FR3140497A1 - System comprising a photovoltaic panel and a rainwater distributor - Google Patents
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Abstract
Système (1) comprenant : un panneau photovoltaïque (2), un répartiteur (4) pour collecter de l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque (2), le répartiteur (4) présentant un bord libre (16) et une surface (12) se terminant par le bord libre (16), le répartiteur (4) étant propre à être placé dans une position d’utilisation dans laquelle le bord libre (16) surplombe un sol, et dans laquelle la surface (16) est inclinée par rapport au sol pour acheminer l’eau de pluie collectée jusqu’au bord libre (16), le système étant caractérisé en ce que le répartiteur (4) délimite une pluralité de canaux (28) sur la surface (12) pour répartir l’eau de pluie collectée vers différentes portions du bord libre (16), et en ce qu’une projection du bord libre (16) sur le sol est non rectiligne, lorsque le répartiteur (4) est dans la position d’utilisation. Figure pour l’abrégé : figure 1System (1) comprising: a photovoltaic panel (2), a distributor (4) for collecting rainwater having previously flowed onto the photovoltaic panel (2), the distributor (4) having a free edge (16) and a surface (12) ending in the free edge (16), the distributor (4) being able to be placed in a position of use in which the free edge (16) overhangs a floor, and in which the surface (16) ) is inclined relative to the ground to convey the collected rainwater to the free edge (16), the system being characterized in that the distributor (4) delimits a plurality of channels (28) on the surface (12) to distribute the rainwater collected towards different portions of the free edge (16), and in that a projection of the free edge (16) on the ground is non-rectilinear, when the distributor (4) is in the position of use. Figure for abstract: figure 1
Description
La présente divulgation se rapporte au domaine de l’agrivoltaïque.This disclosure relates to the field of agrivoltaics.
L’agrivoltaïque ou « Agri-PV » est un domaine qui mêle agriculture et production électrique photovoltaïque sur une surface commune. Le principe est d’installer sur une surface de production agricole des panneaux photovoltaïques susceptibles de créer artificiellement de l’ombre et un abri et en même temps de produire de l’électricité.Agrivoltaics or “Agri-PV” is a field that combines agriculture and photovoltaic electricity production on a common surface. The principle is to install photovoltaic panels on an agricultural production area capable of artificially creating shade and shelter and at the same time producing electricity.
Il est connu de l’état de la technique des systèmes comprenant un panneau photovoltaïque et un répartiteur d’eau configuré pour collecter de l’eau de pluie ayant coulée sur le panneau photovoltaïque. Le répartiteur d’eau présente une surface se terminant par le bord libre. Dans une position d’utilisation, le répartiteur le bord libre surplombe un sol à irriguer, et la surface forme une pente inclinée par rapport au sol.Systems comprising a photovoltaic panel and a water distributor configured to collect rainwater having flowed onto the photovoltaic panel are known from the state of the art. The water distributor has a surface ending with the free edge. In a position of use, the free edge of the distributor overhangs a ground to be irrigated, and the surface forms an inclined slope relative to the ground.
Plusieurs formes de répartiteurs d’eau ont été proposées.Several forms of water distributors have been proposed.
Un premier répartiteur d’eau connu se présente sous la forme d’une gouttière percée. La gouttière présente une surface supérieure concave formant un canal pour l’écoulement de l’eau de pluie collectée. Un inconvénient d’une telle gouttière est qu’elle a tendance à concentrer l’eau de pluie collectée le long d’une ligne centrale au fond de la surface concave. L’eau collectée a tendance à chuter dans des trous agencés le long de cette ligne centrale. En conséquence, des cultures se trouvant sous la gouttière ne sont irriguées que sur une zone restreinte. La concentration de l’eau de pluie sur cette zone restreinte peut avoir pour conséquence de former une cavité dans le sol par érosion. Une telle érosion est néfaste pour les cultures.A first known water distributor is in the form of a pierced gutter. The gutter has a concave upper surface forming a channel for the flow of collected rainwater. A disadvantage of such a gutter is that it tends to concentrate the collected rainwater along a central line at the bottom of the concave surface. The collected water tends to fall into holes arranged along this central line. As a result, crops located under the gutter are only irrigated in a restricted area. The concentration of rainwater in this restricted area can result in the formation of a cavity in the ground through erosion. Such erosion is harmful to crops.
Un deuxième répartiteur d’eau connu présente une surface plane inclinée par rapport au sol se terminant par un bord rectiligne. L’eau de pluie collectée par le deuxième répartiteur est acheminée par la surface plane jusqu’au bord libre. Toutefois, l’eau de pluie chutant depuis le bord rectiligne ne peut atteindre qu’une zone rectiligne relativement restreinte. En raison de potentielles imperfections de surface ou de la présence de poussières résiduelles sur la surface plane, l’eau de pluie coulant sur la surface plane peut avoir tendance à se concentrer, si bien que l’eau de pluie peut n’atteindre qu’une portion restreinte du bord libre.A second known water distributor has a flat surface inclined relative to the ground ending in a rectilinear edge. The rainwater collected by the second distributor is conveyed through the flat surface to the free edge. However, rainwater falling from the straight edge can only reach a relatively small straight area. Due to potential surface imperfections or the presence of residual dust on the flat surface, rainwater flowing onto the flat surface may tend to concentrate, so that rainwater may only reach a restricted portion of the free edge.
Un but de l’invention est de proposer un système agrivoltaïque qui irrigue des cultures tout en limitant l’érosion du sol.One aim of the invention is to propose an agrivoltaic system which irrigates crops while limiting soil erosion.
Ce but est atteint par un système comprenant :
- un panneau photovoltaïque,
- un répartiteur pour collecter de l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque, le répartiteur présentant un bord libre et une surface se terminant par le bord libre, le répartiteur étant propre à être placé dans une position d’utilisation dans laquelle le bord libre surplombe un sol, et dans laquelle la surface est inclinée par rapport au sol pour acheminer l’eau de pluie collectée jusqu’au bord libre,
dans lequel le répartiteur délimite une pluralité de canaux sur la surface pour répartir l’eau de pluie collectée vers différentes portions du bord libre, et en ce qu’une projection du bord libre sur le sol est non rectiligne, lorsque le répartiteur est dans la position d’utilisation.This goal is achieved by a system comprising:
- a photovoltaic panel,
- a distributor for collecting rainwater having previously flowed onto the photovoltaic panel, the distributor having a free edge and a surface ending with the free edge, the distributor being suitable for being placed in a position of use in which the free edge overhangs a floor, and in which the surface is inclined relative to the ground to convey the collected rainwater to the free edge,
in which the distributor delimits a plurality of channels on the surface to distribute the rainwater collected towards different portions of the free edge, and in that a projection of the free edge on the ground is non-rectilinear, when the distributor is in the position of use.
Les différents canaux ont pour effet de répartir de manière contrôlée l’eau de pluie sur toute la longueur du bord libre. De plus, le fait que la projection du bord libre sur le sol soit non rectiligne dans la position d’utilisation a pour effet de permettre à des gouttes de pluies chutant depuis le bord libre d’atteindre une zone du sol s’étendant dans deux directions mutuellement orthogonales dont l’aire est plus grande que celle qui serait obtenue avec un bord libre dont la projection sur le sol est rectiligne. Par conséquent, l’eau est répartie de manière homogène sur le sol. Les cultures se trouvant sur ce sol sont donc mieux irriguées, la formation de cavités dans le sol par érosion est limitée.The different channels have the effect of distributing rainwater in a controlled manner over the entire length of the free edge. In addition, the fact that the projection of the free edge on the ground is non-rectilinear in the position of use has the effect of allowing raindrops falling from the free edge to reach an area of the ground extending in two mutually orthogonal directions whose area is greater than that which would be obtained with a free edge whose projection on the ground is rectilinear. Therefore, the water is distributed evenly on the ground. Crops growing on this soil are therefore better irrigated and the formation of cavities in the soil through erosion is limited.
Le système proposé peut également comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison à chaque fois qu’une telle combinaison fait sens.The proposed system may also include the following features, taken alone or in combination whenever such a combination makes sense.
De préférence, le bord libre est en zig-zag.Preferably, the free edge is zig-zag.
De préférence, au moins deux des canaux ont des longueurs différentes.Preferably, at least two of the channels have different lengths.
De préférence, les canaux sont rectilignes.Preferably, the channels are straight.
De préférence, les canaux sont parallèles.Preferably, the channels are parallel.
De préférence le bord libre se trouve sous le panneau photovoltaïque dans la position d’utilisation.Preferably the free edge is under the photovoltaic panel in the position of use.
De préférence, le système comprenant un deuxième panneau photovoltaïque, et le bord libre se trouve sous le deuxième panneau photovoltaïque dans la position d’utilisation.Preferably, the system comprising a second photovoltaic panel, and the free edge is located under the second photovoltaic panel in the position of use.
De préférence le répartiteur comprend une plaque en polycarbonate, les canaux étant formés dans la plaque.Preferably the distributor comprises a polycarbonate plate, the channels being formed in the plate.
De préférence, la surface est plane.Preferably, the surface is flat.
De préférence, la surface est inclinée d’un angle compris entre 5 et 50 degrés par rapport au sol dans la position d’utilisation.Preferably, the surface is inclined at an angle between 5 and 50 degrees relative to the ground in the position of use.
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics, aims and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and not limiting, and which must be read with reference to the appended drawings in which:
La
La
La
La
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.In all the figures, similar elements bear identical references.
En référence à la
Le panneau photovoltaïque 2, connu en lui-même, a pour fonction de convertir une énergie lumineuse en énergie électrique.The photovoltaic panel 2, known in itself, has the function of converting light energy into electrical energy.
Le système comprend une structure (non illustrée) sur laquelle le panneau photovoltaïque 2 est monté, cette structure étant propre à être posée sur un sol.The system comprises a structure (not illustrated) on which the photovoltaic panel 2 is mounted, this structure being suitable for being placed on a ground.
Le panneau photovoltaïque 2 présente une surface réceptrice 6 pour recevoir la lumière du soleil dont l’énergie peut être convertie en énergie électrique. La surface réceptrice 6 est plane, par exemple de forme rectangulaire.The photovoltaic panel 2 has a receiving surface 6 for receiving sunlight, the energy of which can be converted into electrical energy. The receiving surface 6 is flat, for example rectangular in shape.
Sur la
Le panneau photovoltaïque 2 est de préférence mobile en rotation par rapport à la structure, de telle sorte que l’angle d’inclinaison de la surface réceptrice par rapport au sol peut varier. En variante, le panneau photovoltaïque 2 est fixe par rapport à la structure (et donc par rapport au sol). Quel que soit le mode de réalisation, il existe au moins une orientation du panneau photovoltaïque 2 dans laquelle la surface réceptrice est inclinée par rapport au sol d’un angle strictement supérieur à zéro, lorsque le système se trouve dans la position d’utilisation, de telle sorte que de l’eau de pluie peut couler par simple gravité sur la surface réceptrice 6.The photovoltaic panel 2 is preferably movable in rotation relative to the structure, such that the angle of inclination of the receiving surface relative to the ground can vary. Alternatively, the photovoltaic panel 2 is fixed relative to the structure (and therefore relative to the ground). Whatever the embodiment, there is at least one orientation of the photovoltaic panel 2 in which the receiving surface is inclined relative to the ground by an angle strictly greater than zero, when the system is in the position of use, so that rainwater can flow by simple gravity onto the receiving surface 6.
La surface réceptrice 6 présente un bord libre 8. Le bord libre 8 est par exemple rectiligne lorsque la surface réceptrice est rectangulaire. Ce bord libre 8 est un bord de la surface réceptrice 6 qui est le plus proche du répartiteur 4 (et du sol dans la position d’utilisation du système). Lorsque de l’eau de pluie s’écoule sur la surface réceptrice 6, cette eau est dirigée par gravité vers le bord libre 8, et c’est depuis ce bord libre 8 que l’eau chute vers le sol.The receiving surface 6 has a free edge 8. The free edge 8 is for example rectilinear when the receiving surface is rectangular. This free edge 8 is an edge of the receiving surface 6 which is closest to the distributor 4 (and to the ground in the position of use of the system). When rainwater flows onto the receiving surface 6, this water is directed by gravity towards the free edge 8, and it is from this free edge 8 that the water falls towards the ground.
Le répartiteur 4 a pour fonction de collecter l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque 2, lorsque le système est dans la position d’utilisation, et de la répartir vers différentes zones du sol.The function of the distributor 4 is to collect the rainwater having previously flowed onto the photovoltaic panel 2, when the system is in the position of use, and to distribute it to different areas of the ground.
Lorsque le système 1 est dans la position d’utilisation, le répartiteur 4 est agencé entre le panneau photovoltaïque 2 et le sol. Par ailleurs, le répartiteur se trouve sous le panneau photovoltaïque 2, de sorte à pouvoir irriguer des plantes qui se trouvent sous le panneau photovoltaïque 2.When system 1 is in the use position, distributor 4 is arranged between photovoltaic panel 2 and the ground. Furthermore, the distributor is located under the photovoltaic panel 2, so as to be able to irrigate plants which are located under the photovoltaic panel 2.
Le répartiteur 4 comprend une première paroi 10 présentant une première surface supérieure 12 et une première surface inférieure 14 opposée à la première surface inférieure.The distributor 4 comprises a first wall 10 having a first upper surface 12 and a first lower surface 14 opposite the first lower surface.
La première surface supérieure 12 comprend une partie amont et une partie aval qui prolonge la partie amont. La partie amont constitue une partie pour recevoir de l’eau ayant chuté du panneau photovoltaïque 2. A cet effet, la partie amont peut présenter un profil concave formant une demi-gouttière, comme cela est représenté sur la
La partie aval de la première surface supérieure se termine par un premier bord libre 16. Le premier bord libre 16 relie la première surface supérieure 12 à la première surface inférieure 14.The downstream part of the first upper surface ends with a first free edge 16. The first free edge 16 connects the first upper surface 12 to the first lower surface 14.
La partie aval de la surface supérieure 12 est de préférence plane.The downstream part of the upper surface 12 is preferably planar.
L’angle d’inclinaison α de la surface supérieure 12 (au moins dans sa partie aval) par rapport au sol dans la position d’utilisation du système 1 est compris de préférence entre 5 et 50 degrés, par exemple 20 degrés.The angle of inclination α of the upper surface 12 (at least in its downstream part) relative to the ground in the position of use of the system 1 is preferably between 5 and 50 degrees, for example 20 degrees.
Lorsque le système est dans la position d’utilisation, la première surface supérieure 12 est orientée vers le panneau photovoltaïque 2, et inclinée par rapport au sol, tandis que la surface inférieure 14 est en regard du sol. Par ailleurs, dans cette position, la partie amont se trouve à une altitude plus élevée que la partie aval. Dans cette position, lorsque de l’eau de pluie s’écoule sur la première surface supérieure 12, cette eau est dirigée par gravité vers le premier bord libre 16, et c’est depuis ce premier bord libre 16 que l’eau chute ensuite en dessous du répartiteur 4 vers le sol S.When the system is in the use position, the first upper surface 12 is oriented towards the photovoltaic panel 2, and inclined relative to the ground, while the lower surface 14 faces the ground. Furthermore, in this position, the upstream part is at a higher altitude than the downstream part. In this position, when rainwater flows onto the first upper surface 12, this water is directed by gravity towards the first free edge 16, and it is from this first free edge 16 that the water then falls. below distributor 4 towards the S ground.
Le répartiteur 4 comprend par ailleurs une deuxième paroi 18.The distributor 4 also comprises a second wall 18.
En référence à la
La deuxième paroi 18 présente en outre un deuxième bord libre 24 reliant la première surface inférieure 20 à la première surface supérieure 22.The second wall 18 also has a second free edge 24 connecting the first lower surface 20 to the first upper surface 22.
La deuxième surface inférieure 20 est en regard de la première surface supérieure 12, de sorte à délimiter entre elles un espace d’écoulement dans lequel de l’eau de pluie en provenance du panneau photovoltaïque 2 peut s’écouler par gravité.The second lower surface 20 faces the first upper surface 12, so as to delimit between them a flow space in which rainwater coming from the photovoltaic panel 2 can flow by gravity.
Plus précisément, la deuxième surface inférieure est en regard de la partie aval de la première surface supérieure 12.More precisely, the second lower surface faces the downstream part of the first upper surface 12.
Le deuxième bord libre 24 est en regard du premier bord libre 16. Le premier bord libre 16 et le deuxième bord libre 24 délimitent entre eux une zone de sortie de l’espace d’écoulement, c’est-à-dire une zone par laquelle de l’eau peut sortir de l’espace après s’y être écoulé.The second free edge 24 faces the first free edge 16. The first free edge 16 and the second free edge 24 delimit between them an exit zone from the flow space, that is to say a zone per which water can exit the space after flowing through it.
En référence à la
La
Les cloisons 26 sont parallèles. Ainsi, les directions moyenne d’écoulement d’eau dans les différents canaux 28 sont parallèles.The partitions 26 are parallel. Thus, the average directions of water flow in the different channels 28 are parallel.
Chaque canal 28 a ainsi une entrée et une sortie.Each channel 28 thus has an input and an output.
Chaque entrée de canal 28 constitue une portion de la zone d’entrée. De la sorte, les canaux reçoivent de l’eau de pluie en provenance de différentes zones du panneau photovoltaïque 2.Each channel input 28 constitutes a portion of the input zone. In this way, the channels receive rainwater coming from different areas of the photovoltaic panel 2.
Le fond de chaque canal 28 est formé par une portion de la première surface supérieure 12 s’étendant entre deux cloisons 26 adjacentes, dans la partie aval.The bottom of each channel 28 is formed by a portion of the first upper surface 12 extending between two adjacent partitions 26, in the downstream part.
Par ailleurs, chaque sortie de canal 28 constitue une portion de la zone de sortie de l’espace, et est délimitée par une portion spécifique du premier bord libre 16. De la sorte, les canaux 28 répartissent de l’eau de pluie en provenance du panneau photovoltaïque 2 vers ces différentes portions du bord libre 16.Furthermore, each channel outlet 28 constitutes a portion of the exit zone of the space, and is delimited by a specific portion of the first free edge 16. In this way, the channels 28 distribute rainwater coming from from the photovoltaic panel 2 towards these different portions of the free edge 16.
Par exemple, lorsque la première surface supérieure et la deuxième surface inférieure sont parallèle, et que les cloisons sont parallèles, chaque canal 28 peut avoir une section rectangulaire (comme cela est représenté sur la
La parois 10 et les cloisons 26 peuvent constituer différentes parties d’une plaque en polycarbonate. Ainsi, dans ce mode de réalisation, les canaux 28 sont formés à l’intérieur de cette plaque. La deuxième paroi 18 peut également faire partie de cette plaque. En variante, la deuxième paroi 18 est réalisée en aluminium.The wall 10 and the partitions 26 can constitute different parts of a polycarbonate plate. Thus, in this embodiment, the channels 28 are formed inside this plate. The second wall 18 can also form part of this plate. Alternatively, the second wall 18 is made of aluminum.
En référence à la
Dit d’une autre manière, le bord libre 16 comprend des points qui occupent des positions différentes le long d’un axe parallèle à une direction moyenne d’écoulement d’eau sur la première surface supérieure 12.Said another way, the free edge 16 comprises points which occupy different positions along an axis parallel to an average direction of water flow on the first upper surface 12.
On a représenté sur la
Comme le montrent ces flèches en pointillés, le premier canal a une première longueur et se termine par une première portion du bord libre 16. Le deuxième canal, représenté à droite du premier canal sur la
Ainsi, au moins deux des canaux du répartiteur 8 ont des longueurs différentes.Thus, at least two of the channels of the distributor 8 have different lengths.
De préférence, le bord libre 16 a une forme en zig-zag, c’est-à-dire qu’elle comprend des portions convexes et concaves agencées en alternance. Dans le mode de réalisation représenté sur la
Il est représenté sur la
Supposons qu’une première goutte d’eau est acheminée par le premier canal (en suivant la flèche en pointillés à gauche sur la
Plus généralement, l’ensemble des gouttes atteignant le sol après avoir chuté du répartiteur 4 au niveau du bord libre 12 non-rectiligne couvre une surface d’aire substantielle, en tout plus élevée que si le bord libre 12 était rectiligne et parallèle à la ligne de niveau discutée précédemment. En particulier, le fait que le bord libre 12 présente une forme en zig-zag permet d’augmenter significativement l’aire de la surface du sol irriguée.More generally, all of the drops reaching the ground after having fallen from the distributor 4 at the level of the non-rectilinear free edge 12 cover a surface of substantial area, in all higher than if the free edge 12 were rectilinear and parallel to the level line discussed previously. In particular, the fact that the free edge 12 has a zig-zag shape makes it possible to significantly increase the area of the irrigated soil surface.
La présente divulgation n’est pas limitée aux modes de réalisations représentés sur les figures.
- La paroi supérieure 18 est facultative (mais reste avantageuse pour apporter de la rigidité au répartiteur 4).
- Dans un mode de réalisation, la pluralité de canaux du répartiteur est formée par une paroi 10 ondulée. Ceci montre que la paroi 18 est facultative, de même que les cloisons 26.
- Dans le mode de réalisation illustré sur la
- The upper wall 18 is optional (but remains advantageous for providing rigidity to the distributor 4).
- In one embodiment, the plurality of channels of the distributor is formed by a corrugated wall 10. This shows that wall 18 is optional, as are partitions 26.
- In the embodiment illustrated on the
Claims (10)
- un panneau photovoltaïque (2),
- un répartiteur (4) pour collecter de l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque (2), le répartiteur (4) présentant un bord libre (16) et une surface (12) se terminant par le bord libre (16), le répartiteur (4) étant propre à être placé dans une position d’utilisation dans laquelle le bord libre (16) surplombe un sol, et dans laquelle la surface (16) est inclinée par rapport au sol pour acheminer l’eau de pluie collectée jusqu’au bord libre (16),
le système étant caractérisé en ce que le répartiteur (4) délimite une pluralité de canaux (28) sur la surface (12) pour répartir l’eau de pluie collectée vers différentes portions du bord libre (16), et en ce qu’une projection du bord libre (16) sur le sol est non rectiligne, lorsque le répartiteur (4) est dans la position d’utilisation.System (1) comprising:
- a photovoltaic panel (2),
- a distributor (4) for collecting rainwater having previously flowed onto the photovoltaic panel (2), the distributor (4) having a free edge (16) and a surface (12) ending in the free edge ( 16), the distributor (4) being able to be placed in a position of use in which the free edge (16) overhangs a ground, and in which the surface (16) is inclined relative to the ground to convey the water of rain collected up to the free edge (16),
the system being characterized in that the distributor (4) delimits a plurality of channels (28) on the surface (12) to distribute the rainwater collected towards different portions of the free edge (16), and in that a projection of the free edge (16) on the ground is not rectilinear, when the distributor (4) is in the position of use.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101686022B1 (en) * | 2014-03-31 | 2016-12-14 | 공주대학교 산학협력단 | Multi-purpose rainwater storage using apparatus utilizing solar energy |
| DE202020002678U1 (en) * | 2020-06-19 | 2020-07-31 | Clemens Hauser | Transparent plastic film for the retention and recycling of condensation water from the ground and for solar power production |
| WO2021229677A1 (en) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | ネクストエナジー・アンド・リソース株式会社 | Water droplet reception member |
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2022
- 2022-10-04 FR FR2210152A patent/FR3140497A1/en active Pending
-
2023
- 2023-10-04 WO PCT/FR2023/051536 patent/WO2024074786A1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024074786A1 (en) | 2024-04-11 |
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