
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|---|
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