WO2014053530A1 - Générateur photovoltaïque modulable - Google Patents

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WO2014053530A1 PCT/EP2013/070521 EP2013070521W WO2014053530A1 WO 2014053530 A1 WO2014053530 A1 WO 2014053530A1 EP 2013070521 W EP2013070521 W EP 2013070521W WO 2014053530 A1 WO2014053530 A1 WO 2014053530A1
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photovoltaic
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panel
velcro
generator
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Daniele Oppizzi
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Daniele Oppizzi
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    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
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    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
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    • H02S30/20—Collapsible or foldable PV modules
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a flexible photovoltaic generator.
  • photovoltaic cells whose active surface is made of silicon in a thin layer. When this silicon surface is mounted on a flexible substrate, the entire panel is flexible.
  • Such panels have been used for example to manufacture windable photovoltaic generators, clothes or photovoltaic bags, photovoltaic blinds, etc.
  • the surface of these panels is usually fixed in advance and the user can not modify it according to his needs.
  • the connection of several photovoltaic generators in series or in parallel is sometimes possible, but usually requires many operations to mechanically and electrically connect the photovoltaic panels together.
  • the possible combinations are generally limited; the nominal voltage and the nominal current required by the powered electrical consumer impose the number of panels
  • photovoltaic devices which have to be paralleled and in series.
  • An object of the present invention is therefore to provide a photovoltaic generator that solves the problems of the prior art.
  • this object is obtained in particular thanks to a photovoltaic generator comprising several panels.
  • fast connectors for example Velcro connectors or other types of connectors
  • Velcro connectors or other types of connectors
  • these fast connectors also make it possible to establish the electrical connections between panels, so that the assembly is particularly easy.
  • These connectors may for example be arranged at the periphery of the panels.
  • This solution is particularly suitable for small photovoltaic panels, for example generators formed by assembling photovoltaic panels whose individual surface area is less than 20 ⁇ 20 cm 2, preferably less than 15 ⁇ 10 5 cm 2. Thanks to the great ease of assembly, the large number of panels needed to cover a large area generates only a small additional assembly work. This small surface of each panel, however, makes it possible to generate surfaces with very flexible dimensions and shapes to adapt to the most diverse needs.
  • the generator can thus comprise panels
  • each photovoltaic panel is of substantially rectangular shape, for example substantially square.
  • the different panels can then be assembled to form multiple rows and columns.
  • the number of panels per line and the number of panels per column may be uneven. It is also possible to leave holes in the middle of the matrix of panels thus formed, which further facilitates the camouflage. It is possible to obtain a total area of photovoltaic panels that is non-rectangular. It is possible to modify the shape or the surface of this surface at any time, even during the use of the generator.
  • Each panel may comprise an active surface
  • At least one panel may be rectangular, for example square, and have a first quick connector, for example but not exclusively a velcro connector, extending on a first side and on the two adjacent half-sides, and a second quick connector. being on at least a portion of the opposite side to the first side.
  • Photovoltaic panels can have fast connectors on the top and bottom, to assemble themselves overlapping their edges.
  • the panel may comprise a velcro surface and / or buttons or other types of connector under or around the textile support, so as to fix it removably on a piece of clothing, a tent or other support.
  • a battery can be connected to the output of the electronic circuit to accumulate the energy produced and restore it
  • the electronic circuit and the battery can constitute a module that can be placed in a pocket or in the lining of a garment or tent on which the panels are attached.
  • FIG. 1 a top view of a photovoltaic panel according to the invention.
  • FIG 2 is a view from above and in perspective on a photovoltaic generator according to the invention.
  • FIG 3 is a top view of another arrangement of panels in a photovoltaic generator according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates a top view of a panel
  • the panel has an active surface 10 formed of several rows of flexible photovoltaic cells connected in series and / or in parallel.
  • the cells may for example be made by thin layer deposition of amorphous silicon on a flexible substrate. This substrate is fixed by gluing and / or sewing onto a textile support 1 12 whose edges project all around the periphery of the active surface 10.
  • the active surface 10 is of square shape and the textile support 1 12 is approximately square shape too, if we neglect a number of flaps 1 13 intended to facilitate
  • the upper surface of the periphery of the textile support 1 12 is provided with a Velcro element 1 10 (Velcro tape), as an example of quick connector, which extends on the first side A of the panel, on both sides C and D, and about half of the B side opposite the first A side.
  • Velcro element 1 10 Velcro tape
  • a second Velcro element as an example of
  • the rapid connector 1 1 is provided on the second half of the B side.
  • the two elements 1 10, 1 1 1 are advantageously of the same type (for example two Velcro elements of the "hook” type or of the "velvet” type).
  • the lower face of the periphery of the textile support January 12 is provided with two Velcro elements arranged identically, but of opposite type to those of the upper face.
  • fast connection elements 1 10, 1 1 1 allow the mechanical attachment of a panel 1 to other identical panels, on any of the four sides A, B, C or D of the panel 1, simply by superimposing the peripheral strips of two panels 1 one on the other.
  • At least some elements 1 10, 1 1 1 and the corresponding opposite elements under the underside of the panel 1 are electrically conductive.
  • One of the fast connectors (for example the velcro element 1 1 1 on the top) is connected to the first phase of the active surface 10.
  • Another element for example the velcro element
  • Connector arrangements for electrical and mechanical connections with panels connected to the sides C and / or D are also conceivable.
  • the connectors are conductive
  • FIG. 2 illustrates a possible arrangement of photovoltaic panels 1 assembled together to form a complete photovoltaic generator.
  • a panel at the end of the panel chain is connected by an electrical wire to a terminal of the electronic circuit 3, the other terminal is connected by another wire to another panel at the other end of the surface.
  • the electrical wires can be removably attached by means of Velcro connectors or other type of quick connectors to the Velcro elements 1 10, 1 1 1 of the panels; in a variant, at least the end panels are permanently equipped with electric wires for electrically connecting them to the circuit 3.
  • the electronic circuit 3 constitutes a DC-DC converter for converting the highly variable voltage supplied by the panels to the input of the circuit in a fixed voltage, or at least more fixed, which supplies a battery 4.
  • the converter 3 can for example include high voltage semiconductor elements.
  • the circuit 3 and the battery 4 may for example form a module intended to be integrated in a pocket or in the lining of a garment, a tent, a blanket, etc.
  • FIG. 3 Another arrangement of photovoltaic panels is illustrated in FIG. 3. As can be seen, this arrangement comprises a matrix with rows and columns of variable length panels, including holes in the middle.
  • the photovoltaic surface thus obtained can be modified and enlarged or remodeled easily, simply by adding, removing or moving panels, so as to arrange them in the desired manner so as to cover the desired surface as much as possible and to make the total surface as little visible as possible.
  • the underside of the panels 1 may be provided with Velcro elements or other type of additional connectors to connect to a support, for example a piece of clothing, a tent, a bag, a helmet, a vehicle etc. .
  • Other types of attachment for example buttons, can be provided to fix the photovoltaic surface on an existing textile.
  • the total area that can be realized can vary between a few square centimeters to cover a sleeve of clothes, a helmet, a bag etc., up to several square meters to cover a tent, a vehicle, a portion of soil, etc.

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Abstract

Générateur photovoltaïque comportant plusieurs panneaux photovoltaïques (1) flexibles assemblés entre eux. Les panneaux photovoltaïques sont munis de connecteurs velcro conducteurs électriquement assurant à la fois la connexion électrique entre panneaux adjacents et leur maintien mécanique.

Description

Générateur photovoltaïque modulable
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un générateur photovoltaïque flexible.
Etat de la technique
[0002] On connaît dans l'état de la technique des panneaux
photovoltaïques dont la surface active est réalisée en silicium en couche mince. Lorsque cette surface de silicium est montée sur un substrat flexible, l'ensemble du panneau est flexible. De tels panneaux ont été utilisés par exemple pour fabriquer des générateurs photovoltaïques enroulables, des vêtements ou des sacs photovoltaïques, des stores photovoltaïques etc. [0003] La surface de ces panneaux est en général fixée à l'avance et l'utilisateur ne peut pas la modifier selon ses besoins. La connexion de plusieurs générateurs photovoltaïques en série ou en parallèle est parfois possible, mais nécessite le plus souvent de nombreuses opérations pour connecter mécaniquement et électriquement les panneaux photovoltaïques entre eux. Par ailleurs, les combinaisons possibles sont en général limitées ; la tension nominale et le courant nominal requis par le consommateur électrique alimenté imposent en effet le nombre de panneaux
photovoltaïques qui doivent être mis en parallèle et en série.
[0004] Par ailleurs, la surface obtenue en liant plusieurs générateurs entre eux est le plus souvent rectangulaire. Une telle surface est difficile à dissimuler, notamment dans la nature. Pour de nombreuses applications, notamment pour la chasse, le camping, des applications militaires, etc., on souhaite cependant disposer de générateurs photovoltaïques non
rectangulaires, plus faciles à dissimuler, et avec des formes variables selon les besoins de l'utilisateur pour s'adapter aux supports les plus variés. Bref résumé de l'invention
[0005] Un but de la présente invention est donc de proposer un générateur photovoltaïque qui permette de résoudre les problèmes de l'art antérieur.
[0006] Selon l'invention, ce but est notamment obtenu grâce à un générateur photovoltaïque comportant plusieurs panneaux
photovoltaïques flexibles assemblés entre eux et munis de connecteurs rapides assurant à la fois la connexion électrique entre panneaux adjacents et leur maintien mécanique.
[0007] L'usage de connecteurs rapides, par exemple de connecteurs velcro ou d'autres types de connecteurs, permet de fixer les différents panneaux photovoltaïques du générateur très facilement les uns des autres. Avantageusement, ces connecteurs rapides permettent aussi d'établir les connexions électriques entre panneaux, en sorte que l'assemblage est particulièrement aisé. Ces connecteurs peuvent par exemple être disposés à la périphérie des panneaux.
[0008] Cette solution est en particulier adaptée à des panneaux photovoltaïques de petite taille, par exemple des générateurs formés en assemblant des panneaux photovoltaïques dont la surface individuelle est inférieure à 20 x 20 cm2, de préférence inférieure à 1 5 X 1 5 cm2. Grâce à la grande facilité d'assemblage, le nombre important de panneaux nécessaires pour couvrir une surface importante ne génère qu'un faible travail d'assemblage supplémentaire. Cette faible surface de chaque panneau permet cependant de générer des surfaces avec des dimensions et des formes très modulables pour s'adapter aux besoins les plus divers. [0009] Le générateur peut ainsi comporter des panneaux
photovoltaïques interchangeables et assemblés entre eux librement afin de varier la forme et la surface obtenue. Dans un mode de réalisation, chaque panneau photovoltaïque est de forme sensiblement rectangulaire, par exemple sensiblement carré. Les différents panneaux peuvent alors être assemblés de manière à constituer plusieurs lignes et plusieurs colonnes. Le nombre de panneaux par lignes et le nombre de panneaux par colonnes peut être inégal. Il est aussi possible de laisser subsister des trous au milieu de la matrice de panneaux ainsi formée, ce qui permet de faciliter encore le camouflage. Il est possible d'obtenir une surface totale de panneaux photovoltaïques qui soit non rectangulaire. Il est possible de modifier la forme ou la surface de cette surface en tout temps, même en cours d'utilisation du générateur.
[0010] Chaque panneau peut comporter une surface active
photovoltaïque flexible montée sur un support textile, ainsi que des connecteurs velcro sur au moins deux bords opposés. Au moins un panneau peut être rectangulaire, par exemple carré, et comporter un premier connecteur rapide, par exemple mais pas exclusivement un connecteur velcro, s'étendant sur un premier côté et sur les deux demi-côtés adjacents, et un second connecteur rapide s'étant sur au moins une portion du côté opposé au premier côté. Les panneaux photovoltaïques peuvent comporter des connecteurs rapides sur le dessus et sur le dessous, afin de s'assembler en chevauchant leurs bords.
[0011] Le panneau peut comporter une surface velcro et/ou des boutons ou d'autres types de connecteur sous ou autour du support textile, afin de le fixer de manière amovible sur une pièce de vêtement, une tente ou un autre support.
[0012] Le générateur comporte avantageusement un circuit
électronique de transformation de tension relié électriquement aux panneaux et agencé en sorte que même si la tension d'entrée dépend du nombre de panneaux photovoltaïques connectés, de la façon dont ils sont assemblés en série et/ou en parallèle, et du niveau d'ensoleillement, la tension de sortie varie moins. Ainsi, la tension fournie par le générateur dépend peu de l'arrangement de panneaux photovoltaïques assemblé par l'utilisateur. Une batterie peut être connectée à la sortie du circuit électronique pour accumuler l'énergie produite et la restituer
ultérieurement. Le circuit électronique et la batterie peuvent constituer un module qui peut être placé dans une poche ou dans la doublure d'un vêtement ou d'une tente sur lequel les panneaux sont fixés.
Brève description des figures
[0013] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : -La figure 1 une vue de dessus sur un panneau photovoltaïque selon l'invention.
-La figure 2 une vue de dessus et en perspective sur un générateur photovoltaïque selon l'invention.
-La figure 3 une vue de dessus sur un autre arrangement de panneaux dans un générateur photovoltaïque selon l'invention.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
[0014] La figure 1 illustre une vue de dessus d'un panneau
photovoltaïque flexible 1 selon un mode de réalisation de l'invention. Le panneau comporte une surface active 10 formée de plusieurs rangées de cellules photovoltaïques flexibles connectées en série et/ou en parallèle. Les cellules peuvent par exemple être réalisées par dépôt en couche mince de silicium amorphe sur un substrat flexible. Ce substrat est fixé par collage et/ou couture sur un support textile 1 12 dont les bords dépassent tout autour de la périphérie de la surface active 10.
[0015] Dans l'exemple illustré, la surface active 10 est de forme carrée et le support textile 1 12 est de forme approximativement carrée également, si l'on néglige un certain nombre de rabats 1 13 destinés à faciliter
l'accrochage et le décrochage de panneaux l'un à l'autre. D'autres formes de panneaux peuvent cependant aussi être utilisées, y compris des formes rectangulaires, hexagonales, etc. Il est aussi possible de combiner des panneaux de forme et/ou de taille différentes dans une seule surface photovoltaïque formée de panneaux assemblés.
[0016] La surface supérieure de la périphérie du support textile 1 12 est munie d'un élément velcro 1 10 (bande autoagrippante), comme exemple de connecteur rapide, qui s'étend sur le premier côté A du panneau, sur les deux côtés adjacents C et D, et sur environ une moitié du côté B opposé au premier côté A. Un deuxième élément velcro comme exemple de
connecteur rapidel 1 1 est prévu sur la deuxième moitié du côté B. Les deux éléments 1 10, 1 1 1 sont avantageusement du même type (par exemple deux éléments velcro du type « crochet » ou du type « velours »). La face inférieure de la périphérie du support textile 1 12 est munie de deux éléments velcro disposés de manière identique, mais de type opposé à ceux de la face supérieure.
[0017] Ces éléments de connexion rapide 1 10, 1 1 1 permettent la fixation mécanique d'un panneau 1 à d'autres panneaux identiques, sur n'importe lequel des quatre côtés A, B, C ou D du panneau 1 , simplement en superposant les bandes périphériques de deux panneaux 1 l'une sur l'autre.
[0018] Au moins certains éléments 1 10, 1 1 1 ainsi que les éléments correspondants opposés sous la face inférieure du panneau 1 sont conducteurs électriquement. Un des connecteurs rapides (par exemple l'élément velcro 1 1 1 sur le dessus) est connecté à la première phase de la surface active 10. Un autre élément (par exemple l'élément velcro
correspondant à 1 10 sous la surface du panneau 1 ) est connecté à l'autre phase moins de la surface active 10. [0019] D'autres dispositions des éléments de connexion rapide 1 10, 1 1 1 peuvent être imaginées dans le cadre de l'invention. Par exemple, il est possible des disposer un seul élément velcro ou autre type de connecteur relié à l'une des phases sur le dessus de la périphérie du panneau, et un autre élément velcro ou autre type de connecteur relié à l'autre phase sous la périphérie de la face inférieure du panneau. La connexion entre la première phase d'un panneau et la deuxième phase sur l'autre panneau peut être effectuée au travers de plusieurs paires de connecteurs. Des dispositions d'éléments velcro peuvent être réalisées qui permettent de connecteur deux panneaux adjacents soit en série, soit en parallèle.
[0020] Des arrangements de connecteurs permettant des connexions électriques et mécaniques avec des panneaux connectés sur les côtés C et/ou D sont aussi imaginables. Les connecteurs sont conducteurs
électriques et sont arrangées pour permettre une connexion électrique en série et/ou en parallèle des panneaux, simplement en les assemblant l'un à l'autre au moyen des éléments de connexion, de préférence sans câbles supplémentaires.
[0021] La figure 2 illustre un arrangement possible de panneaux photovoltaïques 1 assemblés entre eux de manière à former un générateur photovoltaïque complet. Un panneau à l'extrémité de la chaîne de panneaux est relié par un fil électrique à une borne du circuit électronique 3, dont l'autre borne est reliée par un autre fil un autre panneau à l'autre extrémité de la surface. Les fils électriques peuvent être fixés de manière amovible au moyen de connecteurs velcro ou d'autre type de connecteurs rapides sur les éléments velcro 1 10, 1 1 1 des panneaux ; dans une variante, au moins les panneaux d'extrémité sont équipés en permanence de fils électriques pour les connecter électriquement au circuit 3.
[0022] Le circuit électronique 3 constitue un convertisseur continu- continu afin de convertir la tension très variable fournie par les panneaux à l'entrée du circuit en une tension fixe, ou du moins davantage fixe, qui alimente une batterie 4. Le convertisseur 3 peut par exemple comporter des éléments semi-conducteurs haute-tension. Le circuit 3 et la batterie 4 peuvent par exemple former un module destiné à être intégré dans une poche ou dans la doublure d'un vêtement, d'une tente, d'une couverture, etc.
[0023] Un autre arrangement de panneaux photovoltaïques est illustré sur la figure 3. Comme on le voit, cet arrangement comporte une matrice avec des lignes et de colonnes de panneaux de longueur variable, y compris de trous au milieu. La surface photovoltaïque ainsi obtenue peut être modifiée et agrandie ou remodelée facilement, simplement en ajoutant, retirant ou déplaçant des panneaux, de manière à les disposer de la façon souhaitée afin de recouvrir au mieux la surface désirée et à rendre la surface totale aussi peu visible que possible.
[0024] La face inférieure des panneaux 1 peut être munie d'éléments velcro ou d'autre type de connecteurs supplémentaires pour les connecter sur un support, par exemple une pièce de vêtement, une tente, un sac, un casque, un véhicule etc. D'autres types de fixation, par exemple des boutons, peuvent être prévus pour fixer la surface photovoltaïque sur un textile existant. La surface totale qui peut être réalisée peut varier entre quelques centimètres carrés pour couvrir une manche d'habits, un casque, un sac etc., jusqu'à plusieurs mètres carrés pour couvrir une tente, un véhicule, une portion de sol, etc.

Claims

Revendications
1 . Générateur photovoltaïque comportant plusieurs panneaux
photovoltaïques flexibles (1) assemblés entre eux,
caractérisé en ce que lesdits panneaux photovoltaïques sont munis de connecteurs rapides(1 10, 1 1 1 ) conducteurs électriquement assurant à la fois la connexion électrique entre panneaux photovoltaïques adjacents et leur maintien mécanique.
2. Générateur photovoltaïque selon la revendication 1, lesdits connecteurs rapides étant constitués par des connecteurs velcro conducteurs électriques.
3. Le générateur selon l'une des revendications 1 ou 2, la surface de chaque panneau photovoltaïque (1 ) étant inférieure à 20 x 20 cm2.
4. Le générateur selon l'une des revendications 1 à 3, lesdits panneaux photovoltaïques (1 ) étant interchangeables.
5. Le générateur selon l'une des revendications 1 à 4, au moins un dit panneau photovoltaïques (1 ) comportant une surface active
photovoltaïque flexible (10) montée sur un support textile (1 12), ainsi que desdits connecteurs velcro sur au moins deux bords opposés (A, B).
6. Le générateur selon la revendication 5, comportant une surface velcro et/ou des boutons sous ledit support textile (1 12), afin de le fixer de manière amovible sur une pièce de vêtement.
7. Le générateur selon l'une des revendications 2 à 6, au moins un dit panneau photovoltaïque (1) étant rectangulaire et comportant un premier connecteur velcro (1 10) sur la face supérieure connecté à une des phases électriques du panneau, et un deuxième connecteur velcro sur la face inférieur connecté à l'autre phase électrique du panneau.
8. Le générateur de la revendication 7, un connecteur velcro (1 10) s'étendant sur un premier côté (A) et sur les deux demi-côtés adjacents dudit panneau, chaque panneau comportant en outre un troisième connecteur velcro (1 12) sur la face supérieure s'étendant sur au moins une portion du côté opposé (B) au dit premier côté.
9. Le générateur selon l'une des revendications 1 à 8, comportant plusieurs lignes et plusieurs colonnes de dits panneaux photovoltaïques (1 ), le nombre de panneaux photovoltaïques (1 ) par lignes et le nombre de panneaux photovoltaïques (1 ) par colonnes étant inégal.
10. Le générateur selon la revendication9, lesdites lignes et colonnes formant une matrice avec des panneaux photovoltaïques (1) manquants.
1 1 . Le générateur selon l'une des revendications 1 à 10, comportant un circuit électronique (3) relié électriquement auxdits panneaux afin de stabiliser la tension de sortie.
12. Le générateur selon la revendication 1 1 , comportant une batterie (4) connectée à la sortie dudit circuit électronique (3).
13. Le générateur selon l'une des revendications 1 à 12, ledit circuit électronique (3) et ladite batterie (4) formant un module agencé pour être placé dans une pièce de vêtement et être connecté électriquement à deux dits panneaux.
14. Panneau photovoltaïque (1 ) flexible destiné à être assemblé avec d'autres panneaux photovoltaïques (1 ) similaires pour former un
générateur selon l'une des revendications 1 à 13, et muni de connecteurs rapides(1 10, 1 1 1 ) conducteurs électriquement assurant à la fois la
connexion électrique avec des panneaux adjacents et leur maintien mécanique.
1 5. Panneau photovoltaïque selon la revendication 13, les connecteurs rapides étant constitués par des connecteurs velcro conducteurs
électriquement.
16. Le panneau selon l'une des revendications 14 à 1 5, la surface de chaque panneau étant inférieure à 100cm2.
17. Le panneau selon l'une des revendications 1 5à 16, comportant une surface active photovoltaïque (10) flexible montée sur un support textile (1 12), ainsi que desdits connecteurs velcro (1 10, 1 1 1 ) sur au moins deux bords opposés (A, B).
18. Le panneau selon l'une des revendications 1 5à 17, comportant une surface velcro et/ou des boutons sous ledit substrat textile (1 12), afin de le fixer de manière amovible sur une pièce de vêtement.
19. Le panneau selon l'une des revendications 1 5 à 18, étant rectangulaire et comportant un premier connecteur velcro (1 10) s'étendant sur un premier côté (A) et sur les deux demi-côtés adjacents (C, D), et un second connecteur velcro (1 1 1 ) s'étant sur au moins une portion du côté (B) opposé au dit premier côté.
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CH01862/12A CH707063A2 (fr) 2012-10-04 2012-10-04 Générateur photovoltaïque modulable et panneau photovoltaïque flexible.
CH1862/2012 2012-10-04

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