WO2022074346A1 - Verre texture pour installation photovoltaique - Google Patents

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WO2022074346A1
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texture
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local
textured surface
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Emmanuel Mimoun
Michele Schiavoni
Patrick Gayout
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the present invention relates to a translucent substrate with glass function, suitable for covering a photovoltaic cell.
  • the invention further relates to a photovoltaic installation integrating such a substrate and being adapted to be integrated into the building, for mounting on the facade and/or on the roof, with a view to producing electricity.
  • PV panels Photovoltaic panels
  • BIPV building integrated photovoltaics
  • a track explored to drastically modify the appearance of a photovoltaic panel without changing the active medium to silicon consists in modifying its cover element, that is to say the optical system, often designed in glass (coverglass in English), which is arranged above the photovoltaic cell so that it covers the latter, as seen from outside the building.
  • One strategy for increasing the energy conversion efficiency of a photovoltaic cell consists in improving the transmission properties of the covering element, in particular by limiting the reflection of incident solar radiation.
  • texture at least the face of the covering element facing away from the photovoltaic cell by providing it with a plurality of geometric patterns in relief, concave or convex with respect to a plane general of this side.
  • the general plane of the substrate is the plane containing the points of the textured surface which do not belong to the patterns or, in the case of adjoining patterns, the junction points between the patterns. It is thus known to implement regular patterns in the shape of pyramids or cones, or even patterns having a preferred longitudinal direction, such as grooves or ribs.
  • a major drawback of standard exterior glazing is that they can generate risks of glare, with consequences in terms of safety, for example when vehicle headlights are reflected on the glass facades of buildings. This problem arises particularly for glazed facades near airports. It is indeed essential to eliminate any risk of dazzling pilots approaching the terminals.
  • the proposed technique makes it possible to respond to the aforementioned drawbacks and relates more particularly, in at least one embodiment, to a translucent substrate with a glass function, suitable for serving as a covering element for a photovoltaic cell, said substrate comprising at least one textured surface intended to be oriented towards the exterior of a building and characterized in that for any texture orientation ( ⁇ ; ⁇ ), the fraction of local surfaces having said texture orientation (6; ⁇ ) is less than or equal to 2 ⁇ 10 ⁇ 4 of a given sampling surface, or preferably 1 ⁇ 10′′ 4 , more preferably 5 ⁇ 10 5 .
  • the substrate with glass function is said to be translucent in that it gives rise to diffuse transmission of incident radiation.
  • a textured surface is a surface for which the surface irregularities vary on a scale larger than the wavelength of the radiation incident on the surface.
  • the texture orientation at a point of the (local) surface of the substrate designates the orientation (0; ⁇ ) of the local normal vector (n), that is to say the vector normal (n) to the plane tangent to this local textured surface. In general, this orientation is defined with respect to the general plane of the substrate (rr).
  • Figure 1 is a three-dimensional schematic representation of such a local normal vector (n), at a point (P) of the textured surface.
  • the local normal vector (n) can in particular be designated by its spherical coordinates, for which 0 (theta) is the angle formed by this vector with respect to the normal to the general plane ( ⁇ ) of the substrate, and ⁇ (phi) is the angle formed with the x-axis in the general plane ( ⁇ ) of the substrate.
  • Figure 2 is a section of Figure 1A along the plane including the vertical axis z and the local normal vector (n).
  • two local surfaces are said to be “of the same texture orientation (0; ⁇ )” if the two corresponding local normal vectors form an angle of less than 0.5°.
  • the fraction of local surfaces having the same texture orientation ( ⁇ ; ⁇ ) thus designates a set in which each local surface has a normal vector forming an angle less than 0.5° with the normal vectors of all the other locates surfaces included in this same set.
  • the measurement of the orientation ( ⁇ ; ⁇ ) of the texture of a local surface is carried out from a measurement of the local height of the surface, according to a mesh of points of 20 micrometers, in two orthogonal directions of space subsequently called x and y. This measurement is then processed by computer in order to remove large-pitch undulations (generally greater than 10 mm or even greater than 15 mm). From this two-dimensional height matrix, the local texture orientation along two directions x and y is obtained by differentiation between two consecutive points of the mesh in the direction of interest, and division by the pitch of the mesh. A two-dimensional vector is thus obtained at each point of the meshed surface, in space x y.
  • the invention is based on a new and inventive concept consisting in implementing a substrate whose texturing is such that no texture orientation predominates perceptibly to the human eye, in particular in terms of glare. Concretely, this translates into the implementation of a texture orientation distribution ( ⁇ ; ⁇ ) such that no texture orientation value is represented beyond a predetermined threshold, this corresponding threshold to the degree of requirement set in terms of reduction of the risks of glare.
  • said sampling surface is greater than or equal to 5 ⁇ 5 cm 2 .
  • the sampling surface being a sub-component of the textured surface (3A), the latter is therefore incidentally greater than or equal to 5 ⁇ 5 cm2.
  • the fraction of local surfaces having said texture orientation ( ⁇ ; ⁇ ) is less than or equal to 1 ⁇ 10′ 4 , preferably less than or equal to 5 ⁇ 10 ⁇ 5 .
  • the value of 1 x 10' 4 is identified as the threshold value for the fraction of local surfaces having any orientation below which the glare phenomenon is not perceptible to the human eye, regardless of the positioning. of the observer and that of the light source.
  • the value of 5 x 10 -5 is identified as the threshold value for the fraction of local surfaces having any orientation below which the glare phenomenon is not perceptible either to the human eye or to another target having a increased sensitivity to luminance, regardless of the positioning of the observer and that of the light source.
  • the maximum height (Sz) of said textured surface (3A) is less than 1.1 mm.
  • the maximum height (Sz) of a textured surface is defined by the ISO 25178 standard and corresponds to the difference between its lowest point and its highest point.
  • the ability of a substrate according to the invention to limit the risks of glare does not depend on the maximum height Sz of its surface texture, but more on the distribution of the texture orientations on the entire surface considered. Provided that the criterion fixed on this distribution of texture orientation is respected, it is thus possible to implement the invention for a texturing of very low depth (height Sz), in particular a texturing whose maximum height Sz is less than 1.1 mm.
  • the thickness of said substrate is less than or equal to 4.0 mm, preferably less than or equal to 3.6 mm, preferably less than or equal to 3.4 mm, preferably less than or equal to 3.2mm.
  • a texturing according to the invention has the advantage of being able to be implemented with a low, or even very low depth (height) of pattern. It is thus possible to texture a substrate whose thickness is also low (4.0 mm), or even very low (3.2 mm), without having a prohibitive impact on its physical properties, in particular its mechanical resistance characteristics.
  • the radius of curvature is greater than 300 micrometers for a curvature oriented towards the outside of the substrate, and greater than 200 micrometers for a curvature oriented towards inside the substrate.
  • curvature “oriented towards the outside of the substrate” means a negative concave curvature
  • curvature “oriented towards the interior of the substrate” means a positive convex curvature
  • the curvature is obtained by deriving the mesh surface in the same way as previously, but to order 2.
  • the orientation (0; ⁇ ) of texture represented at the maximum has an angle ⁇ (theta) equal to 0 ° .
  • 0 (theta) is the angle formed between the local normal vector and the normal to the general plane of the substrate.
  • a null value of angle 0 thus designates a surface which, locally, is parallel to the general plane of the substrate.
  • the orientation (0; ⁇ ) of texture represented at the maximum has an angle 0 (theta) equal to 45°.
  • At least 50% of the sampling surface has a texture orientation ( ⁇ ; ⁇ ) whose angle ⁇ (theta) is greater than 30°.
  • Such a textured surface makes it possible to trap the incident light and thus to increase the performance of the photovoltaic cell.
  • the distribution of the texture orientations according to the angle 0 (theta) is identical, or substantially identical.
  • the perception of reflections on the surface of the substrate is therefore the same, or substantially the same (in terms of human perception), regardless of the orientation of the substrate according to its component ⁇ (phi). We are talking here about isotropic behavior of the glazing.
  • the textured surface (3A) is at least partly coated with an anti-reflective coating.
  • This antireflection coating can be of any type that makes it possible to reduce the reflection of radiation at the interface between two optical media. It may be in the form of a layer with a refractive index between the refractive index of air and the refractive index of the substrate, such as a layer deposited by a vacuum technique or a porous layer of the sol-gel type. As a variant, the antireflection coating can be formed by a stack of thin layers having alternately weaker and stronger refractive indices playing the role of an interference filter at the interface between the air and the substrate, or by a stack thin layers having a gradient, continuous or staggered, of refractive indices between the refractive index of the air and that of the substrate.
  • said textured surface substantially covers all of at least one of the main faces of the substrate with glass function.
  • the surface intended to be oriented towards the photovoltaic cell, and opposite to said textured surface (3A), is smooth or textured.
  • the material comprising said textured surface is a mineral glass which preferably comprises iron oxide in a total weight content (expressed as Fe2O3) of at most 0.030%, in particular at plus 0.020%, or even 0.015%, and which is preferably of the silico-sodocalcic type with the following mass composition:
  • the present characteristics relate to glasses of the extra-clear type, and more particularly to the DiamantTM and AlbarinoTM glass matrices, marketed by Saint-Gobain. These glass substrates have the advantage of having a light transmission greater than 91.4%. They stand out thus so-called “clear” glasses whose light transmission is generally less than 90%. Throughout the text, the light transmission is measured in % according to standard NF EN410-2011 (illuminant D65; 2nd Observer) with a Lambda950TM spectrometer from Perkin Elmer. A glass of such a composition therefore has excellent light transmission performance, which makes it a prime candidate for serving as a cover element for a photovoltaic cell.
  • the invention also relates to a method of manufacturing such a substrate by lamination by a textured printing roller which preferably supports patterns having a local slope greater than the local slope of said textured surface, preferably by at least 0.5°.
  • the slopes produced on a mineral glass by hot rolling decrease slightly during forming.
  • a printing roller is preferably used whose patterns have an average slope of at least Pm+0.5°, or even of at least Pm + 1°.
  • the larger the patterns of the texture i.e. the larger the lateral dimensions x and y, the closer the texture actually printed to that of the roll and the less it is necessary to make a correction to the patterns. of the roller.
  • the invention also relates to a photovoltaic installation adapted to be integrated into the building, characterized in that it comprises a photovoltaic cell covered at least in part by such a translucent substrate.
  • the invention also relates to the mounting in a building, on the facade and/or on the roof, of at least one such photovoltaic installation.
  • the invention also relates to the use of such a photovoltaic installation, preferably mounted in a building, for the production of electrical energy.
  • figure 1 is a schematic representation of the vector normal (n) to a local textured surface
  • Figure 2 is a schematic sectional view of Figure 1 along the plane containing the axis (z) normal to the general plane ( ⁇ ) of the substrate and the local normal vector (n),
  • Figure 3 is a schematic cross section of a photovoltaic installation (1) adapted to be integrated into the building,
  • Figures 4 and 5 are respectively the map of the local heights as well as the angular histogram of the local texture orientations obtained after implementation of a first test, according to a particular embodiment of the invention.
  • Figures 6 and 7 are respectively the map of the local heights as well as the angular histogram of the local texture orientations obtained after implementation of a second test, according to a particular embodiment of the invention.
  • Figures 8 and 9 are respectively the map of the local heights as well as the angular histogram of the local texture orientations obtained after implementation of a third test, according to a particular embodiment of the invention.
  • Figures 10 and 11 are respectively the map of the local heights as well as the angular histogram of the local texture orientations obtained after implementation of a fourth test, according to an embodiment not covered by the invention.
  • FIG. 3 illustrates in a schematic sectional view a photovoltaic installation (1) adapted to be integrated into the building.
  • Such an installation (1) comprises a photovoltaic cell (2) covered by a transparent or translucent substrate (3) according to the invention.
  • This photovoltaic cell benefits from the technical effects linked to the implementation of the textured substrate.
  • the light rays striking the outer surface of the substrate (3) are only partially reflected and/or absorbed, due in particular to the advantageous surface texturing of the substrate, and to its composition in extra-clear type glass.
  • the height map presents a graduated gray scale relating to the computer-simulated heights on the sample surface.
  • the angular histogram of the local texture orientations presents a gray scale relating to the concentration of the local surfaces presenting the orientation (0; ⁇ ) given in the histogram, the concentric circles relating to the value of the angle G (theta), increasing from the inside to the outside of the histogram, while the dial values refer to the value of the angle ⁇ (phi).
  • the measurement of the texture orientation ( ⁇ ; ⁇ ) of a local surface is carried out from a measurement of the local height of the surface, according to a mesh of points of at most 20 micrometers (pm) in two orthogonal directions of space subsequently called x and y.
  • Large pitch corrugations (generally greater than 10 mm or even greater than 15 mm) are subsequently removed by computer processing.
  • the local texture orientation along two directions x and y is obtained by differentiation between two consecutive points of the mesh in the direction of interest, and division by the pitch of the mesh. A two-dimensional vector is thus obtained at each point of the meshed surface, in space x y.
  • Figures 4 and 5 are respectively the map of local heights and the angular histogram of local texture orientations (0; ⁇ ) obtained after implementation of the first test.
  • the orientation ( ⁇ ; ⁇ ) presenting the highest distribution or in other words, the orientation (0; ⁇ ) of texture represented at the maximum, presents an angle 0 (theta) equal to 0°, although a sufficient amount of the surface has been removed from this direction to provide low luminance from the sun's reflection in any direction.
  • the most represented texture orientation ( ⁇ 0°; ⁇ ) occupies only 1x10- 4 of the textured surface (3A), which leads experimentally to a luminance value of 4500 cd/m 2 , observed experimentally for the sun entering at angles less than 30°. In practice, such a value is measured using a MinoltaTM luminance meter on a sunny day in June.
  • a configuration is found in the assembly of photovoltaic installations on the roof, which are therefore preferred here.
  • Figures 6 and 7 are respectively the map of the local heights as well as the angular histogram of the local texture orientations (0; ⁇ ) obtained after implementation of the second test.
  • a large part of the surface (more than 50%) is maintained at orientations of high 0 angular component texture (about 50°).
  • the distribution of these orientations is however spread out along the angles 0 and ⁇ , so that the most represented texture orientation only occupies 4x10-5 of the textured surface (3A).
  • a luminance of 1500 cd/m 2 is obtained. This configuration is better suited to facade mounting for which light trapping effects due to the presence of slopes with high 0 angles are favoured.
  • Figures 8 and 9 are respectively the map of the local heights as well as the angular histogram of the local texture orientations (0; ⁇ ) obtained after implementation of the third test.
  • the patterns implemented are of square-based pyramidal shape and the orientation (0; ⁇ ) having the highest distribution has an angle 0 (theta) equal to 45°.
  • the angular spreading according to 0 is less effective than according to the second test, with a fraction of 8.2 x 10' 5 of the textured surface (3A) thus oriented, which leads experimentally to a maximum of 3500 cd/m2 observed experimentally for the sun entering at angles less than 30. We are therefore far from the glare values that can cause discomfort for the human eye.
  • such a texture although it is less effective in terms of reducing the risk of glare than a structure according to the second test, has the advantage of being easier to produce, due to the regularity of its patterns (see Figure 9).
  • Figures 10 and 11 are respectively the map of local heights as well as the angular histogram of local texture orientations (0; ⁇ ) obtained after implementation of a fourth test, not covered by the present invention.
  • the texturing of a translucent substrate according to the invention can be obtained by any known texturing process, for example by embossing the surface of the substrate previously heated to a temperature at which it is possible to deform it, in particular by rolling by means of a roller having on its surface a texturing complementary to the texturing to be formed on the substrate, by etching, or even by 3D printing, preferably from a computer-generated texture.
  • the texturing of a translucent substrate according to the invention is obtained by passing it over an engraved roller, called the lower rolling roller, which is therefore positioned facing the lower face glass on the production line.
  • the lower roller (laminator) and the upper roller both have an external diameter of the order of 200 mm.
  • the upper roller can also have a concavity of the order of a millimeter in its center.
  • this lower roller is made of a steel (for example XC45F) the nature of which varies according to the process chosen for etching the surface.
  • the etching of the surface of the lower roll can be carried out according to at least two alternative methods: etching by laser ablation or knurling of the surface.
  • the wheel is made of a harder steel and is itself engraved with the negative pattern of that of the rolling roller.
  • the engraving is carried out by compressing the material of the rolling roller by the wheel. According to these methods, the engraving of the rolling roll is carried out very precisely.
  • the pattern engraved in the laminator roll corresponds to the negative of the desired texture on the surface of the laminated substrate.
  • a person skilled in the art knows empirically how to anticipate the effects of the manufacturing process (relaxation of the textures when the glass cools, stretching of the pattern essentially along the axis of the production line, that is to say the axis of drawn) to determine the geometry of the pattern to be engraved in order to obtain, in fine, the target texture on the substrate.
  • the height of the pattern engraved in the roller is increased, relative to the targeted depth in the glass, by a factor depending on the lateral dimension of the pattern.
  • the lateral dimension of the engraved pattern is reduced, along the axis of the pull, to obtain the desired lateral dimension for the texture of the substrate.
  • the patterns of the engraved roller have a local slope greater than the local slope of said textured surface, preferably by at least 0.5°.

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Abstract

Substrat (3) translucide à fonction verrière, adapté pour servir d'élément de couverture à une cellule photovoltaïque (2), ledit substrat (3) comprenant au moins une surface texturée (3A) destinée à être orientée vers l'extérieur d'un bâtiment et caractérisée en ce que pour toute orientation (θ; φ) de texture, la fraction de surfaces locales ayant ladite orientation (θ; φ) de texture est inférieure ou égale à 2x10-4 d'une surface d'échantillonnage donnée

Description

Description
Titre de l'invention : VERRE TEXTURE POUR INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE
[0001 ] La présente invention concerne un substrat translucide à fonction verrière, adapté pour recouvrir une cellule photovoltaïque.
[0002] L’invention concerne de plus une installation photovoltaïque intégrant un tel substrat et étant adaptée pour être intégrée au bâtiment, pour montage en façade et/ou en toiture, en vue de produire de l’électricité.
[0003] Rendre les bâtiments énergétiquement indépendants et réduire leur empreinte écologique est un des défis principaux de développement des villes et de la construction moderne. Les panneaux photovoltaïques (panneaux PV) représentent une source importante d’énergie renouvelable. Néanmoins, leur utilisation dans les bâtiments est souvent limitée en raison des difficultés rencontrées pour intégrer de tels panneaux PV dans les bâtiments, tant d’un point de vue esthétique que d’un point de vue structurel. Ainsi, l’apparence des cellules photovoltaïques classiques, donnée par la couleur bleue foncé de silicium et les contacts électriques en argent sur la surface, n’est pas considérée comme attractive pour les façades et les toitures de ville. Dans ce contexte, le photovoltaïque intégré aux bâtiments (acronyme anglais BIPV) comprend l’utilisation de solutions structurales, esthétiques et architecturales pour assurer une intégration harmonieuse de cellules photovoltaïques dans différents types de bâtiments.
[0004] Une piste explorée pour modifier drastiquement l’apparence d’un panneau photovoltaïque sans changer le milieu actif en silicium, consiste à modifier son élément de couverture, c'est-à-dire le système optique, souvent conçu en verre (coverglass en langue anglaise), qui est agencé au-dessus de la cellule photovoltaïque de sorte qu’il recouvre cette dernière, tel que vu depuis l'extérieur du bâtiment.
[0005] La mise en œuvre d'un tel élément de couverture permet de protéger mécaniquement et chimiquement la cellule photovoltaïque tout en conservant des performances satisfaisantes de transmission lumineuse. Il importe en effet qu’un tel élément de couverture présente une transmission lumineuse effective, de sorte qu’une partie significative des rayons incidents soit réfractée et transmise à travers l’élément de couverture. Les cellules photovoltaïques ayant traditionnellement un indice optique très haut, le verre permet de plus d’augmenter leurs performances par un effet de gradient d'indice optique.
[0006] Une stratégie pour augmenter le rendement de conversion énergétique d’une cellule photovoltaïque consiste à améliorer les propriétés de transmission de l’élément de couverture, en limitant notamment la réflexion du rayonnement solaire incident. A cet effet, il est connu de texturer au moins la face de l’élément de couverture dirigée à l’opposé de la cellule photovoltaïque, en la munissant d’une pluralité de motifs géométriques en relief, concaves ou convexes par rapport à un plan général de cette face. Au sens de l’invention, le plan général du substrat est le plan contenant les points de la surface texturée qui n’appartiennent pas aux motifs ou, dans le cas de motifs jointifs, les points de jonction entre les motifs. Il est ainsi connu de mettre en œuvre des motifs réguliers en forme de pyramides ou des cônes, ou encore des motifs présentant une direction longitudinale privilégiée, tels que des rainures ou des nervures.
[0007] Un inconvénient majeur des vitrages extérieurs standards est qu’ils peuvent générer des risques d’éblouissement, avec des conséquences en termes de sécurité, par exemple lorsque des phares de véhicules se reflètent sur des façades vitrées de bâtiments. Ce problème se pose tout particulièrement pour les façades vitrées en proximité des aéroports. Il est en effet essentiel de supprimer tout risque d’éblouissement des pilotes à l'approche des terminaux.
[0008] Il est établi qu’un éblouissement est perçu par l’œil humain pour un niveau de luminance supérieur à 10000 candelas par mètre carré (cd/m2). Cet éblouissement devient particulièrement gênant au-dessus d’une valeur de 20000 cd/m2.
[0009] La texturation de la face extérieure du vitrage permet de réduire le risque d’éblouissement, en engendrant une réflexion au moins en partie diffuse des rayons incidents. En dépit de cette amélioration, et tel que détaillé dans la suite de la description, les surfaces texturées connues de l’état de la technique tendent, au moins sous un certain angle de vue, à engendrer un niveau de luminance supérieur à cette valeur seuil de 20000 cd/m2.
[0010] La technique proposée permet de répondre aux inconvénients précédemment cités et se rapporte plus particulièrement, dans au moins un mode de réalisation, à un substrat translucide à fonction verrière, adapté pour servir d’élément de couverture à une cellule photovoltaïque, ledit substrat comprenant au moins une surface texturée destinée à être orientée vers l’extérieur d’un bâtiment et caractérisée en ce que pour toute orientation (θ ; φ) de texture, la fraction de surfaces locales ayant ladite orientation (6 ; φ) de texture est inférieure ou égale à 2x10-4 d’une surface d’échantillonnage donnée, ou préférentiellement 1x10"4, encore préférentiellement 5x105.
[0011] Dans le présent texte, le substrat à fonction verrière est dit translucide en ce qu’il donne lieu à une transmission diffuse d’un rayonnement incident. Une surface texturée est une surface pour laquelle les irrégularités de surface varient à une échelle plus grande que la longueur d’onde du rayonnement incident sur la surface.
[0012] Dans l’ensemble du texte, l’orientation de texture en un point de la surface (locale) du substrat désigne l’orientation (0 ; φ) du vecteur normal local (n), c’est- à-dire le vecteur normal (n) au plan tangent à cette surface texturée locale. De manière générale, cette orientation est définie par rapport au plan général du substrat (rr). La Figure 1 est une représentation schématique tridimensionnelle d’un tel vecteur normal local (n), en un point (P) de la surface texturée. Le vecteur normal local (n) peut en particulier être désigné par ses coordonnées sphériques, pour lesquelles 0 (thêta) est l’angle formé par ce vecteur par rapport à la normale au plan générai (π ) du substrat, et φ (phi) est l’angle formé avec l’axe des x dans le plan général (π ) du substrat. La Figure 2 est une coupe de la Figure 1A selon le plan comprenant l’axe vertical z et le vecteur normal local (n).
[0013] Dans l’ensemble du texte, deux surfaces locales sont dites « de même orientation (0 ; φ) de texture » si les deux vecteurs normaux locaux correspondants forment un angle inférieur à 0,5°. La fraction de surfaces locales ayant une même orientation (θ ; φ) de texture désigne ainsi un ensemble dans lequel chaque surface locale présente un vecteur normal formant un angle inférieur à 0,5° avec les vecteurs normaux de toutes les autres surfaces locates comprises dans ce même ensemble.
[0014] La mesure de l’orientation (θ ; φ) de texture d’une surface locale est réalisé à partir d’une mesure de la hauteur locale de la surface, selon un maillage de point de 20 micromètres, dans deux directions orthogonales de l’espace appelées par la suite x et y. Cette mesure est ensuite traitée informatiquement afin de supprimer les ondulations de grand pas (en général supérieur à 10 mm voire supérieur à 15 mm). A partir de cette matrice bidimensionnelle de hauteur, l’orientation de texture locale selon deux directions x et y est obtenue par différenciation entre deux points consécutifs du maillage dans la direction d’intérêt, et division par le pas du maillage. On obtient ainsi un vecteur bidimensionnel en chaque point de la surface maillée, dans l’espace x y. Il est ensuite plus pratique de le convertir dans l’espace (thêta, phi), en utilisant des formules connues de l’état de l’art. En notant n le vecteur, et nx et ny les composantes calculées précédemment, peut obtenir thêta et phi comme thêta=acos(1 /sqrt(1 +nx 2+ny 2)) et phi=atan2(-ny/sqrt(nx 2+ny2),-nx/sqrt(nx 2+ny 2)). On obtient ainsi un angle thêta et un angle phi pour chaque point de la surface maillée.
[0015] L’invention repose sur un concept nouveau et inventif consistant à mettre en œuvre un substrat dont la texturation est telle qu’aucune orientation de texture ne prédomine de manière perceptible pour l’œil humain, en particulier en terme d’éblouissement. Concrètement, ceci se traduit par la mise en œuvre d’une distribution d’orientation (θ ; φ ) de texture telle qu’aucune valeur d’orientation de texture n’est représentée au-delà d’un seuil prédéterminé, ce seuil correspondant au degré d’exigence fixé en terme de réduction des risques d’éblouissement.
[0016] De manière surprenante, il a en effet été constaté par les inventeurs que l’existence d’un éblouissement résultant de la réflexion des rayons solaires sur une surface texturée ne dépend ni des valeurs de pente mesurées localement, ni même de l’orientation (θ ; φ) locale de sa texture. Peu importe cette orientation de texture à l’échelle locale, il se trouve toujours une zone de concentration des rayons réfléchis pour, à l’échelle macroscopique, créer un risque d’éblouissement. [0017] En ciblant la distribution des orientations locales de texture, sur une surface texturée étendue, l’invention permet ainsi de disperser suffisamment les zones de concentration des rayons localement réfléchis pour, à l’échelle macroscopique, limiter dans toutes les directions les risques d’éblouissement.
[0018] Dans cette optique, et tel que détaillé dans la description, un programme de recherche a été mis en œuvre par les inventeurs afin de déterminer une pluralité de valeurs seuil de fraction de surfaces locales ayant une orientation de texture donnée, au-dessus desquelles un risque d’éblouissement est identifié comme perceptible par l’œil humain et/ou plus ou moins gênant.
[0019] En résulte la sélection de 2 x 10-4 comme valeur seuil de fraction de surfaces locales ayant une orientation quelconque en-dessous de laquelle il n’est pas constaté de gêne particulière liée à l’éblouissement, peu importe le positionnement de l’observateur et celui de la source de lumière.
[0020] Selon un mode de réalisation particulier, ladite surface d'échantillonnage est supérieure ou égale à 5x5 cm2. La surface d’échantillonnage étant une sous- composante de la surface texturée (3A), cette dernière est donc incidemment supérieure ou égale à 5x5 cm2.
[0021] Selon un mode de réalisation particulier, la fraction de surfaces locales ayant ladite orientation (θ ; φ) de texture est inférieure ou égale à 1 x 10‘4, préférentiellement inférieure ou égale à 5 x 10~5.
[0022] La valeur de 1 x 10'4 est identifiée comme valeur seuil de fraction de surfaces locales ayant une orientation quelconque en-dessous de laquelle le phénomène d’éblouissement n’est pas perceptible par l’œil humain, peu importe le positionnement de l'observateur et celui de la source de lumière. La valeur de 5 x 10-5 est identifiée comme valeur seuil de fraction de surfaces locales ayant une orientation quelconque en-dessous de laquelle le phénomène d’éblouissement n’est perceptible ni par l’œil humain, ni par une autre cible ayant une sensibilité accrue à la luminance, peu importe le positionnement de l’observateur et celui de la source de lumière.
[0023] Selon un mode de réalisation particulier, la hauteur maximale (Sz) de ladite surface texturée (3A) est inférieur à 1 ,1 mm. [0024] La hauteur maximale (Sz) d’une surface texturée est définie par la norme ISO 25178 et correspond à la différence entre son point le plus bas et son point le plus haut.
[0025] Comme indiqué dans le texte, la capacité d’un substrat selon l'invention à limiter les risques d’éblouissement ne dépend pas de la hauteur maximale Sz de sa texture de surface, mais davantage de la distribution des orientations de texture sur l’ensemble de la surface considérée. A condition que le critère fixé sur cette distribution d’orientation de texture soit respecté, il est ainsi possible de mettre en œuvre l’invention pour une texturation de très faible profondeur (hauteur Sz), en particulier une texturation dont la hauteur maximale Sz est inférieure à 1 ,1 mm.
[0026] Selon un mode de réalisation particulier, l’épaisseur dudit substrat est inférieure ou égale à 4,0 mm, préférentiellement inférieure ou égale à 3,6 mm, préférentiellement inférieure ou égale à 3,4 mm, préférentiellement inférieure ou égale à 3,2 mm.
[0027] Comme décrit dans le présent texte, une texturation selon l’invention a pour avantage de pouvoir être mise en œuvre avec une faible, voire très faible profondeur (hauteur) de motif. Il est ainsi possible de texturer un substrat dont l’épaisseur est elle aussi faible (4,0 mm), voire très faible (3,2 mm), sans impacter de manière rédhibitoire ses propriétés physiques, en particulier ses caractéristiques de résistance mécanique.
[0028] Selon un mode de réalisation particulier, en tout point de ladite surface d’échantillonnage, le rayon de courbure est supérieur à 300 micromètres pour une courbure orientée vers l’extérieur du substrat, et supérieur à 200 micromètres pour une courbure orientée vers l’intérieur du substrat.
[0029] Dans le présent texte, on entend par courbure « orientée vers l’extérieur du substrat » une courbure concave négative, et par courbure « orientée vers l’intérieur du substrat » une courbure convexe positive.
[0030] Dans la pratique, la courbure est obtenue en dérivant la surface maillée de la même manière que précédemment, mais à l’ordre 2. On obtient alors trois matrices selon que l'on dérive deux fois dans la direction x, une fois selon x et une fois selon y, et deux fois selon y. On a donc un vecteur à trois composantes Cxx, Cxy et Cyy, et l’on peut calculer la courbure moyenne locale en chaque point, et en déduire le rayon de courbure correspondant ainsi que l'orientation de la courbure, vers l’intérieur ou l’extérieur
[0031] Selon un mode de réalisation particulier, l’orientation (0 ; φ) de texture représentée au maximum présente un angle 0 (thêta) égal à 0°.
[0032] Tel que décrit dans le présent texte, 0 (thêta) est l’angle formé entre le vecteur normal local et la normale au plan général du substrat. Une valeur d’angle 0 nulle désigne ainsi une surface qui, localement, est parallèle au plan général du substrat.
[0033] Selon un mode de réalisation particulier, l’orientation (0 ; φ) de texture représentée au maximum présente un angle 0 (thêta) égal à 45°.
[0034] Selon un mode de réalisation particulier, au moins 50% de la surface d’échantillonnage présente une orientation (θ ; φ) de texture dont l'angle 0 (thêta) est supérieur à 30°.
[0035] Une telle surface texturée permet de piéger la lumière incidente et ainsi d’augmenter les performances de la cellule photovoltaïque.
[0036] Selon un mode de réalisation particulier, pour tout angle φ (phi), la distribution des orientations de texture selon l’angle 0 (thêta) est identique, ou sensiblement identique.
[0037] La perception des reflets à la surface du substrat est donc la même, ou sensiblement la même (en terme de perception humaine), peu importe l’orientation du substrat selon sa composante φ (phi). On parle ici de comportement isotrope du vitrage.
[0038] Selon un mode de réalisation particulier, la surface texturée (3A) est au moins en partie revêtue d’un revêtement antireflet.
[0039] Ce revêtement antireflet peut être de tout type permettant de réduire la réflexion de rayonnement à l’interface entre deux milieux optiques. Il peut se présenter sous la forme d'une couche d'indice de réfraction compris entre l'indice de réfraction de l'air et l'indice de réfraction du substrat, telle qu’une couche déposée par une technique sous vide ou une couche poreuse de type sol-gel. En variante, ie revêtement antireflet peut être formé par un empilement de couches minces ayant des indices de réfraction alternativement plus faibles et plus forts jouant le rôle d'un filtre interférentiel à l'interface entre l'air et le substrat, ou par un empilement de couches minces présentant un gradient, continu ou échelonné, d’indices de réfraction entre l'indice de réfraction de l'air et celui du substrat.
[0040] La présence d’un revêtement antireflet permet donc d’atténuer le phénomène de réflexion au niveau de la surface texturée du substrat. Les risques d’éblouissement en réflexion sont donc réduits.
[0041 ] Selon un mode de réalisation particulier, ladite surface texturée recouvre sensiblement la totalité d’au moins une des faces principales du substrat à fonction verrière.
[0042] Selon un mode de réalisation particulier, la surface destinée à être orientée vers la cellule photovoltaïque, et opposée à ladite surface texturée (3A), est lisse ou texturée.
[0043] Selon un mode de réalisation particulier, le matériau comprenant ladite surface texturée est un verre minéral qui comprend préférentiellement de l’oxyde de fer en une teneur pondérale totale (exprimée en Fe2O3) d’au plus 0,030%, notamment d’au plus 0,020%, voire 0,015%, et qui est préférentiellement de type silico-sodocalcique avec la composition massique suivante :
SiO2 50-75%
CaO 5-15%
MgO 0-10%
Na2O 10-20%
AI2O3 0-5%
K2O 0-5%.
[0044] Les présentes caractéristiques se rapportent à des verres de type extra-clair, et plus particulièrement aux matrices verrière Diamant™ et Albarino™, commercialisées par Saint-Gobain. Ces substrats de verre ont pour avantage de présenter une transmission lumineuse supérieure à 91 ,4%. Ils se distinguent ainsi des verres dits « clairs » dont ia transmission lumineuse est généralement inférieure à 90%. Dans l’ensemble du texte, la transmission lumineuse est mesurée en % selon la norme NF EN410-2011 (illuminant D65 ; 2° Observateur) avec un spectromètre Lambda950TM de chez Perkin Elmer. Un verre d’une telle composition présente donc d’excellentes performances en transmission lumineuse, ce qui en fait un candidat de choix pour servir d’élément de couverture à une cellule photovoltaïque.
[0045] L’invention se rapporte également à un procédé de fabrication d’un tel substrat par laminage par un rouleau imprimeur texturé qui supporte préférentiellement des motifs ayant une pente locale supérieure à la pente locale de ladite surface texturée, préférentiellement d’au moins 0,5°.
[0046] Les pentes réalisées sur un verre minéral par laminage à chaud, généralement dans un domaine de température allant de 800 à 1300°C, diminuent légèrement pendant le formage. Ainsi, si l’on vise au niveau de la feuille de verre une pente moyenne de valeur Pm, on utilise de préférence un rouleau imprimeur dont les motifs ont une pente moyenne d’au moins Pm + 0,5°, voire même d’au moins Pm + 1 °. Plus les motifs de la texture sont gros, c’est-à- dire plus les dimensions latérales x et y sont grandes, et plus la texture effectivement imprimée se rapproche de celle du rouleau et moins il est nécessaire d’apporter une correction aux motifs du rouleau.
[0047] L’invention se rapporte également à une installation photovoltaïque adaptée pour être intégrée au bâtiment, caractérisée en ce qu’elle comprend une cellule photovoltaïque recouverte au moins en partie par un tel substrat translucide.
[0048] L’invention se rapporte également au montage en bâtiment, en façade et/ou en toiture, d’au moins une telle installation photovoltaïque.
[0049] L’invention se rapporte également à l’utilisation d’une telle installation photovoltaïque, préférentiellement montée en bâtiment, pour la production d’énergie électrique.
[0050] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des figures annexées, pour lesquelles :
[Fig. 1] la figure 1 est une représentation schématique du vecteur normal (n) à une surface texturée locale,
[Fig. 2] la figure 2 est une vue schématique en coupe de la figure 1 selon le plan contenant l'axe (z) normal au plan général (π ) du substrat et le vecteur normal local (n),
[Fig. 3] la figure 3 est une coupe transversale schématique d’une installation photovoltaïque (1 ) adaptée pour être intégrée au bâtiment,
[Fig. 4] [Fig. 5] les Figures 4 et 5 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations locales de texture obtenus après mise en œuvre d’un premier essai, selon un mode de réalisation particulier de l’invention,
[Fig. 6] [Fig. 7] les Figures 6 et 7 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations locales de texture obtenus après mise en œuvre d’un deuxième essai, selon un mode de réalisation particulier de l’invention,
[Fig. 8] [Fig. 9] les Figures 8 et 9 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations locales de texture obtenus après mise en œuvre d’un troisième essai, selon un mode de réalisation particulier de l’invention,
[Fig. 10] [Fig. 11] les Figures 10 et 11 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations locales de texture obtenus après mise en œuvre d’un quatrième essai, selon un mode de réalisation non couvert par l’invention.
[0051] Les différents éléments illustrés par les figures ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle réelle, l’accent étant davantage porté sur la représentation du fonctionnement général de l’invention. Sur les différentes figures, sauf indication contraire, les numéros de référence qui sont identiques représentent des éléments similaires ou identiques. [0052] Plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention sont présentés par la suite. Il est entendu que la présente invention n’est nullement limitée par ces modes de réalisation particuliers et que d’autres modes de réalisation peuvent parfaitement être mis en œuvre.
[0053] La Figure 3 illustre selon une vue schématique en coupe une installation photovoltaïque (1 ) adaptée pour être intégrée au bâtiment. Une telle installation (1) comprend une cellule photovoltaïque (2) recouverte par un substrat transparent ou translucide (3) selon l’invention. Cette cellule photovoltaïque bénéficie des effets techniques liés à la mise en œuvre du substrat texturé. Ainsi, les rayons lumineux frappant la surface extérieure du substrat (3) ne sont que partiellement réfléchis et/ou absorbés, en raison notamment de la texturation de surface avantageuse du substrat, et de sa composition en verre de type extra-clair.
[0054] De par la réflexion diffuse, une partie des rayons solaires incidents est ainsi réfléchie de manière diffuse à la surface du substrat, ce qui permet de limiter l’éblouissement et la génération de points chauds.
[0055] De par sa transmission spéculaire, une autre partie des rayons incidents est réfractée et transmise à travers le substrat de manière spéculaire, ce qui permet de limiter les pertes énergétiques, et donc de maximiser l’exposition de la cellule photovoltaïque (2).
[0056] La mise en œuvre d’un tel substrat (3) permet donc d’obtenir des performances satisfaisantes de transmission lumineuse tout en limitant les risques d’éblouissement en réflexion.
[0057] Ajouter à cela un effet de piégeage de lumière au niveau de la face Interne du substrat (3). Concrètement, après avoir traversé ce substrat (3) une première fois, une première partie des rayons incidents est absorbée par la cellule photovoltaïque (2), tandis qu’une seconde partie est réfléchie vers ce même substrat (3). Une sous-partie de cette lumière réfléchie est alors rétro- réfléchie par le substrat (3) vers la cellule photovoltaïque (2), ce qui permet d’améliorer plus encore son rendement énergétique ou en d’autres termes, d’optimiser sa production d’énergie électrique. [0058] Sur la Figure 3 sont représentés ies composantes angulaires 0 (thêta) d’une pluralité de vecteurs normaux iocaux (n1 , n2, n3, nx) se rapportant à différentes surfaces locaies de Sa surface texturée (3A).
[0059] Afin d’évaiuer ie rôle joué par la distribution d’orientation (θ ; φ) de texture sur la diminution de la luminance en réflexion, une série de 3 (trois) essais est simulée informatiquement pour un substrat (3) selon l’invention. Un dernier essai est simulé informatiquement pour un substrat non conforme au critère de distribution fixé pour l’invention, à titre de contre-exemple. Ces quatre essais sont simulés dans des conditions parfaitement identiques, et ne diffèrent l’un de l'autre que par leur distribution d’orientation de texture.
[0060] Pour chaque essai, une carte des hauteurs locales ainsi qu’un histogramme angulaire des pentes de surface sont extraits et discutés. La carte des hauteurs présente une échelle de gris graduée se rapportant aux hauteurs simulées informatiquement sur la surface d’échantillonnage. L’histogramme angulaire des orientations locales de texture présente une échelle de gris se rapportant à la concentration des surface locales présentation l’orientation (0 ; φ) donnée dans l’histogramme, les cercles concentriques se rapportant à la valeur de l’angle G (thêta), croissante depuis l’intérieur vers l’extérieur de l’histogramme, tandis que les valeurs du cadran se rapportent à la valeur de l’angle φ (phi).
[0061] A noter que dans la pratique, et de manière non limitative, la mesure de l’orientation de texture (θ ; φ) d’une surface locale est réalisée à partir d’une mesure de la hauteur locale de la surface, selon un maillage de point d’au plus 20 micromètres (pm) dans deux directions orthogonales de l’espace appelées par la suite x et y. Les ondulations de grand pas (en général supérieur à 10 mm voire supérieur à 15 mm) sont par la suite supprimées par traitement informatique. A partir de cette matrice bidimensionnelle de hauteur, l’orientation de texture locale selon deux directions x et y est obtenue par différenciation entre deux points consécutifs du maillage dans la direction d’intérêt, et division par le pas du maillage. On obtient ainsi un vecteur bidimensionnel en chaque point de la surface maillée, dans l’espace x y. Il est ensuite plus pratique de le convertir dans l’espace (thêta, phi), en utilisant des formules connues de l’état de l’art. En notant n le vecteur, et nx et ny les composantes calculées précédemment, peut obtenir thêta et phi comme thêta=acos(1/sqrt(1 +nx2+ny2)) et phi=atan2(- ny/sqrt(nx2+ny2),-nx/sqrt(nx2+ny2)). On obtient ainsi un angle thêta et un angle phi pour chaque point de la surface maillée.
[0062] Les Figures 4 et 5 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations (0 ; φ ) locales de texture obtenus après mise en œuvre du premier essai. Selon ce premier essai, l’orientation (θ ; φ) présentant la distribution la plus élevée ou en d’autres termes,, l’orientation (0 ; φ ) de texture représentée au maximum, présente un angle 0 (thêta) égal à 0°, bien qu’une quantité suffisante de la surface a été écartée de cette direction pour fournir la faible luminance de la réflexion du soleil dans n'importe quelle direction. L'orientation de texture la plus représentée (θ = 0° ; φ) n'occupe que 1x10-4 de la surface texturée (3A), ce qui conduit expérimentalement à une valeur de luminance de 4500 cd/m2, observé expérimentalement pour le soleil entrant sous des angles inférieurs à 30°. Dans la pratique, une telle valeur est mesurée au moyen d'un luminancemètre Minolta™ un jour de plein soleil en juin.
[0063] Une orientation de la texture à 0 = 0° favorise en particulier la transmission de rayons incidents orientés selon une direction sensiblement orthogonale au plan général du substrat ou en d’autres termes, dont la composante 0 (thêta) est égale ou proche de 0°. Dans la pratique, on retrouve une telle configuration dans les montages d’installations photovoltaïque en toiture, qui sont donc ici privilégiés.
[0064] On observe de plus sur l’histogramme angulaire des orientations (0 ; φ ) locales de texture (Figure 5) une symétrie centrale ainsi que selon toutes les directions de φ (phi), qui témoigne du fait que pour tout angle φ (phi), la distribution des orientations de texture selon l’angle θ (thêta) est identique. Une surface texturée selon ce premier essai présente donc un comportement isotrope.
[0065] Les Figures 6 et 7 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations (0 ; φ) locales de texture obtenus après mise en œuvre du deuxième essai. Selon ce deuxième essai, une grande partie de la surface (plus de 50%) est maintenue à des orientations de texture de composante angulaire 0 élevée (environ 50°). La distribution de ces orientations est cependant étalée selon les angles 0 et φ , de sorte que l'orientation de texture la plus représentée n'occupe que 4x10-5 de la surface texturée (3A). On obtient une luminance de 1500 cd/m2. Cette configuration est mieux adaptée aux montages en façades pour lesquels les effets de piégeage de la lumière dus à la présence de pentes avec des angles 0 élevés sont favorisés.
[0066] On observe de plus sur l’histogramme angulaire des orientations (0 ; φ ) locales de texture (Figure 7) une symétrie centrale ainsi que de très faibles variations de l’angle 0 en fonction de l’angle φ , non perceptibles par l’œil humain. Une surface texturée selon ce deuxième essai présente donc un comportement sensiblement isotrope.
[0067] Les Figures 8 et 9 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations (0 ; φ ) locales de texture obtenus après mise en œuvre du troisième essai. Selon ce troisième essai, les motifs mis en œuvre sont de forme pyramidale à base carrée et l’orientation (0 ; φ ) présentant la distribution la plus élevée présente un angle 0 (thêta) égal à 45°. L'étalement angulaire selon 0 est moins efficace que selon le deuxième essai, avec une fraction de 8,2 x 10’5 de la surface texturée (3A) ainsi orientée, ce qui conduit expérimentalement à un maximum de 3500 cd/m2 observé expérimentalement pour le soleil entrant sous des angles inférieurs à 30. On est donc loin des valeurs d’éblouissement pouvant occasionner une gêne pour l’œil humain. A noter qu’une telle texture, bien qu’elle soit moins performante en terme de réduction des risques d’éblouissement qu’une structure selon le deuxième essai, présente l’avantage d’être plus aisée à produire, en raison de la régularité de ses motifs (voir Figure 9).
[0068] Les Figures 10 et 11 sont respectivement la carte des hauteurs locales ainsi que l’histogramme angulaire des orientations (0 ; φ ) locales de texture obtenus après mise en œuvre d’un quatrième essai, non couvert par la présente invention.
Selon ce quatrième essai, à valeur de contre-exemple, l’orientation de texture la plus représentée (0 = 0° ; φ) occupe 3 x 10’3 de la surface texturée (3A) ce qui, bien qu'étant en apparence une fraction négligeable, conduit à une luminance de 1 ,5 x 105 cd/m2, et donc à un éblouissement à éviter.
[0069] La texturation d’un substrat translucide selon l’invention peut être obtenue par tout procédé connu de texturation, par exemple par embossage de la surface du substrat préalablement chauffée à une température à laquelle il est possible de la déformer, en particulier par laminage au moyen d'un rouleau ayant à sa surface une texturation complémentaire de la texturation à former sur le substrat, par gravure, ou encore par impression 3D, préférentiellement à partir d'une texture générée informatiquement.
[0070] Selon un mode de réalisation particulier décrit à titre illustratif, la texturation d’un substrat translucide selon l'invention est obtenue par passage sur un rouleau gravé, dit rouleau inférieur de laminage, qui est donc positionné au regard de la face inférieure du verre sur la ligne de fabrication. De manière typique, le rouleau inférieur (lamineur) et le rouleau supérieur présentent tous deux un diamètre externe de l’ordre de 200 mm. Le rouleau supérieur peut de plus présenter en son centre une concavité de l’ordre du millimètre.
[0071] De manière connue et contrôlée par une personne du métier, ce rouleau inférieur est composée d’un acier (par exemple XC45F) dont la nature varie en fonction du procédé choisi pour la gravure de la surface. Ainsi, la gravure de la surface du rouleau inférieur peut être réalisée selon au moins deux procédés alternatifs : la gravure par ablation laser ou le moletage de la surface. Dans le dernier cas, la molette est constituée d’un acier plus dur est elle-même gravée du motif négatif de celui du rouleau lamineur. La gravure est dans ce cas réalisée par compression de la matière du rouleau lamineur par la molette. Selon ces procédés, la gravure du rouleau de laminage est réalisée de manière très précise.
[0072] A première vue, le motif gravé dans le rouleau lamineur correspond au négatif de la texture souhaitée à la surface du substrat laminé. Cependant, une personne du métier sait empiriquement anticiper les effets du procédé de fabrication (relaxation des textures lors du refroidissement du verre, étirement du motif essentiellement selon l’axe de la ligne de fabrication, c’est-à-dire l’axe de tirée) pour déterminer la géométrie du motif à graver afin d’obtenir, in fine, la texture cible sur le substrat.
[0073] Ainsi, de manière préférentielle, la hauteur du motif gravé dans le rouleau est augmentée, par rapport à la profondeur ciblée dans le verre, d’un facteur dépendant de la dimension latérale du motif. La dimension latérale du motif gravé est quant à elle réduite, selon l’axe de la tirée, pour obtenir la dimension latérale voulue pour la texture du substrat. De manière alternative ou combinatoire, les motifs du rouleau gravé présentent une pente locale supérieure à la pente locale de ladite surface texturée, préférentiellement d’au moins 0,5°.
[0074] De manière connue et usuelle pour une personne du métier, d’autres paramètres de la ligne de fabrication sont choisis et ajustés pour l’obtention d'une texture cible, tels que la température du verre au niveau du feeder (de l’ordre de 1170°C), la température de l’eau de refroidissement des rouleaux (37 -38°C), la température de laminage (comprise entre 1100 et 1200 °C), la vitesse de défilement de ligne du substrat. Ainsi, à titre d’exemple, une personne du métier sait ajuster ia température de laminage en fonction de l’épaisseur, un verre plus fin ayant besoin d’être plus chaud car il se refroidit relativement plus vite alors qu’un verre plus épais a contrario se doit de ne pas être trop chaud, afin de ne pas coller au rouleau.
[0075] De manière plus générale, une personne du métier dispose des connaissances générales pour, à partir d’un objectif donné de texturation à atteindre, obtenir précisément une gravure dédiée du rouleau lamineur, et ajuster les paramètres du procédé de laminage par rouleau afin d’obtenir par de simples essais itératifs un substrat présentant la texturation souhaitée

Claims

Revendications
[Revendication 1] 1 . Substrat (3) translucide à fonction verrière, adapté pour servir d’élément de couverture à une cellule photovoltaïque (2), ledit substrat (3) comprenant au moins une surface texturée (3A) destinée à être orientée vers l’extérieur d’un bâtiment et caractérisée en ce que pour toute orientation (0 ; φ ) de texture, la fraction de surfaces locales ayant ladite orientation (0 ; φ) de texture est inférieure ou égale à 2x10-4 d’une surface d’échantillonnage supérieure ou égale à 5x5 cm2.
[Revendication 2] 2. Substrat (3) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la hauteur maximale (Sz) de ladite surface texturée (3A) est inférieur à 1 ,1 mm.
[Revendication 3] 3. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l’épaisseur dudit substrat (3) est inférieure ou égale à 4,0 mm.
[Revendication 4] 4. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’en tout point de ladite surface d’échantillonnage, le rayon de courbure est supérieur à 300 micromètres pour une courbure orientée vers l’extérieur du substrat, et supérieur à 200 micromètres pour une courbure orientée vers l’intérieur du substrat.
[Revendication 5] 5. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’orientation (0 ; φ) de texture représentée au maximum présente un angle 0 (thêta) égal à 0°.
[Revendication 6] 6. Substrat (3) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’orientation (0 ; φ ) de texture représentée au maximum présente un angle 0 (thêta) égal à 45°.
[Revendication 7] 7. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que au moins 50% de la surface d’échantillonnage présente une orientation (0 ; φ ) de texture dont l’angle 0 (thêta) est supérieur à 30°.
[Revendication 8] 8. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que pour tout angle φ (phi), la distribution des orientations de texture selon l’angle 0 (thêta) est identique.
[Revendication 9] 9. Substrat (3) seion Tune des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface texturée (3A) est au moins en partie revêtue d’un revêtement antireflet.
[Revendication 10] 10. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite surface texturée (3A) recouvre la totalité d’au moins une des faces principales du substrat (3) à fonction verrière.
[Revendication 11] 11. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la surface (3B) destinée à être orientée vers la cellule photovoltaïque (2), et opposée à ladite surface texturée (3A), est lisse ou texturée.
[Revendication 12] 12. Substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que le matériau comprenant ladite surface texturée (3A) est un verre minéral.
[Revendication 13] 13. Procédé de fabrication d’un substrat (3) selon l’une des revendications 1 à 12 par laminage par un rouleau imprimeur texturé qui supporte préférentiellement des motifs ayant une pente locale supérieure à la pente locale de ladite surface texturée, préférentiellement d’au moins 0,5°.
[Revendication 14] 14. Installation photovoltaïque (1) adaptée pour être intégrée à un bâtiment, caractérisée en ce qu’elle comprend une cellule photovoltaïque (2) recouverte au moins en partie par un substrat translucide (3) selon l’une des revendications 1 à 12.
[Revendication 15] 15. Procédé comprenant au moins une étape de montage en bâtiment, en façade et/ou en toiture, d’au moins une installation photovoltaïque (1) selon la revendication 14.
[Revendication 16] 16. Utilisation d’une installation photovoltaïque (1 ) selon la revendication 14, préférentiellement montée en bâtiment selon la revendication 15, pour la production d’énergie électrique.
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