WO2023208498A1 - Installation photovoltaïque verticale et procédé de montage d'une telle installation - Google Patents

Installation photovoltaïque verticale et procédé de montage d'une telle installation Download PDF

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WO2023208498A1
WO2023208498A1 PCT/EP2023/058031 EP2023058031W WO2023208498A1 WO 2023208498 A1 WO2023208498 A1 WO 2023208498A1 EP 2023058031 W EP2023058031 W EP 2023058031W WO 2023208498 A1 WO2023208498 A1 WO 2023208498A1
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WO
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installation
module
bar
base
photovoltaic
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/058031
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English (en)
Inventor
Luc BARROVECCHIO
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Engie
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Publication date
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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
    • H02S20/10—Supporting structures directly fixed to the ground
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/70—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules with means for adjusting the final position or orientation of supporting elements in relation to each other or to a mounting surface; with means for compensating mounting tolerances
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a vertical photovoltaic installation and a method of mounting such an installation. It applies, in particular, to the field of energy production from renewable sources.
  • the present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
  • the present invention aims at a fixed vertical photovoltaic installation, which comprises at least:
  • the positioning means being at least free to rotate and configured to position the structure according to a variable angular installation position
  • the installation allows the implementation of a plurality of angular positions of the structure relative to the installation surface.
  • the installation is adaptable to different types of elevation and can be described as “all-terrain”.
  • the fixed vertical photovoltaic installation is therefore adaptable, for example, to constraints inherent in the installation surface.
  • the adaptability of such a photovoltaic installation allows access to a plurality of installation surfaces. For example, these installation surfaces are land with variable slopes. Thus, the flexibility of the photovoltaic installation is optimal.
  • the structure comprises at least one bar configured to be secured to at least one module and the structure base comprises the means for positioning the structure.
  • the positioning means is incorporated into the structural base. Transmission of mechanical stresses, acting on a structure and modules towards a structural base, is therefore reinforced. For example, such constraints are static or dynamic mechanical constraints present when the photovoltaic installation is mounted on land exposed to constant or variable strong winds. Thus, the mechanical stresses responsible for premature deterioration of the structure and modules are limited.
  • the positioning means comprises a housing forming a shoulder, the bar having a shape complementary to the housing.
  • the bar is held in the housing included in the positioning means while maintaining freedom of rotation.
  • the positioning means further comprises at least one groove configured to allow the positioning of the bar according to a plurality of angular positions. Thanks to these arrangements, the positioning means makes it possible to increase the number of angular positions accessible when mounting the photovoltaic installation. In particular, when an installation site has slopes delimiting concave or convex zones, the installation presents flexibility and improved adaptability.
  • the structure comprises at least one bar configured to be secured to at least one module and the positioning means is arranged between the structure base and the structure.
  • the positioning means is dissociated from the structural base and the structure.
  • one of the elements among the positioning means and the bar comprises a bore, the other element comprising a shaft, the bore and the shaft forming a pivot connection with an axis of rotation perpendicular to an axis of the bar.
  • the angular position of the structure is achieved by a pivot connection.
  • a plurality of angular positions, according to one or two degrees of freedom, of the bar supporting the module is accessible.
  • the installation further comprises additional means of positioning the structure on the base, the additional positioning means being free to rotate and comprising two elements, each element delimiting a distinct surface, the surfaces parallel and in contact being configured to form a pivot connection of secant axis of rotation to the installation surface.
  • the additional positioning means makes it possible to carry out an additional rotation according, for example, topographical constraints inherent in the installation site or the presence of an obstacle on the installation site.
  • the photovoltaic installation has an additional degree of rotational freedom.
  • the structure comprises at least one crosspiece and the structure base includes the means for positioning said crosspiece.
  • the installation allows the use of a crosspiece which can be arranged, for example, in a plurality of positions at the structure.
  • the orientation of the crosspiece can be modified by means of positioning the structural base. A plurality of structures and variability of angular position are therefore accessible.
  • the installation presents significant flexibility.
  • one of the elements among the positioning means and the crosspiece comprises a bore, the other element comprising a shaft, the bore and the shaft forming a pivot connection with an axis of rotation perpendicular to an axis of the structural base.
  • the photovoltaic module is rectangular, the module being attached to the structure and oriented so that a short side of the module is positioned facing the installation surface.
  • the photovoltaic module present in the photovoltaic installation is fixed by at least one of its long sides.
  • resistance to mechanical stress is improved compared to an installation in which a module is fixed by one of its short sides.
  • additional supports are provided to the module by fixing a long side of the module, allowing its arrangement in a so-called “portrait” configuration.
  • a fixed, more stable and vertical photovoltaic installation is therefore mounted on the installation surface.
  • the installation also makes it possible to reduce the footprint and in particular to increase compatibility with agricultural activity on the installation land.
  • the installation is thus compatible with, for example, agrivoltaism.
  • the installation also has a low hydrological impact on the plantations when it is located on agricultural land.
  • coactivity is established, corresponding to the coexistence between a significant agricultural practice and efficient electricity production by one or more photovoltaic systems.
  • This coactivity is called “agrivoltaism”, also known by the acronym “Agri-PV” or “APV”.
  • the present invention aims at a method of mounting a fixed vertical photovoltaic installation, which comprises at least:
  • Figure 1 represents, schematically and in front view, a first particular embodiment of an installation which is the subject of the present invention
  • Figure 2 represents, schematically, a first particular embodiment of a positioning means in three views, on the left in front view, in the middle in side view and on the right in top view,
  • Figure 3 represents, schematically, a second particular embodiment of a positioning means in two views, on the left in front view and on the right in top view,
  • Figure 4 represents, schematically, a third particular embodiment of a positioning means in two views, on the left in front view and on the right in top view,
  • Figure 5 represents, schematically and in front view, a fourth particular embodiment of a positioning means
  • Figure 6 represents, schematically, a fifth particular embodiment of a positioning means in two views, on the left in front view and on the right in top view
  • Figure 7 represents, schematically, a sixth particular embodiment of a positioning means in two views, on the left in front view and on the right in top view
  • Figure 8 represents, schematically, a seventh particular embodiment of a positioning means in two views, on the left in front view and on the right in top view,
  • Figure 9 represents, schematically and in top view, an eighth particular embodiment of a positioning means
  • Figure 10 represents, schematically and in top view, elements of the eighth particular embodiment of a positioning means shown in Figure 9,
  • Figure 11 represents, schematically and in front view, a particular embodiment of a structure of an installation
  • Figure 12 represents, schematically and in front view, several particular embodiments of a structure of an installation
  • Figure 13 represents, schematically and in front view, a second particular embodiment of an installation which is the subject of the present invention.
  • Figure 14 represents, schematically and in front view, a variant of the second particular embodiment shown in Figure 13,
  • Figure 15 represents, schematically and in front view, a variant of the second particular embodiment shown in Figure 13,
  • Figure 16 represents, schematically and in front view, a particular embodiment of a structure of an installation
  • Figure 17 represents, schematically and in front view, a particular embodiment of a structure shown in Figure 16 supporting photovoltaic modules,
  • Figure 18 represents, schematically and in side view, two particular embodiments of a crosspiece
  • Figure 19 represents, schematically, in top view and in section, thirteen particular embodiments of a bar
  • Figure 20 represents, schematically, in top view and in section, a bar, module and particular securing means assembly
  • Figure 21 represents, schematically, in side view and in section, five particular embodiments of a secondary crosspiece
  • Figure 22 represents, schematically, in side view and in section, three particular embodiments of a secondary crosspiece
  • Figure 23 represents, schematically, in side view and in section, three particular embodiments of a secondary sleeper and
  • Figure 24 represents, schematically and in the form of a flowchart, a particular succession of steps of a process which is the subject of the present invention.
  • the installations illustrated in Figures 1 to 10 and 13 to 15 each have an axis A corresponding to an axis of a bar and an axis B corresponding to a axis of rotation of a positioning means when the installations are not fixed, the axis B being perpendicular to the axis A of the bar and preferably to the plane formed by the module.
  • the installations illustrated in Figures 13 to 15 each have an axis D corresponding to an axis of a structural base and an axis B corresponding to an axis of rotation of a positioning means when the installations are not fixed, the axis B being perpendicular to axis D.
  • the installation illustrated in Figure 9 presents an axis C of a second positioning means secant to the installation surface and perpendicular to axis B.
  • bifacial module refers to a module producing energy using its two faces.
  • the faces of a module correspond to the two largest surfaces.
  • a bifacial module lets light pass towards the front and rear faces of its photovoltaic cells, which are themselves bifacial.
  • Bifacial photovoltaic cells can produce electricity using their two faces.
  • a junction box is present on the rear side of the module and the power generated by the rear side is often less than the power generated by the front side.
  • biverre module refer to a module having a glass front face and a glass rear face.
  • electrical production gain refers to an increase in electricity production, for example, due to a greater amount of solar energy reaching the photovoltaic cells of the module.
  • facing the ground refer to an installation configuration in which one short side of the photovoltaic module is closer to the ground than the other short side of the photovoltaic module when the photovoltaic module is rectangular.
  • C-shaped used to define the shape of a sleeper, refer to a general shape presenting:
  • the support side and the opposite side being connected by two sides, these two sides corresponding to a front side and a rear side, the front side or the rear side being at least partially free of material.
  • U-shaped used to define the shape of a sleeper, refer to a general shape presenting:
  • installation surface refers to a surface on which a photovoltaic installation is mounted or arranged.
  • a surface refers to an installation floor.
  • installation soil is agricultural land.
  • static or dynamic mechanical stresses refer to stresses exerted on a photovoltaic installation.
  • these constraints are dependent on the characteristics of the installation site. For example, such stresses are exerted by the wind applied to the surface of a photovoltaic module.
  • vertical photovoltaic installation refers to an installation or part of an installation delimiting at least one substantially vertical plane to an installation surface.
  • the installation surface forms a horizontal plane.
  • fixed photovoltaic installation refers to an installation having a fixed spatial position, in particular angular and linear.
  • a fixed photovoltaic installation does not correspond to a mobile photovoltaic installation.
  • Such a mobile photovoltaic installation is, for example, an installation whose modules will be activated according to the trajectory of the sun.
  • FIG. 1 a schematic view of an embodiment of an installation 100 which is the subject of the present invention.
  • the fixed vertical installation 100 comprises at least one structure 110 and at least one photovoltaic module 115 supported by the structure 110.
  • the installation 100 also includes:
  • the structural base 120 is configured to be secured to an installation surface 102
  • the positioning means 125 is at least free to rotate and configured to position the structure 1 10 according to a variable angular installation position
  • the fixing means 130 is configured to fix the angular position of the structure 110 relative to the structure base 120.
  • the surface delimited by photovoltaic cells of a photovoltaic module 115 forms a parallelepiped.
  • at least two photovoltaic modules 115 are arranged vertically, one photovoltaic module 115 being arranged above the other photovoltaic module 115 in an installation 100.
  • the photovoltaic module 115 is framed. In variants, the photovoltaic module 115 is unframed. In other words, the fixing edge of the module 115 is free of fixing frame.
  • the photovoltaic module 115 is a frame-free glass module.
  • the photovoltaic module 115 is rectangular. We observe that the module 115 is fixed to the structure 110 and oriented so that a short side of the module 115 is placed facing the installation surface 102.
  • the structure 110 supporting at least one photovoltaic module 115 is a cradle.
  • the cradle 110 comprises a lower horizontal element supporting a short side of the rectangular photovoltaic modules 115.
  • a horizontal element is a crosspiece.
  • the cradle 110 also includes vertical elements joining the long sides of the photovoltaic modules 115.
  • such vertical elements correspond to bars or posts.
  • the structural base 120 is configured to be secured to an installation surface 102. Note that the structure 120 can comprise several assemblable parts.
  • the structural base 120 comprises a stud 103.
  • the stud 103 is, for example, made of concrete or metal.
  • the stud 103 is crossed by an element 104 anchored in an installation ground 102, such an element being configured to securely fix the structural base 102.
  • the element 104 is, for example, a post anchored in the ground or a set of screws.
  • the cradles 110 are, for example, assembled in the factory then brought to the installation site 102 or assembled in a specific assembly area or assembled on the installation site 102.
  • the installation 100 comprises:
  • a structure 110 comprising at least one bar 101 having an axis A, the bar being configured to be secured to at least one module 115 and
  • a structure base 120 comprising the positioning means 125 of the structure.
  • a bar 101 of the structure 110 has an axis A, this axis being parallel to a largest dimension of the bar 101.
  • the bar 101 is a truncated cylinder
  • the The axis A is parallel to a generator of the cylinder trunk.
  • the axis A is parallel to an edge having the largest dimension.
  • the positioning means 125 comprises a housing 106.
  • the housing 106 has a shape configured to surround one end of a bar 101. Note that the end of the bar 101 has a shape 108 complementary to the housing 106.
  • the housing 106 forms a shoulder 107, as shown in the middle and to the right of Figure 2.
  • the shoulder 107 abuts with the shape 108 from the end of the bar 101 and thus maintains the shape 108 in the housing 106. In other words, the stop formed by the shoulder 107 prevents the dislodging of the complementary shape 108.
  • the positioning means 125 is at least free to rotate along an axis B during assembly of the installation 100.
  • the positioning means 125 by its freedom to rotate during installation, is configured to position the structure 110 according to a variable angular installation position.
  • the rotational freedom of the positioning means 125 is indicated in Figure 2 on the left by a double curved arrow.
  • Such freedom in rotation gives the installation 100 accessibility to a multitude of angular positions.
  • the elements of means 125 form a pivot connection.
  • the different angles defining the angular positions associated with this pivot connection are included in a plane generally perpendicular to the installation surface 102 or to a horizontal plane.
  • the positioning means 125 comprises at least one groove, 109 and/or 121.
  • the groove, 109 and/or 121 is configured to allow the positioning of the bar 101 according to a plurality of angular positions.
  • a lateral groove 121 shown on the right of Figure 2, gives an additional amplitude of rotation to the pivot connection of axis of rotation B.
  • the stud 103 has a lateral groove 121, also called lateral opening, in order to easily vary the inclination of the cradle 110.
  • a central groove 109 also gives an additional amplitude of rotation to the pivot connection of the axis of rotation B.
  • such a central groove 109 increases the adaptability of the installation 100 when the installation ground 102 has a surface, for example, convex or concave.
  • a fixing means 130 of the positioning means 125 comprises at least one bolt.
  • a stud 103 and the end of a bar 101 each have a bore having a thread, the bores being aligned and the threads being adapted to the thread of the bolt.
  • the bolt is screwed through the stud 103 and into the end of the bar 101.
  • only the stud has a bore having a thread and the bolt, when screwed, pushes the end of the bar 101 up to a stop.
  • the fixing 130 of the positioning means 125 comprises at least two bolts. These bolts can be screwed according to the same structural characteristics defined previously.
  • a stud 103 has a through opening and a fixing means 130 comprises an assembly formed by a transverse bar and a bolt.
  • a transverse bar has at least one dimension greater than the opening of the stud 103.
  • the transverse bar and the end of the foot include a bore having a thread. The bores are aligned and the threads are matched to the bolt threads.
  • the fixing means 130 fixes an angular position
  • the bolt is screwed and secures the transverse bar and the bar 101 of the structure 110.
  • the bolt is screwed and secures the transverse bar and the bar 101 of the structure 110.
  • another assembly comprising a transverse bar and a bolt secures the bar 101 of the structure 110 to the stud 103 on the other side of the through opening.
  • the end of the bar 101 of the structure 110 comprises a bore 122 and the positioning means 125 comprises a shaft 123.
  • the bore 122 and the shaft 123 form a pivot connection with axis of rotation B perpendicular to axis A of bar 101.
  • the positioning means 125 and the fixing means 130 have elements in common, such as the shaft 123 and the bore 122.
  • the fixing means 130 comprises , in addition, a nut allowing the angular position of the pivot connection to be fixed.
  • the bar 101 is immobilized in the stud 103 by tightening the nut on the surface of the stud 103.
  • the axis 123 includes a shoulder configured to tighten the structure 110 against the stud 103 when bolt 130 is screwed.
  • the bar 101 is secured to an intermediate element 111 which is free to rotate.
  • the intermediate element 111 is, for example:
  • a fixing means such as a fixing means having structural characteristics similar to those described above.
  • the installation 100 comprises:
  • a structure 110 comprising at least one bar 101 having an axis A, the bar 101 being configured to be secured to at least one module 115 and
  • a positioning means 125 disposed between the structure base 120 and the structure 110.
  • the positioning means 125 comprises an intermediate part 113 and an intermediate element 111 arranged between the structural base 120 and the structure 110.
  • the intermediate part 113 and the intermediate element 111 are secured and are arranged above the stud 103.
  • the structure 110 is secured to the intermediate element 111 by a set of screws 112.
  • one of the elements among the intermediate part 113 and the intermediate element 111 comprises a shaft, the other element comprising a bore, the shaft and the bore forming a pivot connection.
  • the positioning means 125 comprises a plate 113 disposed between the structure base 120 and the structure 110. Note that the structural characteristics previously stated for the positioning means 125 shown in Figure 4 and 5 are also valid for the positioning means 125 shown in Figure 7.
  • a plate 113 separates the base 120 and the structure 110. Note, in these embodiments, that a portion of a bar 101 of the structure 110 is slipped at the level of a cylindrical bar 124 of the plate 113. Note that the axis B is parallel to a generatrix of the cylindrical bar 124. The portion of the bar 101 of the structure 110 is immobilized in an angular position by a fixing means 130 comprising, for example, a bolt and nut system.
  • the structure 110 includes a bore 117.
  • This bore has a circular shape, the interior of the circle having a through recess. Bore 117 is also called the "rotation point".
  • a cylindrical bar 124 of the plate 113 forms a shaft.
  • the bore 117 and the cylindrical bar 124 form a pivot connection presenting the axis B of rotation.
  • the plate 113 is positioned at the level of this bore 117 and has, for example, a dimension less than or equal to the external diameter of the circular shape.
  • the rotational freedom of the positioning means 125 is represented by a double curved arrow.
  • one or more bores 117 are arranged on different locations of the structure 110. These bores 117 are positioned on the structure 110, also called cradle 110, in order to improve flexibility installation on land 102 with slopes. For example, the number and position of the bores 117 on the cradle 110 will be chosen according to the degree of inclination of the slopes of the installation site 102.
  • the installation 100 further comprises an additional means 126 for positioning the structure 110 on the base 120.
  • additional means 126 is free to rotate.
  • the positioning means 125 and the additional positioning means 126 are present on the same element 113 corresponding to a plate.
  • the second additional positioning means 126 comprises two elements, 114 and 116.
  • a plate 113 has the two parts, 114 and 116.
  • each part, 114 and 116 delimits a surface distinct, the surfaces being parallel and in contact.
  • Such surfaces are configured to form a pivot connection with axis of rotation C intersecting the installation surface 102.
  • the axis C of rotation is perpendicular to the installation surface 102 or to the horizon.
  • this pivot connection along the axis C is perpendicular to the axis B of rotation of another pivot connection.
  • the different angles defining the angular positions associated with this pivot connection are included in a plane generally parallel to the installation surface 102. Note that such a pivot connection of the additional positioning means 126 forms a hinge.
  • the plate 113 is offset relative to the structural base 120 in order to facilitate the inclination of the cradle 110.
  • the passage of the cables 302 of the modules 115 is carried out above or below the plate 113.
  • a cable protection channel 302 is integrated into the plate 113.
  • the fixed vertical photovoltaic installation 200 comprises at least one structure 210 and at least one photovoltaic module 115 supported by the structure 210.
  • Such a structure 210 is also represented in Figures 16 and 17.
  • the installation installation 200 also includes:
  • the structural base 220 is configured to be secured to an installation surface 102
  • the positioning means 225 is at least free to rotate and configured to position the structure 210 according to a variable angular installation position
  • the fixing means 130 is configured to fix the angular position of the structure 210 relative to the structure base 220.
  • the structural base 220 comprises a part anchored in the ground of the installation site 102.
  • the base 220 of structure includes in particular a beam 104 or a pile 104 secured to the installation surface 102.
  • the photovoltaic installation 200 comprises a structure 210 comprising at least one crosspiece 201.
  • the crosspiece 201 has different profiles.
  • the crosspiece 201 has a square profile on the left of Figure 18 and a hexagonal profile on the right of Figure 18.
  • the profile of the crosspiece 201 is hexagonal. In this case, the diffuse or direct solar radiation of the photovoltaic module, represented by an arrow to the right of Figure 18, is maximized.
  • the photovoltaic installation 200 further comprises a structural base 220 comprising the positioning means 225 of crosspiece 201.
  • the structure 210 comprises at least one bar 101 supporting one or two photovoltaic modules 115.
  • each axis A of a bar 101 is perpendicular to a longitudinal axis of the crosspiece 201.
  • bars 101 are also called “parallel bars”.
  • the crosspiece 201 is fixed to the parallel bars 101 by any means known to those skilled in the art.
  • the crosspiece 201 comprises a bore 203, shown in Figures 16 and 17.
  • the structural base 220 comprises, for example, a shaft (not shown).
  • the bore 203 and the shaft forming a pivot connection with an axis of rotation B perpendicular to an axis D of the base 220 of structure.
  • the crosspiece 201 is at least free to rotate along the axis B.
  • the axis D is parallel to a generatrix of the cylinder trunk.
  • the axis D is parallel to an edge having the largest dimension.
  • the fixing means 130 comprises a bolt.
  • the bolt of the fixing means 130 fixes the crosspiece 201 and the structural base 220 in a determined angular position.
  • the portion of the crosspiece 201 of the structure 210 is immobilized in an angular position by a fixing means 130.
  • the structure 210 includes an additional crosspiece 202.
  • the structure 210 includes a lower crosspiece 202 and an upper crosspiece 201.
  • the modules photovoltaic 115 are secured to two crosspieces, 201 and 202, preferably parallel to each other.
  • a structural base 220 is fixed, by a fixing means 130, to one end of each crosspiece, 201 and 202.
  • the structural base 220 has a lower part 222 and an upper part 221, as shown in Figure 15.
  • the lower part 222 forms a slide and that the upper part 221 forms a slide, the slide and the slide forming a slide connection.
  • the slide connection is immobilized, for example, by bolts or by any means known to those skilled in the art. In particular, when the bolts are screwed, the lower part 222 exerts pressure on the upper part 221, immobilizing the slide connection.
  • Such a slide connection is configured to adjust the height of the structure base 220, depending, for example, on the slope of the installation site.
  • a constant spacing between the two crosspieces, 201 and 202 is obtained.
  • the mechanical constraints applied at the level of the hooks arranged between crosspieces, 201 and 202, and the photovoltaic modules 115 are limited.
  • the photovoltaic module 115 is rectangular. We observe that the module 115 is fixed to the structure 210 and oriented so that a short side of the module 115 is placed facing the installation surface 102.
  • At least one bar 101 has a transverse profile, 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016, 1017, 1018, 1019, 1020, 1021, 1022 or 1023, shaped :
  • transverse profile of the bar 101 is made according to, for example:
  • the ease of installation and the mechanical resistance of the photovoltaic installation, 100 or 200 are improved.
  • the installation, 100 or 200 presents limited vertical shading on the rear face of a module 115.
  • the module 115 is bifacial, the electricity production is thus increased.
  • the bar 101 has one of the different transverse profiles mentioned above and is at least partially made of reflective material, optimal reflection of solar light on the photovoltaic module 115 is achieved. The gain in electrical production is therefore increased.
  • the photovoltaic module 115 of an installation, 100 or 200 is fixed to a bar 101 by:
  • the front surface of the photovoltaic module 115 is aligned with the front surface delimited by a bar 101 of an installation, 100 or 200. In other words, the front surface of the photovoltaic module 115 is not recessed vis - opposite the front surface delimited by a bar 101.
  • the exposure of the front face of the photovoltaic module 115 to solar radiation is increased since shading is limited. Note that, when the photovoltaic module 115 is bifacial, this preferential exposure of the front face results in a greater projection of shadows on the rear face. However, the conversion efficiency of solar energy into electrical energy is higher for the front face of module 115 compared to the rear face of module 115. Thus, despite the presence of shading on the rear face of module 115, the gain electrical production is improved by this preferential exposure to solar radiation from the front face of module 115.
  • the front faces of the modules 115 are orientable according to a choice of performance of the installation, 100 and 200.
  • the faces front of modules 115 are oriented due east to a full west orientation.
  • the orientation of a row of modules 115 therefore presents a significant degree of freedom.
  • various electrical profiles are accessible depending on the orientation of a row of a photovoltaic installation, 100 or 200, and depending on the choice of the surface of the bars 101 to be aligned with the front face of the module 115.
  • orientation flexibility is exploited, for example, in order to:
  • the installation land 102 is agricultural land
  • the orientation flexibility is exploited to install, for example, rows in a straight line from South to North.
  • a photovoltaic installation, 100 and 200 is preferably set up so that the agricultural soil receives a uniform quantity of light.
  • the installation, 100 or 200 further comprises at least one secondary crossbar 301.
  • such a secondary crossbar 301 is included in the structure, 110 or 210.
  • the secondary crosspiece 301 is arranged under the photovoltaic module 115.
  • the photovoltaic installation, 100 or 200 is present on an installation surface 102 and the module 115 is placed opposite the surface 102.
  • the secondary crosspiece 301 has two ends (not shown), each end comprising a fastener. Each fastener is configured to fix a separate end of the secondary crossbar 301 to a bar 101 of an installation, 100 or 200. Note that the secondary crossbar 301 is arranged and fixed between at least two bars 101.
  • the photovoltaic module 115 when the photovoltaic module 115 is rectangular and has two short sides and two long sides, the short side of the photovoltaic module 115 therefore rests along the secondary crosspiece 301. Thus, the risks of the photovoltaic module 115 sliding, in a downward vertical movement, are limited, particularly when installing the photovoltaic installation, 100 or 200.
  • the secondary crosspiece 301 has a transverse profile in the shape of:
  • the secondary crosspiece 301 further comprises an upper rim in contact with the photovoltaic module 115 and a lower rim configured to retain electrical cables 302 connected to the photovoltaic module 115.
  • the lower edge is a slide. Note that the lower edge is defined by a width and a height.
  • the width of the lower edge of the secondary crosspiece 301 shown on the left of Figure 22 is greater than the widths of the lower edges of the secondary crosspieces 301 shown respectively in the middle and on the right of Figure 22.
  • the height of the lower edge of the secondary crosspiece 301 shown on the right of Figure 22 is greater than the heights of the lower edges secondary crosspieces 301 shown respectively in the middle and on the left of Figure 22.
  • the positive cable 302 of the photovoltaic modules 115 has a different length, less or greater, than the length of the negative cable 302 of the photovoltaic modules 115.
  • the connectors (not shown) between the modules 115 are protected by the secondary crosspiece 301.
  • the modules 115 are connected in series in a chain called “string”, known to those skilled in the art.
  • the positive cable 302 of a first module 115 is connected to a negative cable 302 of a second module 115 via a connector.
  • the connector of these two cables 302 arrives at the level of the bar 101.
  • Such an arrangement of the connector is to avoid in certain cases, in particular when the cables 302 are positioned at the bottom of the modules 1 15, that is to say at the level of the short side placed facing the ground 102.
  • the connector is not not protected by the secondary crosspiece 301.
  • a difference in length between the positive cable 302 and the negative cable 302 makes it possible to avoid such an arrangement of the connector and therefore allows protection of the connector by the secondary crosspiece 301.
  • the secondary crosspiece 301 comprises at least one orifice or a perforated shape, present on the upper edge or on a rear edge. Note that the rear edge of the secondary crosspiece 301 is on the same side as the junction box of the photovoltaic module 115.
  • the orifice of the secondary crosspiece 301 is configured to facilitate the passage of the electrical cables 302 of the photovoltaic module 115.
  • a secondary crosspiece 301 is configured to at least partially enclose a bar 101.
  • the module 115 and structure assembly, 110 or 210 has greater compactness, the stability of the installation is therefore reinforced.
  • the secondary crosspiece 301 has longitudinal and/or transverse recesses. Note that such recesses are configured to partially or completely enclose a bar 101.
  • an attachment of the secondary crosspiece 301 comprises at least one intermediate attachment configured to complete the grip around at least one bar 101 of the structure, 110 or 210.
  • the attachment of the crossbar to the bars 101 is reinforced.
  • an attachment of the secondary crosspiece 301 comprises at least one intermediate bracket in the form of a square comprising:
  • the support of the module 101 by the structure, 110 or 210 is reinforced making it possible to limit the mechanical constraints due to gravity.
  • a structure, 110 or 210 comprises two bars 101 and two brackets are secured respectively to each bar 101
  • the brackets are supports of the ends of a secondary crosspiece 301.
  • the joining of a bracket to a bar 101 is produced by any means known to those skilled in the art.
  • the connection is achieved by a bolt configured to fix the bar 101 with the upper part of the bracket.
  • the secondary crosspiece 301 is at least partially made of light-reflecting material and has a C-shaped transverse profile.
  • the light rays are represented by arrows straight.
  • indirect light radiation on the photovoltaic module 105 is the result of the reflection of one or more light rays applied directly to a rear surface of the reflective secondary crosspiece 301.
  • the installation, 100 or 200 does not include a horizontal element connecting two bars 101, for example, a beam, a crosspiece, a bracing or a spacer, arranged above a portion of the module 115 which is not facing an installation floor 102.
  • no horizontal element connecting two bars 101 or two parallel bars 101 are arranged above a portion of the module 115 farthest from the ground 102.
  • the photovoltaic installation, 100 or 200 does not include a horizontal element connecting two bars arranged above the short side of the module 115 which is not facing an installation floor 102.
  • no horizontal element connecting two parallel bars 101 is arranged above the short side of the module 115 furthest from the ground.
  • the photovoltaic installation, 100 and 200 allows improved management of the light irradiating the photovoltaic modules 115 by limiting the shading caused by the use of a more complex structure including in particular the upper horizontal element. Indeed, such an installation, 100 and 200, allows maximum solar irradiation at the front and rear of the modules. Thus, the quantity of electricity produced is increased.
  • Process 400 is a method of mounting a fixed vertical photovoltaic installation.
  • the assembly method 400 comprises at least:
  • the structural base is secured to the installation surface, for example, using a pile.
  • the photovoltaic module is attached to the structure so that the photovoltaic module is supported by the structure.
  • steps can be carried out successively or in a different order.
  • the structure is positioned on the structure base in a variable angular position.
  • the different angles defining the angular positions are included in a plane generally perpendicular to the installation surface.
  • the choice of the angular position is made according, for example, to the degree of slope of the installation terrain.
  • the choice of at least one angular position is carried out according to, for example, obstacles present on the installation site.
  • the angular position of the structure on the structure base is fixed.
  • the structure has a partially fixed angular position.
  • the structure presents angular mobility, this mobility being effective only under certain conditions.
  • such partial mobility is present when particular constraints are applied to the installation. For example, when the installation terrain is subject to earthquakes, the angular position of the structure varies depending on the mechanical stresses applied to the installation. In other words, without such mechanical constraints, the angular position of the structure is fixed.
  • the deployment method 400 comprises, at least:
  • the step of positioning the template is not carried out in the deployment method 400.
  • the determination of the position of the second structure base is carried out by a precision tracking system.
  • a such a tracking system is, for example, a “GPS” also called a navigation assistant.
  • the means of the installations, 100 and 200 are configured to implement the steps of the method 400 and their embodiments as explained above and the method 400 as well as its different embodiments can be implemented by means of installations, 100 and 200.

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Abstract

Installation photovoltaïque (100) verticale fixe, qui comporte au moins : - une structure (110), - un module photovoltaïque (115) supporté par ladite structure, - une base (120) de structure configurée pour être solidarisée à une surface d'installation (102), - un moyen de positionnement (125) de la structure sur la base, le moyen de positionnement étant au moins libre en rotation et configuré pour positionner la structure selon une position angulaire variable d'installation et - un moyen de fixation (130) de la position angulaire du moyen de positionnement de la structure par rapport à la base de structure.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L’INVENTION : INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE VERTICALE ET PROCÉDÉ DE MONTAGE D’UNE TELLE INSTALLATION
Domaine technique de l’invention
La présente invention vise une installation photovoltaïque verticale et un procédé de montage d’une telle installation. Elle s’applique, notamment, au domaine de la production d’énergie issue de sources renouvelables.
État de la technique
Dans le domaine de la production d’énergie issue de sources renouvelables, l’utilisation d’installation photovoltaïque est une solution efficace pour transformer une énergie lumineuse en une énergie électrique. Cependant, le montage de telles installations doit prendre en compte certaines contraintes présentes et dépendantes du terrain d’installation. Ces contraintes peuvent être définies notamment selon la topographie du terrain d’installation. Ainsi, lorsque les terrains présentent des pentes importantes et variables, cela représente une difficulté supplémentaire lors du montage des installations photovoltaïques.
Les solutions de l’art antérieur ne décrivent pas d’installations photovoltaïques adaptées à de fortes contraintes spatiales inhérentes au terrain d’installation.
Exposé de l’invention
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise une installation photovoltaïque verticale fixe, qui comporte au moins :
- une structure,
- un module photovoltaïque supporté par ladite structure,
- une base de structure configurée pour être solidarisée à une surface d’installation,
- un moyen de positionnement de la structure sur la base, le moyen de positionnement étant au moins libre en rotation et configuré pour positionner la structure selon une position angulaire variable d’installation et
- un moyen de fixation de la position angulaire du moyen de positionnement de la structure par rapport à la base de structure.
Grâce à ces dispositions, l’installation permet une mise en œuvre d’une pluralité de positions angulaires de la structure par rapport à la surface d’installation. De cette manière, l’installation est adaptable à différents types de dénivelés et peut être qualifiée de « tout terrain ». Comme on le comprend, l’installation photovoltaïque verticale fixe est donc adaptable, par exemple, à des contraintes inhérentes à la surface d’installation. Notamment, l’adaptabilité d’une telle installation photovoltaïque permet d’accéder à une pluralité de surfaces d’installation. Par exemple, ces surfaces d’installation sont des terrains présentant des pentes variables. Ainsi, la flexibilité de l’installation photovoltaïque est optimale.
Par ailleurs, lorsque l’installation photovoltaïque est montée sur un terrain présentant des pentes importantes et variables, l’utilisation d’une telle installation supprime, par exemple, les nécessités :
- d’aplanissement du terrain,
- de réalisation de calculs et de mesures complexes de positionnement et/ou
- d'utilisation de systèmes de positionnement électroniques complexes, tels que des satellites.
Ainsi, le montage de l'installation verticale sur une surface d’installation est facilement réalisé.
Dans des modes de réalisation optionnels, la structure comporte au moins une barre configurée pour être solidarisée à au moins un module et la base de structure comporte le moyen de positionnement de la structure.
Grâce à ces dispositions, le moyen de positionnement est incorporé dans la base de structure. Une transmission des contraintes mécaniques, s’exerçant sur une structure et des modules vers une base de structure, est donc renforcée. Par exemple, de telles contraintes sont des contraintes mécaniques statiques ou dynamiques présentes lorsque l’installation photovoltaïque est montée sur un terrain exposé à des vents importants constants ou variables. Ainsi, les contraintes mécaniques responsables de la détérioration prématurée de la structure et des modules sont limitées.
Dans des modes de réalisation optionnels, le moyen de positionnement comporte un logement formant un épaulement, la barre comportant une forme complémentaire au logement.
Grâce à ces dispositions, la barre est maintenue dans le logement compris dans le moyen de positionnement tout en conservant une liberté en rotation.
Dans des modes de réalisation optionnels, le moyen de positionnement comporte, de plus, au moins une rainure configurée pour permettre le positionnement de la barre selon une pluralité de positions angulaires. Grâce à ces dispositions, le moyen de positionnement permet d’augmenter le nombre de positions angulaires accessibles lors du montage de l’installation photovoltaïque. Notamment, lorsqu’un terrain d’installation présente des pentes délimitant des zones concaves ou convexes, l’installation présente une flexibilité et une adaptabilité améliorée.
Dans des modes de réalisation optionnels, la structure comporte au moins une barre configurée pour être solidarisée à au moins un module et le moyen de positionnement est disposé entre la base de structure et la structure.
Grâce à ces dispositions, le moyen de positionnement est dissocié de la base de structure et de la structure.
Ainsi, le remplacement d’un tel moyen de positionnement est facilité, par exemple lorsque celui-ci a subi un dommage ou présente d’une anomalie, sans qu'un remplacement de l’intégralité de la base de structure ou de la structure soit nécessaire. Dans des modes de réalisation optionnels, l’un des éléments parmi le moyen de positionnement et la barre comporte un alésage, l’autre élément comportant un arbre, l’alésage et l’arbre formant une liaison pivot d’axe de rotation perpendiculaire à un axe de la barre.
Grâce à ces dispositions, la position angulaire de la structure est réalisée par une liaison pivot. Ainsi, une pluralité de positions angulaires, selon un ou deux degrés de liberté, de la barre supportant le module est accessible.
Dans des modes de réalisation optionnels, l’installation comporte, de plus, un moyen de positionnement supplémentaire de la structure sur la base, le moyen de positionnement supplémentaire étant libre en rotation et comportant deux éléments, chaque élément délimitant une surface distincte, les surfaces parallèles et en contact étant configurées pour former une liaison pivot d’axe de rotation sécant à la surface d’installation.
Grâce à ces dispositions, le moyen de positionnement supplémentaire permet de réaliser une rotation supplémentaire selon, par exemple, des contraintes topographiques inhérentes au terrain d’installation ou à la présence d’un obstacle sur le terrain d’installation. L’installation photovoltaïque présente un degré de liberté en rotation supplémentaire. Ainsi, la flexibilité de l’installation photovoltaïque est améliorée. Dans des modes de réalisation optionnels, la structure comporte au moins une traverse et la base de structure comporte le moyen de positionnement de ladite traverse.
Grâce à ces dispositions, l’installation permet l’utilisation d’une traverse pouvant être disposée, par exemple, sur une pluralité de positions au niveau de la structure. De plus, l’orientation de la traverse est modifiable par le moyen de positionnement de la base de structure. Une pluralité de structures et une variabilité de position angulaire sont donc accessibles. Ainsi, l’installation présente une flexibilité importante.
Dans des modes de réalisation optionnels, l’un des éléments parmi le moyen de positionnement et la traverse comporte un alésage, l’autre élément comportant un arbre, l’alésage et l’arbre formant une liaison pivot d’axe de rotation perpendiculaire à un axe de la base de structure.
Grâce à ces dispositions, une pluralité de positions angulaires, selon un ou deux degrés de liberté, d’une structure supportant un module est accessible.
Dans des modes de réalisation optionnels, le module photovoltaïque est rectangulaire, le module étant fixé à la structure et orienté de manière qu’un côté court du module soit disposé en regard de la surface d’installation.
Grâce à ces dispositions, le module photovoltaïque présent dans l’installation photovoltaïque est fixé par au moins un de ses côtés longs. Ainsi la résistance aux contraintes mécaniques est améliorée comparée à une installation dans laquelle un module est fixé par un de ses côtés courts. Notamment, des appuis supplémentaires sont apportés au module par fixation d’un côté long du module, permettant sa disposition selon une configuration dite « portrait ». Une installation photovoltaïque fixe, plus stable et verticale est donc montée sur la surface d’installation. L’installation permet également de réduire l’empreinte au sol et notamment d’augmenter la compatibilité avec une activité agricole sur le sol d’installation.
Par ailleurs, une telle installation est ainsi compatible avec, par exemple, l’agrivoltaïsme. Notamment, l’installation présente également un faible impact hydrologique sur les plantations lorsqu’il est disposé sur un terrain agricole. Ainsi, une coactivité est établie, correspondant à la coexistence entre une pratique agricole significative et une production d’électricité efficace par un ou plusieurs systèmes photovoltaïques. Cette coactivité est appelée « l’agrivoltaïsme », également connu sous le sigle « Agri-PV » ou « APV ». Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de montage d’une installation photovoltaïque verticale fixe, qui comporte au moins :
- une étape de solidarisation d’une base de structure à une surface d’installation,
- une étape de support d’au moins un module photovoltaïque sur une structure,
- une étape de positionnement de la structure sur la base de structure selon au moins une position angulaire variable et
- une étape de fixation de la position angulaire de ladite structure sur la base de structure.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé de montage objet de la présente invention étant similaires à ceux de l’installation objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Brève description des figures
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier de l’installation et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente, schématiquement et en vue de face, un premier mode de réalisation particulier d’une installation objet de la présente invention,
La figure 2 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement selon trois vues, à gauche en vue de face, au milieu en vue de côté et à droite en vue de dessus,
La figure 3 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement selon deux vues, à gauche en vue de face et à droite en vue de dessus,
La figure 4 représente, schématiquement, un troisième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement selon deux vues, à gauche en vue de face et à droite en vue de dessus,
La figure 5 représente, schématiquement et en vue de face, un quatrième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement,
La figure 6 représente, schématiquement, un cinquième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement selon deux vues, à gauche en vue de face et à droite en vue de dessus, La figure 7 représente, schématiquement, un sixième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement selon deux vues, à gauche en vue de face et à droite en vue de dessus,
La figure 8 représente, schématiquement, un septième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement selon deux vues, à gauche en vue de face et à droite en vue de dessus,
La figure 9 représente, schématiquement et en vue de dessus, un huitième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement,
La figure 10 représente, schématiquement et en vue de dessus, des éléments du huitième mode de réalisation particulier d’un moyen de positionnement représenté en figure 9,
La figure 11 représente, schématiquement et en vue de face, un mode de réalisation particulier d’une structure d’une installation,
La figure 12 représente, schématiquement et en vue de face, plusieurs modes de réalisation particuliers d’une structure d’une installation,
La figure 13 représente, schématiquement et en vue de face, un deuxième mode de réalisation particulier d’une installation objet de la présente invention,
La figure 14 représente, schématiquement et en vue de face, une variante du deuxième mode de réalisation particulier représenté en figure 13,
La figure 15 représente, schématiquement et en vue de face, une variante du deuxième mode de réalisation particulier représenté en figure 13,
La figure 16 représente, schématiquement et en vue de face, un mode de réalisation particulier d’une structure d’une installation,
La figure 17 représente, schématiquement et en vue de face, un mode de réalisation particulier d’une structure représentée en figure 16 supportant des modules photovoltaïques,
La figure 18 représente, schématiquement et en vue de côté, deux modes de réalisation particuliers d’une traverse,
La figure 19 représente, schématiquement, en vue de dessus et en coupe, treize modes de réalisation particuliers d’une barre,
La figure 20 représente, schématiquement, en vue de dessus et en coupe, un ensemble barre, module et moyen de solidarisation particulier,
La figure 21 représente, schématiquement, en vue de côté et en coupe, cinq modes de réalisation particuliers d’une traverse secondaire, La figure 22 représente, schématiquement, en vue de côté et en coupe, trois modes de réalisation particuliers d’une traverse secondaire,
La figure 23 représente, schématiquement, en vue de côté et en coupe, trois modes de réalisation particuliers d’une traverse secondaire et
La figure 24 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière d’un procédé objet de la présente invention.
Description des modes de réalisation
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
Dans toute la description, on appelle « supérieur » tout ce qui est en haut en figures 1 , 2 à gauche et au milieu, 3 à gauche, 4 à gauche, 5, 6 à gauche, 7 à gauche, 8 à gauche, 13 à 15 et 17, 18, 21 à 23, qui correspond à la configuration normale d’utilisation de l’installation, « inférieur » ce qui est en bas dans ces figures 1 , 2 à gauche et au milieu, 3 à gauche, 4 à gauche, 5, 6 à gauche, 7 à gauche, 8 à gauche, 13 à 18, 21 à 23. On appelle « arrière » tout ce qui est à l’arrière du plan des figures 1 et 13 à 15 et 17, et « avant » tout ce qui est à l’avant du plan des figures 1 et 13 à 15. Les termes de « vertical » ou de « hauteur » découlent de ces définitions. On appelle « haut » tout ce qui est en haut en figures 12, 19 et 21 et « bas » tout ce qui est en bas en figures 12, 19 et 21. On appelle « gauche » ce qui se trouve à gauche des figures 2 à 4, 6 à 8, 10, 18, 21 , 22 et 23. On appelle « droite » ce qui se trouve à droite des figures 2 à 4, 6 à 8, 10, 18, 22 et 23. On appelle « milieu » tout ce qui est au milieu en figures 2, 19, 22 et 23. Les installations illustrées dans les figures 1 à 10 et 13 à 15 présentent chacune un axe A correspondant à un axe d’une barre et un axe B correspondant à un axe de rotation d’un moyen de positionnement lorsque les installations ne sont pas fixées, l’axe B étant perpendiculaire à l’axe A de la barre et préférentiellement au plan formé par le module. Les installations illustrées dans les figures 13 à 15 présentent chacune un axe D correspondant à un axe d’une base de structure et un axe B correspondant à un axe de rotation d’un moyen de positionnement lorsque les installations ne sont pas fixées, l’axe B étant perpendiculaire à l’axe D. L’installation illustrée en figure 9 présente un axe C d’un deuxième moyen de positionnement sécant à la surface d’installation et perpendiculaire à l’axe B. On rappelle ici les définitions suivantes :
Les termes « module bifacial » se réfèrent à un module produisant de l’énergie à l’aide de ses deux faces. Les faces d’un module correspondent aux deux surfaces de dimensions les plus importantes. Un module bifacial laisse passer la lumière vers la face avant et la face arrière de ses cellules photovoltaïques, elles-mêmes bifaciales.
Les cellules photovoltaïques bifaciales peuvent produire de l’électricité à l’aide de leurs deux faces. Généralement, une boîte de jonction est présente sur la face arrière du module et la puissance générée par la face arrière est souvent inférieure à la puissance générée par la face avant.
Les termes « module biverre » se réfèrent à un module présentant une face avant en verre et une face arrière en verre.
Les termes « gain de production électrique » se réfèrent à une augmentation de la production électrique, par exemple, due à une plus grande quantité d’énergie solaire atteignant les cellules photovoltaïques du module.
Les termes « en regard du sol » se réfèrent à une configuration d’installation dans laquelle un côté court du module photovoltaïque est plus proche du sol que l’autre côté court du module photovoltaïque lorsque le module photovoltaïque est rectangulaire.
Les termes « en forme de C », utilisés pour définir la forme d’une traverse, se réfèrent à une forme générale présentant :
- un côté support d’un élément et sensiblement horizontal ;
- un côté opposé au côté support ne supportant pas d’élément et sensiblement horizontal ; le côté support et le côté opposé étant reliés par deux côtés, ces deux côtés correspondant à un côté avant et un côté arrière, le côté avant ou le côté arrière étant au moins partiellement libre de matière.
Les termes « en forme de U », utilisés pour définir la forme d’une traverse, se réfèrent à une forme générale présentant :
- un côté support d’un élément et sensiblement horizontal ;
- un côté opposé au côté support ne supportant pas d’élément, sensiblement horizontal et partiellement libre de matière ; le côté support et le côté opposé étant reliés par deux côtés, ces deux côtés correspondant à un côté avant et un côté arrière.
Les termes « surface d’installation » se réfèrent à une surface sur laquelle une installation photovoltaïque est montée ou disposée. Par exemple, une telle surface se réfère à un sol d’installation. Par exemple, un tel sol d’installation est un terrain agricole.
Les termes « contraintes mécaniques statiques ou dynamiques » se réfèrent à des contraintes exercées sur une installation photovoltaïque. Notamment, ces contraintes sont dépendantes des caractéristiques du terrain d’installation. Par exemple, de telles contraintes sont exercées par le vent appliqué à la surface d’un module photovoltaïque.
Le terme « installation photovoltaïque verticale » se réfère à une installation ou une partie d’une installation délimitant au moins un plan sensiblement vertical à une surface d’installation. Par exemple, la surface d’installation forme un plan horizontal.
Le terme « installation photovoltaïque fixe » se réfère à une installation présentant une position spatiale, notamment angulaire et linéaire, fixe. Autrement dit, une installation photovoltaïque fixe ne correspond pas à une installation photovoltaïque mobile. Une telle installation photovoltaïque mobile est, par exemple, une installation dont les modules vont être actionnés en fonction de la trajectoire du soleil.
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.
On observe, sur la figure 1 , qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation d’une installation 100 objet de la présente invention. On observe que l’installation 100 verticale fixe comporte au moins une structure 110 et au moins un module photovoltaïque 1 15 supporté par la structure 110.
On observe que l’installation 100 comporte, de plus :
- une base 120 de structure,
- un moyen de positionnement 125 de la structure 110 sur la base 120 de structure et
- un moyen de fixation 130 du moyen de positionnement 125.
On note que :
- la base 120 de structure est configurée pour être solidarisée à une surface d’installation 102,
- le moyen de positionnement 125 est au moins libre en rotation et configuré pour positionner la structure 1 10 selon une position angulaire variable d’installation et
- le moyen de fixation 130 est configuré pour fixer la position angulaire de la structure 110 par rapport à la base 120 de structure.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 1 , la surface délimitée par des cellules photovoltaïques d’un module photovoltaïque 115 forme un parallélépipède. Dans des modes de réalisation (non représentés), au moins deux modules photovoltaïques 115 sont disposés verticalement, un module photovoltaïque 115 étant disposé au-dessus de l’autre module photovoltaïque 115 dans une installation 100.
Dans des modes de réalisation, le module photovoltaïque 115 est cadré. Dans des variantes, le module photovoltaïque 115 est non cadré. Autrement dit, le bord de fixation du module 115 est exempt de cadre de fixation. Par exemple, le module photovoltaïque 115 est un module biverre exempt de cadre.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 1 , le module photovoltaïque 115 est rectangulaire. On observe que le module 115 est fixé à la structure 110 et orienté de manière qu’un côté court du module 115 soit disposé en regard de la surface d’installation 102.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 1 , la structure 110 supportant au moins un module photovoltaïque 115 est un berceau. On observe, en figure 1 , que trois modules photovoltaïques 115 sont supportés par un berceau 110. Notamment, le berceau 110 comporte un élément horizontal inférieur supportant un côté court des modules photovoltaïques rectangulaires 115. Par exemple, un tel élément horizontal est une traverse. On note que le berceau 110 comporte également des éléments verticaux solidarisant les côtés longs des modules photovoltaïques 115. Par exemple, de tels éléments verticaux correspondent à des barres ou des poteaux. Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 1 , la base 120 de structure est configurée pour être solidarisée à une surface d’installation 102. On note que la structure 120 peut comporter plusieurs parties assemblables. On observe, sur la figure 1 , que la base 120 de structure comporte un plot 103. Le plot 103 est, par exemple, en béton ou en métal. Par exemple, le plot 103 est traversé par un élément 104 ancré dans un sol d’installation 102, un tel élément étant configuré pour fixer solidement la base de structure 102. L’élément 104 est, par exemple, un poteau ancré dans le sol ou un ensemble de vis.
On note que les berceaux 110, représentés en figure 1 , sont, par exemple, assemblés en usine puis amenés sur le terrain d’installation 102 ou assemblés sur une zone de montage spécifique ou assemblés sur le terrain d’installation 102.
On observe, en figure 1 , qu’une seule base 120 de structure supporte deux berceaux 110. Dans des variantes, les deux berceaux 110 sont supportés par deux bases de structure 120 distinctes. Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 1 , l’installation 100 comporte :
- une structure 110 comportant au moins une barre 101 présentant un axe A, la barre étant configurée pour être solidarisée à au moins un module 115 et
- une base 120 de structure comportant le moyen de positionnement 125 de la structure.
On observe, en figure 1 , qu’une barre 101 de la structure 110 présente un axe A, cet axe étant parallèle à une dimension la plus importante de la barre 101. Par exemple, lorsque la barre 101 est un tronc de cylindre, l’axe A est parallèle à une génératrice du tronc de cylindre. Par exemple, lorsque la barre 101 est polyédrique, l’axe A est parallèle à une arête présentant une dimension la plus importante.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 2, le moyen de positionnement 125 comporte un logement 106. Le logement 106 présente une forme configurée pour entourer une extrémité d’une barre 101 . On note que l’extrémité de la barre 101 présente une forme 108 complémentaire au logement 106. Le logement 106 forme un épaulement 107, tel que représenté au milieu et à droite de la figure 2. L’épaulement 107 entre en butée avec la forme 108 de l’extrémité de la barre 101 et maintient ainsi la forme 108 dans le logement 106. Autrement dit, la butée formée par l’épaulement 107 empêche le délogement de la forme complémentaire 108.
On observe, en figure 2, que le moyen de positionnement 125 est au moins libre en rotation selon un axe B lors du montage de l’installation 100. Le moyen de positionnement 125, par sa liberté en rotation lors de l’installation, est configuré pour positionner la structure 110 selon une position angulaire variable d’installation. La liberté en rotation du moyen de positionnement 125 est indiquée en figure 2 à gauche par une double flèche incurvée. Une telle liberté en rotation confère à l’installation 100 une accessibilité à une multitude de positions angulaires. Préférentiellement, les éléments du moyen 125 forment une liaison pivot. Notamment, les différents angles définissant les positions angulaires associées à cette liaison pivot sont compris dans un plan généralement perpendiculaire à la surface d’installation 102 ou à un plan horizontal.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figure 2 et 3, le moyen de positionnement 125 comporte au moins une rainure, 109 et/ou 121. La rainure, 109 et/ou 121 est configurée pour permettre le positionnement de la barre 101 selon une pluralité de positions angulaires. Notamment, une rainure latérale 121 , représentée à droite de la figure 2, confère une amplitude de rotation supplémentaire à la liaison pivot d’axe de rotation B. Autrement dit, le plot 103 comporte une rainure latérale 121 , également appelée ouverture latérale, afin de faire varier facilement l’inclinaison du berceau 110. Dans des variantes, telles que celle représentée en figure 3, une rainure centrale 109, confère également une amplitude de rotation supplémentaire à la liaison pivot d’axe de rotation B. Notamment, une telle rainure centrale 109 augmente l’adaptabilité de l’installation 100 lorsque le terrain d’installation 102 présente une surface, par exemple, convexe ou concave.
Dans des modes de réalisation (non représentés), un moyen de fixation 130 du moyen de positionnement 125 comporte au moins un boulon. Par exemple, un plot 103 et l’extrémité d’une barre 101 présentent chacun un alésage présentant un taraudage, les alésages étant alignés et les taraudages étant adaptés au filetage du boulon. Autrement dit, le boulon est vissé à travers le plot 103 et dans l’extrémité de la barre 101. Dans d’autres exemples, seul le plot comporte un alésage présentant un taraudage et le boulon, lorsqu’il est vissé, pousse l’extrémité de la barre 101 jusqu’à une butée. Dans d’autres modes de réalisation (non représentés), la fixation 130 du moyen de positionnement 125 comporte au moins deux boulons. Ces boulons sont vissables selon les mêmes caractéristiques structurelles définies précédemment.
Dans des modes de réalisation (non représentés), un plot 103 présente une ouverture traversante et un moyen de fixation 130 comporte un ensemble formé par une barre transversale et un boulon. Une telle barre transversale présente au moins une dimension supérieure à l’ouverture du plot 103. Par exemple, la barre transversale et l’extrémité du pied comportent un alésage présentant un taraudage. Les alésages sont alignés et les taraudages sont adaptés au filetage du boulon. Notamment, lorsque le moyen de fixation 130 fixe une position angulaire, le boulon est vissé et solidarise la barre transversale et la barre 101 de la structure 110. On note qu’une telle barre transversale est en contact avec le plot 103 lorsque le boulon est vissé. Dans des variantes, un autre ensemble comportant une barre transversale et un boulon solidarise la barre 101 de la structure 110 au plot 103 sur l’autre côté de l’ouverture traversante.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 4, l’extrémité de la barre 101 de la structure 110 comporte un alésage 122 et le moyen de positionnement 125 comporte un arbre 123. On note que l’alésage 122 et l’arbre 123 forment une liaison pivot d’axe de rotation B perpendiculaire à l’axe A de la barre 101. Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 4, le moyen de positionnement 125 et le moyen de fixation 130 présentent des éléments en commun, comme l’arbre 123 et l’alésage 122. On note que moyen de fixation 130 comporte, de plus, un écrou permettant de fixer la position angulaire de la liaison pivot. Autrement dit, la barre 101 est immobilisée dans le plot 103 par le serrage de l’écrou sur la surface du plot 103. On observe, en figure 4, que l’axe 123 comporte un épaulement configuré pour serrer la structure 110 contre le plot 103 lorsque le boulon 130 est vissé.
Dans des variantes, telles que celle représentée en figure 5, la barre 101 est solidarisée à un élément 111 intermédiaire libre en rotation. On note que l’élément intermédiaire 111 est, par exemple :
- boulonné à la structure 110 et
- fixé au plot 103 par un moyen de fixation, un tel moyen de fixation présentant des caractéristiques structurelles similaires à celles décrites précédemment.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figures 6 à 10, l’installation 100 comporte :
- une structure 110 comportant au moins une barre 101 présentant un axe A, la barre 101 étant configurée pour être solidarisée à au moins un module 115 et
- un moyen de positionnement 125 disposé entre la base 120 de structure et la structure 110.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 6, le moyen de positionnement 125 comporte une partie intermédiaire 113 et un élément intermédiaire 111 disposés entre la base 120 de structure et la structure 110. Autrement dit, la partie intermédiaire 113 et l’élément intermédiaire 111 sont solidarisés et sont disposés au- dessus du plot 103. On observe, en figure 6, que la structure 110 est solidarisée à l’élément intermédiaire 111 par un ensemble de vis 112. On note que l’un des éléments parmi la partie intermédiaire 113 et l’élément intermédiaire 111 comporte un arbre, l’autre élément comportant un alésage, l’arbre et l’alésage formant une liaison pivot. Une telle liaison pivot et le moyen de fixation
130 sont réalisables similairement aux modes de réalisation décrits en figure 5.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 7, le moyen de positionnement 125 comporte une platine 113 disposée entre la base 120 de structure et la structure 110. On note que les caractéristiques structurelles précédemment énoncées pour le moyen de positionnement 125 représenté en figure 4 et 5 sont également valables pour le moyen de positionnement 125 représenté en figure 7.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 8, une platine 113 sépare la base 120 et la structure 110. On note, dans ces modes de réalisation, qu’une portion d’une barre 101 de la structure 1 10 est glissée au niveau d’une barre cylindrique 124 de la platine 113. On note que l’axe B est parallèle à une génératrice de la barre cylindrique 124. La portion de la barre 101 de la structure 110 est immobilisée dans une position angulaire par un moyen de fixation 130 comportant, par exemple, un système de boulon et d’écrou.
Dans ces modes de réalisation, tels que celui représenté à gauche de la figure 8, la structure 110 comporte un alésage 117. Cet alésage présente une forme circulaire, l’intérieur du cercle présentant un évidement traversant. L’alésage 117 est également appelé "point de rotation". Une barre cylindrique 124 de la platine 113 forme un arbre. Ainsi, l’alésage 117 et la barre cylindrique 124 forment une liaison pivot présentant l’axe B de rotation. On note que la platine 113 est positionnée au niveau de cet alésage 117 et présente, par exemple, une dimension inférieure ou égale au diamètre externe de la forme circulaire. Ainsi, par cet agencement, une pluralité de positions angulaires est réalisable. À gauche de la figure 8, la liberté en rotation du moyen de positionnement 125 est représentée par une double flèche incurvée.
Dans des variantes, telles que celles représentées en figure 11 et 12, un ou plusieurs alésages 117 sont disposés sur différents endroits de la structure 110. Ces alésages 117 sont positionnés sur la structure 110, également appelée berceau 110, afin d’améliorer la flexibilité d’installation sur un terrain 102 présentant des pentes. Par exemple, le nombre et la position des alésages 117 sur le berceau 110 seront choisis selon le degré d’inclinaison des pentes du terrain d’installation 102.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figures 9 et 10, l’installation 100 comporte, de plus, un moyen de positionnement supplémentaire 126 de la structure 110 sur la base 120. Un tel moyen supplémentaire 126 est libre en rotation. Dans ces modes de réalisation, le moyen de positionnement 125 et le moyen de positionnement supplémentaire 126 sont présents sur un même élément 113 correspondant à une platine.
Dans ces modes de réalisation, le deuxième moyen de positionnement supplémentaire 126 comporte deux éléments, 114 et 116. Notamment, une platine 113 présente les deux parties, 114 et 116. On note que chaque partie, 114 et 116, délimite une surface distincte, les surfaces étant parallèles et en contact. De telles surfaces sont configurées pour former une liaison pivot d’axe de rotation C sécant à la surface d’installation 102. Préférentiellement, l’axe C de rotation est perpendiculaire à la surface d’installation 102 ou à l’horizon. De plus, cette liaison pivot selon l’axe C est perpendiculaire à l’axe B de rotation d’une autre liaison pivot. Notamment, les différents angles définissant les positions angulaires associées à cette liaison pivot sont compris dans un plan généralement parallèle à la surface d’installation 102. On note qu’une telle liaison pivot du moyen de positionnement supplémentaire 126 forme une charnière.
Dans des modes de réalisation (non représentés), la platine 113 est décalée par rapport à la base 120 de structure afin de faciliter l’inclinaison du berceau 110.
Dans des modes de réalisation, le passage des câbles 302 des modules 115 est réalisé au-dessus ou en dessous de la platine 113. Dans des variantes, une goulotte de protection des câbles 302 est intégrée à la platine 113.
On observe, sur la figure 13, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation d’une installation 200 objet de la présente invention.
On observe, en figure 13, que l’installation 200 photovoltaïque verticale fixe comporte au moins une structure 210 et au moins un module photovoltaïque 115 supporté par la structure 210. Une telle structure 210 est également représentée en figures 16 et 17.
On observe que l’installation 200 d’installation comporte, de plus :
- une base 220 de structure,
- un moyen de positionnement 225 de la structure 210 sur la base 220 de structure et
- un moyen de fixation 130 du moyen de positionnement 225.
On note que :
- la base 220 de structure est configurée pour être solidarisée à une surface d’installation 102,
- le moyen de positionnement 225 est au moins libre en rotation et configuré pour positionner la structure 210 selon une position angulaire variable d’installation et
- le moyen de fixation 130 est configuré pour fixer la position angulaire de la structure 210 par rapport à la base 220 de structure.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 13, la base 220 de structure comporte une partie ancrée dans le sol du terrain d’installation 102. La base 220 de structure comporte notamment une poutre 104 ou un pieu 104 solidarisé à la surface d’installation 102.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figures 13 à 15, l’installation photovoltaïque 200 comporte une structure 210 comportant au moins une traverse 201 . Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figure 16, la traverse 201 présente différents profilés. La traverse 201 présente un profilé carré à gauche de la figure 18 et un profilé hexagonal à droite de la figure 18. Préférentiellement le profilé de la traverse 201 est hexagonal. Dans ce cas, le rayonnement solaire diffus ou direct du module photovoltaïque, représenté par une flèche à droite de la figure 18, est maximisé.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 13, l’installation photovoltaïque 200 comporte, de plus, une base 220 de structure comportant le moyen de positionnement 225 de traverse 201 .
On observe, en figure 13, que la structure 210 comporte au moins une barre 101 supportant un ou deux modules photovoltaïques 115. Préférentiellement, chaque axe A d’une barre 101 est perpendiculaire à un axe longitudinal de la traverse 201 . On note que les barres 101 sont également appelées « barres parallèles ». La traverse 201 est fixée aux barres parallèles 101 par n’importe quel moyen connu de l’homme du métier. Dans ces modes de réalisation, la traverse 201 comporte un alésage 203, représenté en figures 16 et 17. On note que la base 220 de structure comporte, par exemple, un arbre (non représenté). L’alésage 203 et l’arbre formant une liaison pivot d’axe de rotation B perpendiculaire à un axe D de la base 220 de structure. Autrement dit, la traverse 201 est au moins libre en rotation selon l’axe B. Par exemple, lorsque la base 220 est un tronc de cylindre, l’axe D est parallèle à une génératrice du tronc de cylindre. Par exemple, lorsque la barre 101 est polyédrique, l’axe D est parallèle à une arête présentant une dimension la plus importante.
Dans des modes de réalisation, tels que celui représenté en figure 13, le moyen de fixation 130 comporte un boulon. Notamment, le boulon du moyen de fixation 130 fixe la traverse 201 et la base 220 de structure selon une position angulaire déterminée. Autrement dit, la portion de la traverse 201 de la structure 210 est immobilisée dans une position angulaire par un moyen de fixation 130.
Dans des variantes, telles que celles représentées en figures 14 et 15, la structure 210 comporte une traverse supplémentaire 202. Autrement dit, la structure 210 comporte une traverse inférieure 202 et une traverse supérieure 201. Notamment, les modules photovoltaïques 115 sont solidarisés à deux traverses, 201 et 202, de préférence parallèles entre elles. On note qu’une base 220 de structure est fixée, par un moyen de fixation 130, à une extrémité de chaque traverse, 201 et 202.
Préférentiellement, la base 220 de structure présente une partie inférieure 222 et une partie supérieure 221 , telle que représentée en figure 15. On note que la partie inférieure 222 forme une coulisse et que la partie supérieure 221 forme un coulisseau, la coulisse et le coulisseau formant une liaison glissière. La liaison glissière est immobilisée, par exemple, par des boulons ou par n’importe quel moyen connu de la personne du métier. Notamment, lorsque les boulons sont vissés, la partie inférieure 222 exerce une pression sur la partie supérieure 221 , immobilisant la liaison glissière. Une telle liaison glissière est configurée pour régler la hauteur de la base 220 de structure, selon, par exemple, la pente du terrain d’installation. De plus, un écartement constant entre les deux traverses, 201 et 202, est obtenu. Ainsi, les contraintes mécaniques appliquées au niveau des accroches disposées entre des traverses, 201 et 202, et les modules photovoltaïques 115 sont limitées.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figures 13 à 15, le module photovoltaïque 115 est rectangulaire. On observe que le module 115 est fixé à la structure 210 et orienté de manière qu’un côté court du module 115 soit disposé en regard de la surface d’installation 102.
Les modes de réalisations et variantes suivants sont valables pour les installations 100 et 200, sauf mention du contraire.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figure 19, au moins une barre 101 présente un profilé transversal, 1011 , 1012, 1013, 1014, 1015, 1016, 1017, 1018, 1019, 1020, 1021 , 1022 ou 1023, en forme de :
- triangle 1012, également représenté en figure 20 ;
- rectangle 1011 ;
- H symétrique 1013 ;
- H asymétrique 1014 ;
- H inclinél 020 ;
- croix, 1017, 1018 et 1019 ;
- C 1015 ;
- F 1016 ;
- T (non représenté) ;
- T incliné 1022 ; - T incliné et décalé 1021 ou
- Z incliné 1023.
On observe, en figure 20, la trajectoire du rayonnement solaire représenté par des flèches. Notamment, lorsque la barre 101 est en matériau au moins partiellement réfléchissant, une partie des rayonnements solaires arrivant sur la barre 101 est réfléchie vers le module 115. Un gain de production électrique est ainsi obtenu lorsque le module 115 est bifacial.
On note que le choix du profilé transversal de la barre 101 , parmi les profilés transversaux mentionnés précédemment, est réalisé en fonction, par exemple :
- de la résistance mécanique souhaitée,
- des contraintes d’installation,
- d’une limitation des coûts de production et d’installation et/ou
- d’un ombrage vertical minimisé à l’arrière du module 115 lorsque le module 115 est bifacial.
Ainsi, la facilité d’installation et la résistance mécanique de l’installation photovoltaïque, 100 ou 200, sont améliorées. De plus, l’installation, 100 ou 200, présente un ombrage vertical limité sur la face arrière d’un module 115. Lorsque le module 115 est bifacial, la production d’électricité est ainsi augmentée. Par ailleurs, lorsque la barre 101 présente un des différents profilés transversaux mentionnés précédemment et est au moins partiellement en matériau réfléchissant, une réflexion optimale de la lumière solaire sur le module photovoltaïque 115 est réalisée. Le gain de production électrique est donc augmenté.
Dans des modes de réalisation, le module photovoltaïque 115 d’une installation, 100 ou 200, est fixé à une barre 101 par :
- au moins un ensemble boulon et écrou (non représenté), permettant notamment d’éviter le décollement et le glissement du module photovoltaïque 115 ;
- au moins un système de clip, tel que représenté en figure 20, permettant notamment d’éviter le décollement du module photovoltaïque 115 ;
- au moins un ressort (non représenté) et/ou
- au moins une pince, par exemple de type clamp (non représenté).
Dans des modes de réalisation, la surface avant du module photovoltaïque 115 est alignée à la surface avant délimitée par une barre 101 d’une installation, 100 ou 200. Autrement dit, la surface avant du module photovoltaïque 115 n’est pas en retrait vis- à-vis de la surface avant délimitée par une barre 101 . Dans ces modes de réalisation, l’exposition de la face avant du module photovoltaïque 115 aux rayonnements solaires est augmentée puisque les ombrages sont limités. On note que, lorsque le module photovoltaïque 115 est bifacial, cette exposition préférentielle de la face avant entraîne une projection d’ombres plus importante sur la face arrière. Cependant, le rendement de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique est supérieur pour la face avant du module 115 comparé à la face arrière du module 115. Ainsi, malgré la présence d’ombrage sur la face arrière du module 115, le gain de production électrique est amélioré par cette exposition préférentielle aux rayonnements solaires de la face avant du module 115.
On note que, lorsque la face avant du module 115 est préférentiellement exposée aux rayonnements solaires, une telle solution est moins exigeante vis-à-vis de la bifacialité. Autrement dit, le positionnement du module photovoltaïque 115 n’est pas conditionné par la bifacialité. Ainsi, un choix plus important de modules photovoltaïques 115 est offert pour une installation, 100 ou 200, incluant notamment des modules photovoltaïques 115 présentant un coût économique moins important.
Lorsqu’une installation photovoltaïque, 100 et 200, présentant au moins une rangée de modules 115 est mise en place, les faces avant des modules 115 sont orientables selon un choix de performance de l’installation, 100 et 200. Par exemple, les faces avant des modules 115 sont orientées plein Est jusqu’à une orientation plein Ouest. L’orientation d’une rangée de modules 115 présente donc un important degré de liberté. Ainsi, des profils électriques variés sont accessibles selon l’orientation d’une rangée d’une installation photovoltaïque, 100 ou 200, et selon le choix de la surface des barres 101 à aligner à la face avant du module 115. Notamment, une telle flexibilité d’orientation est exploitée, par exemple, afin :
- d’adapter l’installation, 100 et 200, aux contraintes spatiales inhérentes au terrain d’installation et/ou
- de positionner l’installation, 100 et 200, de manière à diminuer l’exposition aux vents forts dominants.
Dans des variantes, lorsque le terrain d’installation 102 est un terrain agricole, la flexibilité d’orientation est exploitée pour installer, par exemple des rangées en ligne droite du Sud au Nord. Une telle installation photovoltaïque, 100 et 200, est préférentiellement mise en place afin que le sol agricole reçoive une quantité de lumière uniforme. Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figure 21 à 23, l’installation, 100 ou 200, comporte, de plus, au moins une traverse secondaire 301. Notamment, une telle traverse secondaire 301 est comprise dans la structure, 110 ou 210.
Dans ces modes de réalisation, la traverse secondaire 301 est disposée sous le module photovoltaïque 115. Dans cette configuration, l’installation photovoltaïque, 100 ou 200, est présente sur une surface d’installation 102 et le module 115 est placé en regard de la surface 102. La traverse secondaire 301 présente deux extrémités (non représentées), chaque extrémité comportant une attache. Chaque attache est configurée pour fixer une extrémité distincte de la traverse secondaire 301 à une barre 101 d’une installation, 100 ou 200. On note que la traverse secondaire 301 est disposée et fixée entre au moins deux barres 101 .
Dans ces modes de réalisation, lorsque le module photovoltaïque 115 est rectangulaire et présente deux côtés courts et deux côtés longs, le côté court du module photovoltaïque 115 repose donc le long de la traverse secondaire 301 . Ainsi, les risques de glissement du module photovoltaïque 115, selon un mouvement vertical descendant, sont limités, notamment lors de la mise en place de l’installation photovoltaïque, 100 ou 200.
Plusieurs modes de réalisation sont possibles pour la forme du profilé transversal de la traverse secondaire 301. Ces différents modes de réalisation sont représentés en figures 21 à 23.
Dans des modes de réalisation, la traverse secondaire 301 présente un profilé transversal en forme de :
- C, telle que représentée par les deux formes en haut de la figure 21 ou
- U inversé, telle que représentée par les trois formes en bas de la figure 21 .
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figure 22, la traverse secondaire 301 comporte, de plus, un rebord supérieur en contact avec le module photovoltaïque 115 et un rebord inférieur configuré pour retenir des câbles électriques 302 reliés au module photovoltaïque 115. Préférentiellement, le rebord inférieur est une glissière. On note que le rebord inférieur est défini par une largeur et une hauteur. Ainsi, les câbles électriques 302 sont protégés et orientés selon des contraintes d’utilisation de l’installation photovoltaïque, 100 ou 200, prédéterminées.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figure 22, la largeur du bord inférieur de la traverse secondaire 301 représentée à gauche de la figure 22 est supérieure aux largeurs des bords inférieurs des traverses secondaires 301 représentées respectivement au milieu et à droite de la figure 22. On observe également que la hauteur du bord inférieur de la traverse secondaire 301 représentée à droite de la figure 22 est supérieure aux hauteurs des bords inférieurs des traverses secondaires 301 représentées respectivement au milieu et à gauche de la figure 22. Préférentiellement, lorsque des modules 115 sont reliés en série, le câble positif 302 des modules photovoltaïques 115 présente une longueur différente, inférieure ou supérieure, à la longueur du câble négatif 302 des modules photovoltaïques 115. Ainsi, les connecteurs (non représentés) entre les modules 115 sont protégés par la traverse secondaire 301. Les modules 115 sont reliés en série dans une chaîne appelée « string », connue de la personne du métier. Autrement dit, le câble positif 302 d’un premier module 115 est relié à un câble négatif 302 d’un deuxième module 115 par l’intermédiaire d’un connecteur. Dans cette configuration, si le câble positif du premier module 115 présente une longueur égale à la longueur du câble négatif 302 du deuxième module 115 alors le connecteur de ces deux câbles 302 arrive au niveau de la barre 101. Une telle disposition du connecteur est à éviter dans certains cas, notamment lorsque les câbles 302 sont positionnés en bas des modules 1 15, c’est-à- dire au niveau du côté court disposé en regard du sol 102. En effet, dans ce cas, le connecteur n’est pas protégé par la traverse secondaire 301 . Ainsi, une différence de longueur entre le câble positif 302 et le câble négatif 302 permet d’éviter une telle disposition du connecteur et permet donc une protection du connecteur par la traverse secondaire 301 .
Dans des modes de réalisation (non représentés), la traverse secondaire 301 comporte au moins un orifice ou une forme ajourée, présent sur le rebord supérieur ou sur un rebord arrière. On note que le rebord arrière de la traverse secondaire 301 est du même côté que la boîte de jonction du module photovoltaïque 115. L’orifice de la traverse secondaire 301 est configuré pour faciliter le passage des câbles électriques 302 du module photovoltaïque 115.
Dans des modes de réalisation (non représentés), une traverse secondaire 301 est configurée pour enserrer au moins partiellement une barre 101.
Ainsi, l’ensemble module 115 et structure, 110 ou 210, présente une compacité plus importante, la stabilité de l’installation est donc renforcée. Par exemple, la traverse secondaire 301 présente des évidements longitudinaux et/ou transversaux. On note que de tels évidements sont configurés pour enserrer partiellement ou totalement une barre 101 .
Dans des modes de réalisation (non représentés), une attache de la traverse secondaire 301 comporte au moins une attache intermédiaire configurée pour compléter l’enserrement autour d’au moins une barre 101 de la structure, 110 ou 210. Ainsi, la fixation de la traverse aux barres 101 est renforcée.
Dans des variantes (non représentées), une attache de la traverse secondaire 301 comporte au moins une attache intermédiaire en forme d’équerre comportant :
- une partie supérieure configurée pour être fixée à une barre 101 de structure, 110 ou 210, et
- une partie inférieure, perpendiculaire à la partie supérieure et à la barre 101 , configurée pour supporter la traverse secondaire 301 .
Ainsi, le support du module 101 par la structure, 110 ou 210, est renforcé permettant de limiter les contraintes mécaniques dues à la gravité.
Notamment, lorsqu’une structure, 110 ou 210, comporte deux barres 101 et que deux équerres sont solidarisées respectivement à chaque barre 101 , les équerres sont des supports des extrémités d’une traverse secondaire 301. On note que la solidarisation d’une équerre à une barre 101 est réalisée par n’importe quel moyen connu de la personne du métier. Par exemple, la solidarisation est réalisée par un boulon configuré pour fixer la barre 101 avec la partie supérieure de l’équerre.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés en figure 23, la traverse secondaire 301 est au moins partiellement en matériau réfléchissant la lumière et présente un profilé transversal en forme de C. Sur la figure 23, les rayons lumineux sont représentés par des flèches droites. On observe, par exemple, en figure 23, un rayonnement lumineux indirect sur le module photovoltaïque 105. Le rayonnement lumineux indirect est la résultante du réfléchissement d’un ou plusieurs rayonnements lumineux appliqués directement sur une surface arrière de la traverse secondaire 301 réfléchissante.
Dans des modes de réalisation, tels que ceux représentés aux figures 1 et 13 à 15, l’installation, 100 ou 200, ne comporte pas d’élément horizontal reliant deux barres 101 , par exemple, une poutre, une traverse, un contreventement ou une entretoise, disposés au-dessus d’une portion du module 115 qui n’est pas en regard d’un sol d’installation 102. Autrement dit, aucun élément horizontal reliant deux barres 101 ou deux barres parallèles 101 n’est disposé au-dessus d’une portion du module 115 la plus éloignée du sol 102. Par exemple, lorsque le module est rectangulaire, l’installation photovoltaïque, 100 ou 200, ne comporte pas d’élément horizontal reliant deux barres disposées au-dessus du côté court du module 115 qui n’est pas en regard d’un sol d’installation 102. Autrement dit, aucun élément horizontal reliant deux barres parallèles 101 n’est disposé au-dessus du côté court du module 115 le plus éloigné du sol.
Ainsi, la quantité de matériau d’installation est réduite. Le coût de l’installation est donc diminué, limitant son impact environnemental. Par ailleurs, l’installation photovoltaïque, 100 et 200, permet une gestion améliorée de la lumière irradiant les modules photovoltaïques 115 en limitant les ombrages provoqués par l’utilisation d’une structure plus complexe comportant notamment l’élément horizontal supérieur. En effet, une telle installation, 100 et 200, permet une irradiation solaire maximale à l’avant et à l’arrière des modules. Ainsi, la quantité d’électricité produite est augmentée.
On observe, sur la figure 24, une vue schématique d’un mode de réalisation optionnel du procédé 400 objet de la présente invention. Le procédé 400 est un procédé de montage d’une installation photovoltaïque verticale fixe. Le procédé de montage 400 comporte au moins :
- une étape de solidarisation 401 d’une base de structure à une surface d’installation,
- une étape de support 402 d’au moins un module photovoltaïque sur une structure,
- une étape de positionnement 403 de la structure sur la base selon une position angulaire variable et
- une étape de fixation 404 de la position angulaire de la structure sur la base de structure.
Lors de l’étape de solidarisation 401 , la base de structure est solidarisée à la surface d’installation, par exemple, à l’aide d’un pieu.
Lors de l’étape de support 402, le module photovoltaïque est attaché à la structure de manière que le module photovoltaïque soit supporté par la structure.
On note que ces étapes sont réalisables successivement ou dans un ordre différent. Ainsi, il est possible de choisir de réaliser, par exemple, l’étape de positionnement de la structure sur la base de structure en amont de l’étape de fixation d’un module photovoltaïque sur une structure.
Lors de l’étape de positionnement 403, la structure est positionnée sur la base de structure selon une position angulaire variable. Par exemple, les différents angles définissant les positions angulaires sont compris dans un plan généralement perpendiculaire à la surface d’installation. Le choix de la position angulaire est effectué selon, par exemple, le degré des pentes du terrain d’installation. Dans des variantes, le choix d’au moins une position angulaire, définie par exemple par différents plans verticaux de l’installation, les plans étant orthogonaux par rapport à la surface d’installation, est effectué selon, par exemple, des obstacles présents sur le terrain d’installation.
Lors de l’étape de fixation 404, la position angulaire de la structure sur la base de structure est fixée. Dans des variantes, la structure présente une position angulaire partiellement fixée. Autrement dit, la structure présente une mobilité angulaire, cette mobilité n’étant effective qu’à certaines conditions. Notamment, une telle mobilité partielle est présente lorsque des contraintes particulières sont appliquées à l’installation. Par exemple, lorsque le terrain d’installation est soumis à des tremblements de terre, la position angulaire de la structure varie selon les contraintes mécaniques appliquées à l’installation. Autrement dit, sans de telles contraintes mécaniques, la position angulaire de la structure est fixe.
Dans des modes de réalisation, le procédé de déploiement 400 comporte, au moins :
- une étape de solidarisation d’une première base de structure à une surface d’installation,
- une étape de positionnement d’un gabarit sur la première base de structure,
- une étape de positionnement d’une deuxième base de structure à la surface d’installation et selon le positionnement du gabarit,
- une étape de solidarisation de la deuxième base de structure à la surface d’installation,
- une étape de retrait du gabarit,
- une étape de positionnement d’une structure sur les bases de structure selon une position angulaire variable,
- une étape de support d’un module photovoltaïque sur une structure et
- une étape de fixation fixant la position angulaire de la structure sur la base de structure.
Dans des variantes, l’étape de positionnement du gabarit n’est pas réalisée dans le procédé de déploiement 400. Alternativement, la détermination de la position de la deuxième base de structure est réalisée par un système de repérage de précision. Un tel système de repérage est, par exemple, un « GPS » également appelé assistant de navigation.
Préférentiellement, les moyens des installations, 100 et 200, sont configurés pour mettre en œuvre les étapes du procédé 400 et leurs modes de réalisation tels qu’exposés ci-dessus et le procédé 400 ainsi que ses différents modes de réalisation peuvent être mis en œuvre par les moyens des installations, 100 et 200.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation photovoltaïque (100, 200) verticale fixe, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins :
- une structure (110, 210),
- un module photovoltaïque (115) supporté par ladite structure,
- une base (120, 220) de structure configurée pour être solidarisée à une surface d’installation (102),
- un moyen de positionnement (125) de la structure sur la base, le moyen de positionnement étant au moins libre en rotation et configuré pour positionner la structure selon une position angulaire variable d’installation et
- un moyen de fixation (130) de la position angulaire du moyen de positionnement de la structure par rapport à la base de structure.
2. Installation (100) selon la revendication 1 , dans laquelle :
- la structure (110) comporte au moins une barre (101 ) configurée pour être solidarisée à au moins un module (115) et
- la base (120) de structure comporte le moyen de positionnement (125) de la structure.
3. Installation (100) selon la revendication 2, dans laquelle le moyen de positionnement (125) comporte un logement (106) formant un épaulement (107), la barre (101 ) comportant une forme (108) complémentaire au logement.
4. Installation (100) selon l’une des revendications 2 ou 3, dans laquelle le moyen de positionnement (125) comporte, de plus, au moins une rainure (109, 121 ) configurée pour permettre le positionnement de la barre (101 ) selon une pluralité de positions angulaires.
5. Installation (100) selon la revendication 1 , dans laquelle :
- la structure comporte au moins une barre (101 ) configuré pour être solidarisé à au moins un module (115) et
- le moyen de positionnement (125) est disposé entre la base (120) de structure et la structure (110). Tl
6. Installation (100) selon l’une des revendications 2 à 5, dans laquelle l’un des éléments parmi le moyen de positionnement (125) et la barre (101 ) comporte un alésage (117, 122), l’autre élément comportant un arbre (123), l’alésage et l’arbre formant une liaison pivot d’axe de rotation (B) perpendiculaire à un axe (A) de la barre.
7. Installation (100) selon l’une des revendications 1 à 6, qui comporte, de plus, un moyen de positionnement supplémentaire (126) de la structure (110) sur la base (120), le moyen de positionnement supplémentaire étant libre en rotation et comportant deux éléments (114, 116), chaque élément délimitant une surface distincte, les surfaces parallèles et en contact étant configurées pour former une liaison pivot d’axe de rotation (C) sécant à la surface d’installation (102).
8. Installation (200) selon la revendication 1 , dans laquelle :
- la structure (210) comporte au moins une traverse (201 ) et
- la base (220) de structure comporte le moyen de positionnement (225) de ladite traverse.
9. Installation (200) selon la revendication 8, dans laquelle l’un des éléments parmi le moyen de positionnement (225) et la traverse (201 ) comporte un alésage (203), l’autre élément comportant un arbre, l’alésage et l’arbre formant une liaison pivot d’axe de rotation perpendiculaire à un axe (D) de la base (220) de structure.
10. Installation (100, 200) selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle le module photovoltaïque (115) est rectangulaire, le module étant fixé à la structure (120, 220) et orienté de manière qu’un côté court du module soit disposé en regard de la surface d’installation (102).
11. Procédé (400) de montage d’une installation photovoltaïque verticale fixe, caractérisé en ce qu’il comporte au moins :
- une étape de solidarisation (401 ) d’une base de structure à une surface d’installation,
- une étape de support (402) d’au moins un module photovoltaïque sur une structure,
- une étape de positionnement (403) de la structure sur la base de structure selon au moins une position angulaire variable et - une étape de fixation (404) de la position angulaire de ladite structure sur la base de structure.
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