WO2018056797A1 - Dispositif intelligent pour le changement d'orientation automatique d'un panneau photovoltaique - Google Patents

Dispositif intelligent pour le changement d'orientation automatique d'un panneau photovoltaique Download PDF

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photovoltaic panel
orientation
mechanical means
level
microcontroller
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Majid El Bouazzaoui
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Majid El Bouazzaoui
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10—Cleaning arrangements
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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 the field of orientation control devices for photovoltaic panels.
  • the object of the present invention is to provide a device for automatically and regularly removing the grains of dust or sand that can accumulate on the surface of a Photovoltaic panel A to ensure maximum long - term performance while avoiding the use of valuable water reserves and air pollution.
  • an intelligent device comprising sensors S for detecting the level of illumination as well as the degree of humidity of the air or the presence of rain, a microcontroller U and mechanical means B, C, D to change the orientation of a photovoltaic panel A automatically according to the lighting level, the humidity rate of the air and the meteorological conditions, characterized in that these mechanical means B, C, D, allow to orient a photovoltaic panel A, towards the earth or toward the sun by the control of a motorized telescopic arm D, which makes it possible to move a mobile support B, on semi-circle rails C placed at the top of this device Figure 1, Figure 2 .
  • FIG. 1 illustrates a diagram of the overall system when the photovoltaic panel is oriented towards the earth
  • FIG. 2 illustrates a diagram of the overall system when the photovoltaic panel is oriented towards the sun
  • FIGS. 1 and 2 An overall system which shows the main elements for carrying out the invention is illustrated in FIGS. 1 and 2. With the exception of the inventive concept of the invention, the elements of these figures are well known in the prior art and will not be described in detail. These elements are:
  • the present invention can be represented mainly as a model of intelligent device comprising sensors S for detecting the level of illumination as well as the degree of humidity of the air or the presence of rain, a microcontroller and mechanical means B , C, D to change the orientation of a photovoltaic panel A automatically according to the lighting level, the air humidity rate and the meteorological conditions, characterized in that these mechanical means B, C, D , allow to orient a photovoltaic panel A with a width L, towards the earth or towards the sun by the control of a motorized telescopic arm D of length greater than or equal to L, which makes it possible to move a mobile support B of width greater than or equal to L, on half-circle rails C of diameter greater than or equal to L, placed at the top of this device Figure 1, Figure 2.
  • the microcontroller U actuates the motorized telescopic arm D to move Bl the mobile support B towards the rails C and thus the photovoltaic panel is found oriented towards the earth and keeps this orientation until the level of lighting returns to a normal threshold, at the arrival of the day, and when the humidity becomes too low. In these latter conditions (arrival of the day) the microcontroller U actuates the motorized telescopic arm D to move B2 the mobile support B downwards and thus the photovoltaic panel A is turned towards the sun.
  • the photovoltaic panel A will be placed in the center of a motorized rotary cylindrical support of diameter greater than or equal to L.
  • the sensors S and the microcontroller U can control the orientation of one or more photovoltaic panels.

Landscapes

  • Cleaning In General (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Abstract

Le but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant d'éliminer automatiquement et régulièrement les grains de poussière ou de sable qui peuvent s'accumuler à la surface d'un panneau photovoltaïque (A) afin d'assurer un rendement maximal à long terme tout en évitant l 'utilisation des réserves précieuses d 'eau et la pollution de l 'air. Ce but est atteint par un dispositif intelligent comprenant des capteurs (S) pour détecter le niveau d'éclairage ainsi que le degré d'humidité de l'air ou la présence de pluie, un microcontrôleur (U) et des moyens mécaniques (B, C, D) pour changer l'orientation d'un panneau photovoltaïque (A) automatiquement en fonction du niveau d'éclairage, du taux d'humidité de l'air et des conditions météorologiques, caractérisé en ce que ces moyens mécaniques (B, C, D), permettent d'orienter un panneau photovoltaïque (A), vers la terre ou vers le soleil par la commande d'un bras télescopique motorisé (D), qui permet de déplacer un support mobile (B), sur des rails (C) en demi cercle, placés au sommet de ce dispositif (Figure 1,

Description

« Dispositif intelligent pour le changement d'orientation automatique d'un panneau photovoltaïque »
Champ de l'invention
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de contrôle d'orientation des panneaux photovoltaïques.
Etat de la technique
II existe de nombreuses réalisations qui permettent de contrôler l 'orientation des panneaux photovoltaïques.
Dans un premier exemple, il existe des systèmes pour orienter les panneaux photovoltaïques horizontalement en fonction de la position du soleil afin d'assurer un rendement maximal tout au long de la journée.
Dans un autre exemple, il existe des systèmes pour orienter les panneaux photovoltaïques verticalement en fonction de la position du soleil pour leur assurer une position perpendiculaire aux rayons du soleil et ainsi obtenir un rendement maximal.
Ces dispositifs sont efficaces uniquement si les panneaux photovoltaïques sont propres, sans poussière et sans grains de sable. Cette contrainte impose un nettoyage régulier des panneaux photovoltaïques avec de l 'eau. Et ainsi, une grande consommation en eau et en carburant pour le transport de cette eau. Et par conséquent, l 'utilisation des réserves précieuses d'eau et la pollution de l 'air.
Ainsi, les solutions connues sont inappropriées lorsqu'il s'agit de produire de l 'électricité propre sans nuire à l 'environnement et en préservant les réserves précieuses d'eau.
Brève description de l'invention
En partant de l 'état de la technique discuté ci-dessus, le but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant d'éliminer automatiquement et régulièrement les grains de poussière ou de sable qui peuvent s'accumuler à la surface d'un panneau photovoltaïque A afin d'assurer un rendement maximal à long terme tout en évitant l 'utilisation des réserves précieuses d 'eau et la pollution de l 'air.
Ce but est atteint par un dispositif intelligent comprenant des capteurs S pour détecter le niveau d'éclairage ainsi que le degré d'humidité de l'air ou la présence de pluie, un microcontrôleur U et des moyens mécaniques B, C, D pour changer l'orientation d'un panneau photovoltaïque A automatiquement en fonction du niveau d'éclairage, du taux d'humidité de l'air et des conditions météorologiques, caractérisé en ce que ces moyens mécaniques B, C, D, permettent d'orienter un panneau photovoltaïque A, vers la terre ou vers le soleil par la commande d'un bras télescopique motorisé D, qui permet de déplacer un support mobile B, sur des rails C en demi cercle, placés au sommet de ce dispositif Figure 1 , Figure 2.
Brève description des figures
L 'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés qui sont donnés à titre d'exemple nullement limitatif, à savoir : - La figure 1 illustre un schéma du système global lorsque le panneau photovoltaïque est orienté vers la terre
- La figure 2 illustre un schéma du système global lorsque le panneau photovoltaïque est orienté vers le soleil
Description détaillée de l'invention
Un système global qui montre les principaux éléments pour la réalisation de l 'invention est illustré sur les figures 1 et 2. A l 'exception du concept inventif de l 'invention, les éléments de ces figures sont bien connus dans l 'art antérieur et ne seront donc pas décrits en détails. Ces éléments sont :
• Un panneau photovoltaïque A
• Un support mobile B
• Un support fixe C
• Un bras télescopique motorisé D
• Des capteurs S de lumière, d 'humidité et de pluie
• Un microcontrôleur U
Ainsi, la présente invention peut être représentée principalement comme un modèle de dispositif intelligent comprenant des capteurs S pour détecter le niveau d'éclairage ainsi que le degré d'humidité de l'air ou la présence de pluie, un microcontrôleur et des moyens mécaniques B, C, D pour changer l'orientation d'un panneau photovoltaïque A automatiquement en fonction du niveau d'éclairage, du taux d'humidité de l'air et des conditions météorologiques, caractérisé en ce que ces moyens mécaniques B, C, D, permettent d'orienter un panneau photovoltaïque A d'une largeur L, vers la terre ou vers le soleil par la commande d'un bras télescopique motorisé D de longueur supérieur ou égal à L, qui permet de déplacer un support mobile B de largeur supérieur ou égal à L, sur des rails C en demi cercle de diamètre supérieur ou égal à L, placés au sommet de ce dispositif Figure 1 , Figure 2.
Ainsi, lorsque les capteurs S du dispositif en question détectent un niveau d'éclairage trop faible la nuit ou un taux d'humidité trop élevé qui peut causer l 'adhésion et l'accumulation de grains de sable portés par le vent sur la surface d'un panneau photovoltaïque A, le microcontrôleur U actionne le bras télescopique motorisé D pour déplacer Bl le support mobile B vers les rails C et ainsi le panneau photovoltaïque se retrouve orienté vers la terre et conserve cette orientation jusqu'à ce que le niveau d'éclairage retrouve un seuil normal, à l'arrivée du jour, et lorsque le taux d'humidité devient trop faible. Dans ces dernières conditions (arrivée du jour) le microcontrôleur U actionne le bras télescopique motorisé D pour déplacer B2 le support mobile B vers le bas et ainsi le panneau photovoltaïque A se retrouve orienté vers le soleil.
Ainsi, lorsque le panneau photovoltaïque se retrouve orienté vers la terre, toute saleté sera détachée du panneau photovoltaïque grâce à la force de Gravité de la terre ainsi que par la force des vents.
Dans un autre mode de réalisation de l 'invention, le panneau photovoltaïque A sera placé au centre d'un support cylindrique rotatif motorisé de diamètre supérieur ou égal à L.
Les capteurs S et le microcontroleur U peuvent commander l 'orientation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques .

Claims

Revendications
1. Dispositif intelligent comprenant des capteurs (S) pour détecter le niveau d'éclairage ainsi que le degré d'humidité de Voir ou la présence de pluie, un microcontrôleur (U) et des moyens mécaniques (B, C, D) pour changer l'orientation d'un panneau photovoltaïque (A) automatiquement en fonction du niveau d'éclairage, du taux d'humidité de l'air et des conditions météorologiques, caractérisé en ce que ces moyens mécaniques (B, C, D), permettent d'orienter un panneau photovoltaïque (A), vers la terre ou vers le soleil par la commande d'un bras télescopique motorisé (D), qui permet de déplacer un support mobile (B), sur des rails (C) en demi cercle, placés au sommet de ce dispositif (Figure 1, Figure 2).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens mécaniques sont constitués par un support cylindrique rotatif motorisé. Dans ce cas, le panneau photovoltaïque (A) est placé au centre de ce support cylindrique.
3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les capteurs (S) et le microcontroleur (U) peuvent commander l 'orientation d'un ou plusieurs panneaux photovoltaïques .
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