WO2024156670A1 - Nettoyage d'elements a l'etat solide par emission d'ondes acoustiques - Google Patents

Nettoyage d'elements a l'etat solide par emission d'ondes acoustiques Download PDF

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WO2024156670A1
WO2024156670A1 PCT/EP2024/051445 EP2024051445W WO2024156670A1 WO 2024156670 A1 WO2024156670 A1 WO 2024156670A1 EP 2024051445 W EP2024051445 W EP 2024051445W WO 2024156670 A1 WO2024156670 A1 WO 2024156670A1
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WO
WIPO (PCT)
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transducer
elements
row
acoustic wave
electrical signal
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/051445
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English (en)
Inventor
Michaël BAUDOIN
Olivier BOU MATAR LACAZE
Nikolaos CHRISTOPOULOS
Roudy AL SAHELY
Original Assignee
Vision
Centre National De La Recherche Scientifique
Universite Polytechnique Hauts-De-France
Universite De Lille
Centrale Lille Institut
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10—Cleaning arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned
    • B08B7/026—Using sound waves
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/20—Cleaning; Removing snow

Definitions

  • the invention relates to the field of cleaning surfaces on which solid state elements may be present, such as grains of sand, dust particles, etc. These surfaces are, for example, the external faces of the protective plates of photovoltaic panels.
  • solid state elements such as grains of sand, dust particles, etc.
  • These surfaces are, for example, the external faces of the protective plates of photovoltaic panels.
  • the efficiency of a particular photovoltaic panel is the essential parameter which, combined with its cost and its robustness, determines the competitiveness of said panel on the global market for photovoltaic panels.
  • photovoltaic panels lose their efficiency every day due to the accumulation of elements in the solid state, which stick to the external face of the protective plate (also called "protective glass” , or simply “window”) of photovoltaic panels and which obstruct the light.
  • photovoltaic panels installed in hot and arid areas lose on average 1% of their energy production efficiency every day (loss of 2% on the 2nd day, 3% on the 3rd day, and so on) until the day cleaning.
  • the object of the invention is to effectively clean a surface of a body, on which solid state elements such as grains of sand or dust particles may be present, in an automatic, simple manner. , inexpensive, without requiring artificial water supply or maintenance operations, and limiting deterioration of the surface.
  • a method for cleaning elements in the solid state such as grains of sand or dust particles, which may be found on a surface of a body, the method of cleaning using at least one transducer acoustically coupled with the body, and comprising the steps of: - generating an electrical signal; - apply the electrical signal between the terminals of the transducer; - thus produce an acoustic wave propagating in the body, the acoustic wave being a surface wave or a Lamb wave, and being such that, under the effect of the acoustic wave, the elements in the solid state are moved on the surface of the body to be evacuated from this surface.
  • the cleaning method according to the invention therefore uses surface acoustic waves or Lamb waves, to move and evacuate from a surface elements in the solid state which pollute said surface.
  • the cleaning process is particularly advantageous. It is implemented automatically, without any manual operation, and without artificial water supply (which is a big advantage for cleaning photovoltaic panels located in arid areas).
  • the cleaning process does not use a brush, which significantly reduces long-term deterioration of the body surface.
  • the cleaning process does not require maintenance.
  • the components used to generate the acoustic wave are inexpensive and very simple so that their use does not reduce the overall lifespan or the reliability of the equipment comprising the body whose surface is cleaned.
  • a frequency of the acoustic wave is between 1 MHz and 100 MHz.
  • a cleaning process as previously described, in which the elements in the solid state are moved and evacuated directly via a force produced by the acoustic wave and transmitted by contact between the surface of the body and the elements to be the solid state.
  • a cleaning method as previously described, in which the acoustic wave propagates in the body in a direction of propagation and in a first direction, and in which, under the effect of the acoustic wave, the elements in the solid state move on the surface of the body in said direction of propagation but in a second direction opposite to the first direction.
  • a cleaning method as previously described, using at least a first transducer and at least a second transducer, the cleaning method comprising the steps of: - generating a first electrical signal, applying the first electrical signal between terminals of the first transducer, and thus produce a first acoustic wave to directly move and evacuate the elements in the solid state; - generate a second electrical signal, apply the second electrical signal between terminals of the second transducer, and thus produce a second acoustic wave to move the elements in the liquid state.
  • the body is inclined and comprises a first end and a second end, the first end being lower than the second end due to the inclination of the body, the first transducer being positioned on a first side of the body including the first end, and the second transducer being positioned on a second side of the body including the second end.
  • a cleaning process as previously described, comprising the steps, carried out each day during which the cleaning process is implemented, of: - generating and applying the first electrical signal between the terminals of the first transducer during a first predefined period included in the day of said day; - generate and apply the second electrical signal between the terminals of the second transducer during a second predefined period included in the night or the morning of said day.
  • a cleaning method as previously described, using at least one row comprising several transducers acoustically coupled with the body, and comprising the step of applying electrical signals synchronized in phase to the terminals of said transducers.
  • a cleaning method as previously described, using several rows each comprising at least one transducer acoustically coupled with the body, the cleaning method comprising the step of applying, for each row successively and according to a predefined sequence, electrical signals to the terminals of the transducer(s) of said row.
  • a cleaning method as previously described, the rows extending successively along a length or width of the body to form a series of rows, the predefined sequence consisting, for each row of the series of rows, in applying the electrical signals between the terminals of the transducer(s) of said row then, after a certain duration, applying the electrical signals between the terminals of the transducer(s) of a following row of the series of rows.
  • the certain duration is a predefined duration which was determined during a test phase, the predefined duration being a duration sufficient to evacuate a quantity of the elements at the same time. solid state, greater than a first predefined threshold, of a portion of the surface of the body extending between said row and the next row or between said row and a previous row of the series of rows.
  • a cleaning method as previously described, using at least a third transducer and at least a fourth transducer acoustically coupled with the body, and comprising the steps of: - generating a third electrical signal; - apply the third electrical signal between terminals of the third transducer; - thus produce a third acoustic wave propagating in the body between the third transducer and the fourth transducer; - acquire a fourth electrical signal produced by the fourth transducer when it receives the third acoustic wave; - analyze the fourth electrical signal to detect a presence and/or to evaluate a quantity, elements in the solid state and/or elements in the liquid state, between the third transducer and the fourth transducer.
  • a cleaning method as previously described, comprising the step of analyzing the fourth electrical signal to evaluate the quantity of elements in the liquid state between the third transducer and the fourth transducer, the second electrical signal being generated and applied only if said quantity of elements in the liquid state is greater than a second predefined threshold.
  • a cleaning method as previously described, comprising the step of analyzing the fourth electrical signal to evaluate the quantity of elements in the solid state between said third transducer and said fourth transducer, the certain duration being such that , at the end of this certain duration, the quantity of elements in the solid state between said third transducer and said fourth transducer is less than a third predefined threshold.
  • an electrical control system comprising at least one ASIC.
  • a cleaning device comprising: - at least one transducer arranged to be coupled acoustically with a body; - an electrical control system as previously described.
  • a photovoltaic panel comprising a protection plate and a cleaning device as previously described, the protection plate being the body with which the at least one transducer is acoustically coupled.
  • Figure 1 is a perspective view of a photovoltaic panel, on which the transducers of a cleaning device according to a first embodiment are visible;
  • Figure 2 is a figure similar to Figure 1, in which the different stacked layers of the panel are visible;
  • Figure 3 represents the electrical control system and the transducers;
  • Figure 4 illustrates the movement of the elements in the solid state under the direct effect of the acoustic wave;
  • Figure 5 illustrates the movement of elements in the solid state via the movement of elements in the liquid state;
  • Figure 6 illustrates the combined day/night (or morning) operation of the cleaning device; [Fig.
  • Figure 7 is a figure similar to Figure 1, with a cleaning device according to a second embodiment
  • Figure 8 is a figure similar to Figure 1, with a cleaning device according to a third embodiment.
  • DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION With reference to Figures 1 and 2, a photovoltaic panel 1 is carried by two feet 2a, 2b which extend vertically from a first base 3a placed on the ground, and by two feet 2c, 2d which are extend vertically from a second base 3b also placed on the ground.
  • the two feet 2a, 2c have the same length.
  • the two legs 2b, 2d have the same length, which is shorter than that of the two legs 2a, 2b, so that the photovoltaic panel 1 is inclined.
  • the photovoltaic panel 1 comprises several stacked layers, and a frame 4 (or chassis ) forming side walls of the photovoltaic panel 1.
  • the stacked layers were assembled, for example via a lamination process.
  • the frame 4 makes it possible to improve the rigidity and reinforce the mechanical resistance of the photovoltaic panel 1, and to avoid any penetration of water between the stacked layers.
  • the stacked layers include in particular a protective plate 5, a layer 6 comprising the photovoltaic cells, and a rigid layer 7 (as well as, possibly, intermediate layers which are not shown here).
  • Frame 4 is for example made of aluminum.
  • the protective plate 5 is for example made of glass (tempered, laminated, etc.), or of another transparent or translucent material. We give the name “protective plate” to plate 5, but, as we saw earlier, it is sometimes also called “protective glass”, or “window”. Generally speaking, the plate 5 in question here is the plate forming the upper outer layer of the photovoltaic panel 1, that is to say the upper plate which separates the exterior from the interior of the photovoltaic panel 1. elements in the solid state 8 can be found on the external face 9 of the protective plate 5, and for example grains of sand, dust particles, earth, insects (mosquitoes for example), droppings bird, etc. In particular, in arid areas, sand and dust are deposited significantly on the panel 1.
  • the photovoltaic panel 1 includes a cleaning device, which makes it possible to clean the external face 9 of the protection plate 5.
  • the cleaning device 10 comprises at least one transducer 11, in this case a plurality of transducers 11, which are acoustically coupled with the protection plate 5 of the photovoltaic panel 1, as well as an electrical control system 12. All transducers 11 are identical here.
  • the transducers 11 are here, and in a non-limiting manner, transducers with interdigitated combs, with thin layers.
  • Each transducer 11 here comprises a thin piezoelectric layer, a first electrode 14a and a second electrode 14b. The electrodes were deposited on the piezoelectric layer which itself was deposited on the external face 9 of the protective plate 5.
  • the first electrode 14a forms a first comb and the second electrode 14b forms a second comb.
  • Each comb has a base and a row of fingers extending parallel to each other from the base.
  • the first and second combs are interdigitated.
  • the resonant frequency of transducer 11 depends on the spacing between the fingers.
  • the electrical control system 12, for its part, comprises a master electrical module 15 and a plurality of elementary electrical modules 16.
  • the master electrical module 15 is connected to all the elementary electrical modules 16.
  • the master electrical module 15 is integrated into a housing 17 which is here positioned under the rigid layer 7 while being fixed to it. A different positioning of the housing 17 is of course possible.
  • the components of the elementary master module 15 can also be integrated into the plate 5 and, conversely, the elementary electrical modules 16 could be positioned in boxes.
  • the master electrical module 15 is arranged at least to power the elementary electrical modules 16 from electrical energy produced by the photovoltaic panel 1, and to control the elementary electrical modules 16.
  • An input voltage Ve (direct), produced by the photovoltaic cells of layer 6, is applied at the input of the master electrical module 15.
  • the master electrical module 15 here comprises a DC/DC converter 18 and produces from the voltage input Ve an output voltage Vs adapted to the operation of the elementary electrical modules 16.
  • the master electrical module 15 comprises a processing component 19 (for example a microcontroller, a processor, an FPGA (for Field Programmable Gate Arrays), an ASIC (for Application Specific Integrated Circuit), etc.) which produces control signals Sc to control the elementary electrical modules 16.
  • the master electrical module 15 also includes a clock component 20.
  • the master electrical module 15 thus transmits the control signals command Sc and a clock signal CLK to the elementary electrical modules 16, the role of which will be specified below.
  • Each elementary electrical module 16 comprises a processing component, in this case an ASIC 22, and is associated with a transducer 11.
  • Each ASIC 22 here comprises a power conversion unit 23, an impedance adaptation unit 24 and an amplification unit 25.
  • the power conversion unit 23 is powered by the output voltage Vs produced by the master electrical module 15, and generates an electrical signal Se (alternating, and for example square or sinusoidal) at the frequency resonance of the transducer 11.
  • the impedance adaptation unit 24 makes it possible to optimize the power transfer between the elementary electrical module 16 and the transducer 11 by limiting power reflections.
  • the amplification unit 25 amplifies the electrical signal Se before it is applied between the terminals of the transducer 11.
  • the electrical signal Se after amplification, is such that the transducer 11 generates a surface acoustic wave or a surface wave. Lamb having a frequency and an amplitude allowing, as we will see, to move elements in the solid state and elements in the liquid state.
  • terminals of a transducer we mean here the ends of the bases of the transducer combs.
  • applying an electrical signal between the terminals of the transducer we mean either applying a voltage between the terminals (the signal considered then being a voltage), or causing a current to circulate between the terminals (the signal considered then being a current).
  • the cleaning device 10 consumes on average, over a day, less than 1% of the total electrical energy produced by the panel 1 (or even less than 0.5%).
  • Solid state elements 8 here grains of sand
  • the master electrical module 15 transmits a control signal Sc to the elementary electrical module 16 associated with said transducer 11, to activate it.
  • the elementary electrical module 16 On receipt of the control signal Sc, the elementary electrical module 16 generates the electrical signal Se, and applies the electrical signal Se between the terminals of the transducer 11.
  • the transducer 11 thus produces an acoustic wave which propagates in the protection plate 5.
  • the acoustic wave is a surface wave (for example a Rayleigh wave or a Love wave), or a Lamb wave.
  • the (fundamental) frequency of the acoustic wave is here between 1 MHz and 100 MHz, advantageously between 10 MHz and 40 MHz, and preferably between 18 MHz and 22 MHz. If the thickness of the protective plate 5 is greater than the wavelength of the acoustic wave, it is a surface acoustic wave. Otherwise, it is a Lamb wave.
  • the acoustic wave is such that, under the effect of the acoustic wave, the elements in the solid state are moved on the surface of the external face 9 of the protective plate 5 to be evacuated from this surface. Moving solid-state elements can be accomplished in two ways.
  • the solid state elements 8 When only solid state elements 8 are present on the surface, as is the case in Figure 4, the solid state elements 8 are moved and evacuated directly via a force produced by the acoustic wave and transmitted by contact between the surface and the solid state elements 8.
  • the transducer 11 and the solid state elements 8 prior to the generation of the electrical signal Se and the application of the electrical signal Se between the terminals of the transducer 11.
  • the transducer 11 and the solid state elements 8 while the electrical signal Se is generated and applied between the terminals of transducer 11.
  • the acoustic wave propagates in the protection plate 5 in a direction of propagation and in a first direction S1.
  • the solid state elements 8 move on the surface of the external face 9 of the protective plate 5 in said direction of propagation but in a second direction S2 opposite to the first direction S1 .
  • This movement of the elements in the solid state 8, in a direction opposite to the direction of propagation of the acoustic wave, is a phenomenon specific to the interactions between surface or Lamb acoustic waves propagating in a body, and elements to be the solid state present on a surface of said body. This phenomenon was observed during all of the tests carried out during the development of the cleaning device described here.
  • the acoustic wave induces non-linear acoustic phenomena of acoustic streaming and/or pressure of radiation, under the effect of which the elements in the liquid state 27 are displaced.
  • the elements to the solid state 8 are then displaced and evacuated by being carried away by the elements in the liquid state 27.
  • the transducer 11 the elements in the solid state 8 and the elements in the liquid state 27, prior to the generation of the electrical signal Se and the application of the electrical signal Se between the terminals of the transducer 11.
  • the transducer 11 the elements in the solid state 8 and the elements in the liquid state 27, while the electrical signal Se is generated and applied between the terminals of the transducer 11.
  • the elements in the liquid state 27 move on the surface of the external face 9 of the protective plate 5 in the direction of propagation of the acoustic wave, and in the same direction S, and drive the elements in the solid state in this direction and in this direction S.
  • the elements in the solid state 8 have been carried away by the elements in the liquid state 27 and evacuated from the surface located in front of the transducer.
  • the transducers of the cleaning device 10 comprise at least a first transducer 11a, in this case several first transducers 11a, and at least one second transducer 11b, in this case several second transducers 11b.
  • the first transducers 11a here form a first row 30 of first transducers 11a (we therefore mean here, by “first transducers 11a”, all the transducers of the first row 30).
  • the second transducers 11b here form a second row 31 of second transducers 11b (we therefore mean here, by “second transducers 11b”, all the transducers of the second row 31).
  • the rows 30, 31 extend parallel to the widths of the protective plate 5 (and therefore of the photovoltaic panel 1).
  • the protective plate 5 comprises a first end 32 and a second end 33, the first end 32 being lower than the second end 33 due to the inclination of the photovoltaic panel 1.
  • the first row 30 of first transducers 11a is positioned d 'a first side of the protection plate 5 comprising the first end 32
  • the second row 31 of second transducers 11b is positioned on a second side of the protection plate 5 comprising the second end 33.
  • the electrical control system 12 For each first transducer 11a of the first row 30, the electrical control system 12 generates a first electrical signal, applies the first electrical signal between the terminals of the first transducer 11a, and thus produces a first acoustic wave 34a to move and directly evacuate the elements in the solid state 8. Likewise, for each second transducer 11b of the second row 31, the electrical control system 12 generates a second electrical signal, applies the second electrical signal between terminals of the second transducer 11b, and thus produces a second acoustic wave 34b to move the elements in the liquid state 27.
  • the first transducers 11a are used advantageously when only elements in the solid state 8 are a priori likely to be present on the external face 9 of the protection plate 5, that is to say during the day.
  • the second transducers 11b are used advantageously when elements in the liquid state 27 are a priori likely to be present on the external face 9 of the protective plate 5, that is to say, mainly, at night, or good in the morning. These elements in the liquid state are mainly drops of water, and more precisely drops of condensation due to dew or drops of rain.
  • the electrical control system 12 implements the cleaning process, and generates and applies the first electrical signals between the terminals of the first transducers 11a during a first predefined period included in the day of said day (for example between 9 a.m. and 7 p.m.).
  • the electrical control system 12 generates and applies the second electrical signals between the terminals of the second transducers 11b during a second predefined period included in the night or in the morning of said day (for example between 5 a.m. and 7 a.m.).
  • a second predefined period included in the night or in the morning of said day for example between 5 a.m. and 7 a.m.
  • the vibrations induced by the acoustic waves take off and move the solid state elements 8 towards the bottom of the panel 1.
  • these same vibrations move the condensation drops via acoustic effects non-linear which clean the surface of panel 1.
  • the electrical control system 12 is powered by the photovoltaic cells of the photovoltaic panel 1, we will favor operation of the second row 31 in the morning.
  • the electrical control system 12 applies first electrical signals, which are synchronized in phase, to the terminals of the first transducers 11a. This makes it possible to increase the amplitude of the first acoustic waves (at constant amplitude of the first electrical signals). Likewise, the electrical control system 12 applies second electrical signals, which are synchronized in phase, to the terminals of the second transducers 11b.
  • the elementary electrical modules 16 associated with the first transducers 11a use the clock signal CLK transmitted by the master electrical module 15, and are therefore all synchronized on the same clock.
  • the bottom row of transducers (first row 30) is used to move and evacuate the solid state elements 8
  • the top row of transducers (second row 31) is used to move the liquid state elements 27 and therefore, at the same time, the solid state elements 8.
  • the photovoltaic panel 1 comprises a first end (corresponding to the first end 32 of the plate 5) and a second end (corresponding to the second end 33 of the plate 5).
  • the upper face of the photovoltaic panel 1 is flat and has no discontinuity, at least at the level of the first end of the photovoltaic panel 1 (lower end).
  • the photovoltaic panel 1, and in any case its lower part, is therefore designed in particular to prevent there being a rim.
  • the frame 4 comprises an upper surface 36 which extends over a contour of the protection plate 5.
  • the upper surface 36 of the frame 4 and the external face 9 of the protection plate 5 are coplanar, at least at the level of the first end of the photovoltaic panel 1.
  • This smooth surface allows the elements in the solid state 8 (and also the elements in the liquid state 27) to be evacuated without being retained on the photovoltaic panel 1. Note that other arrangements are possible to obtain a perfectly flat surface.
  • the cleaning device has several rows each comprising at least one transducer acoustically coupled with the protection plate 5.
  • the cleaning device has six rows of transducers.
  • the six rows comprise three first rows 30a, 30b, 30c of first transducers 11a (which each produce first acoustic waves propagating upwards), and three second rows 31a, 31b, 31c of transducers (which each produce second acoustic waves spreading downwards).
  • first transducers 11a all the transducers of the first rows 30a, 30b, 30c
  • second transducers 11b all the transducers of the second rows 31a, 31b, 31c.
  • the first rows 30a, 30b, 30c and the second rows 31a, 31b, 31c are positioned alternately on the photovoltaic panel (i.e. each row adjacent to a first row is a second row, and vice versa) .
  • the highest row on panel 1 is the second row 31a, which is followed, going downward, by the first row 30a, which is itself followed by the second row 31b, etc.
  • the first rows 30a, 30b, 30c extend successively along the length of the protective plate 5 to form a first series of rows 38.
  • the second rows 31a, 31b, 31c extend successively along the length of the protective plate 5 to form a second series of rows 39.
  • the electrical control system 12 applies, for each first row 30a, 30b, 30c successively and according to a first predefined sequence, first electrical signals to the terminals of the first transducers 11a of said first row.
  • the first predefined sequence consists of applying the first electrical signals between the terminals of the first transducers 11a of said first row then, after a certain duration, of applying the first electrical signals between the terminals of the first transducers of the first row next of the first series of rows 38.
  • the first rows are thus activated successively, one after the other.
  • the first transducers 11a thus interfere constructively.
  • the first row 30a the highest on the photovoltaic panel 1, is activated first.
  • the first row 30b is activated.
  • the first row 30c is activated. If it is necessary to do several cycles, it can be defined that the next row of the first row 30c is the first row 30a.
  • test phase we mean here any phase carried out prior to the commissioning of the photovoltaic panel 1 (or at least the cleaning device): the test phase may have been carried out in the laboratory, in the factory, or even on the site. We thus use knowledge previously acquired on the typical dynamics of elements in the solid state 8.
  • the predefined duration is typically equal to 3 s; it may vary depending on the rows.
  • the predefined duration is a duration sufficient to evacuate a quantity of elements in the solid state 8, greater than a first predefined threshold, from a portion of the surface of the external face 9 extending between said first row and the first previous row.
  • a first predefined threshold is for example equal to 50%.
  • the cleaning device by the action of each first row, has made it possible to evacuate at least 50% of the elements in the solid state located between said first row and the first preceding row.
  • the first rows 30 are preferably activated during the day.
  • the second rows 31 are activated.
  • the electrical control system 12 similarly applies, for each second row 31 successively and according to a second predefined sequence, second electrical signals to the terminals of the second transducers 11b of said second row 31.
  • the second predefined sequence consists of applying the second electrical signals between the terminals of the second transducers 11b of said second row then, after a certain duration, of applying the second electrical signals between the terminals of the second transducers 11b of the next second row of the second set of rows.
  • the second rows 31 are thus activated successively, one after the other.
  • the second row 31a the highest on the photovoltaic panel 1, is activated first.
  • the second row 31b is activated.
  • the second row 31c is activated. If it is necessary to do several cycles, it can be defined that the next row of the second row 31c is the second row 31a.
  • the certain durations may be different depending on the rows.
  • the predefined duration is a sufficient duration to evacuate a quantity of the elements in the solid state (via the elements in the liquid state), greater than a first predefined threshold, of a portion of the external surface extending between said second row and the next second row (and not previous, this time ).
  • a first predefined threshold is for example again equal to 50%.
  • the cleaning device After the certain duration, it is therefore estimated that the cleaning device, through the action of each second row, has made it possible to evacuate at least 50% of the elements in the solid state located between said second row and the next second row.
  • the rows of transducers can of course be arranged differently.
  • the first three rows 30a, 30b, 30c are positioned on the lower part of the panel 1, while the three second rows 31a, 31b, 31c are positioned on the upper part of panel 1.
  • the first predefined sequence for the first series of rows 38, and the second predefined sequence for the second series of rows 39, can be the same as those which have just been described .
  • the acoustic waves generated can be used to directly move the elements in the solid state 8, and also the elements in the liquid state 27 in order to evacuate the elements in the solid state 8.
  • the acoustic waves can also be used to detect the presence of these elements, and possibly to evaluate the quantity of these elements present on the external face 9 of the protective plate 5. It is thus possible to determine, on the one hand, the state of pollution of the panel 1 by the elements in the solid state 8, and on the other hand, the quantity of condensation drops present on the panel 1.
  • at least one emission transducer is used, and at least one transducer reception.
  • the transmission transducer emits an acoustic wave which, after having traveled a path of predefined length in the protection plate 5, is received by the reception transducer.
  • the cleaning device 10 therefore comprises at least a third transducer 11c (transmission) and at least a fourth transducer 11d (reception) acoustically coupled with the protection plate 5.
  • the elementary electrical module 16 associated with the third transducer 11c generates a third electrical signal and applies the third electrical signal between the terminals of the third transducer 11c.
  • a third acoustic (detection) wave is thus produced and propagates in the protection plate 5 between the third transducer 11c and the fourth transducer 11d.
  • the elementary electrical module 16 associated with the fourth transducer 11d acquires a fourth electrical signal produced by the fourth transducer 11d when it receives the third acoustic wave.
  • the elementary electrical module 16 associated with the fourth transducer 11d thus analyzes the fourth electrical signal to detect a presence and/or to evaluate a quantity, elements in the solid state 8 and/or elements in the liquid state 27, between the third transducer 11c and the fourth transducer 11d.
  • the analysis of the fourth electrical signal consists, for example, of comparing its amplitude with one or more predefined thresholds, of carrying out a phase measurement, of detecting a zero crossing time, of analyzing particular lobes, etc.
  • the third transducer(s) 11c may be one or more of the first transducers 11a previously described, or one or more of the second transducers 11b previously described.
  • the fourth transducer(s) 11d may be one or more of the first transducers 11a previously described, or one or more of the second transducers 11b previously described. This is not necessary, and we could perfectly well have transducers 11c, 11d dedicated to detection.
  • the ASICs 22 of the elementary electrical modules 16 associated with the fourth transducers 11d each comprise a detection module 40 (visible in Figure 3), which acquires the fourth electrical signal and carries out the analysis to detect the presence and/or to evaluate the quantity of elements in the solid and/or liquid state.
  • a detection module 40 visible in Figure 3
  • FIG. 6 We see in the drawing on the right a first transducer which is also a third transducer 11c.
  • a second transducer which is also a fourth transducer 11d.
  • the third transducer 11c and the fourth transducer 11d are for example used in the following manner.
  • the master electrical module 15 controls the emission, by the elementary electrical module 16 associated with the third transducer 11c, of a third acoustic (detection) wave.
  • the third transducer 11c generates the third acoustic wave, which is received by the fourth transducer 11d.
  • the elementary electrical module 16 associated with the fourth transducer 11d analyzes the fourth electrical signal generated by the fourth transducer 11d to evaluate the quantity of elements in the liquid state 27 between the third transducer 11c and the fourth transducer 11d, and transmits a detection signal Sd (visible in Figure 3) to the master electrical module 15.
  • the master electrical module 15 then controls the elementary electrical modules 16 associated with the second transducers 11b of the second row 31, so that these generate and apply the second electrical signals across the second transducers 11b of the second row 31 only if the quantity of elements in the liquid state 27 is greater than a second predefined threshold.
  • the quantity of elements in the liquid state 27 is for example a number of drops on a rectangular surface 41, the length of which is the distance between the third transducer 11c and the fourth transducer 11d, and the width of which is the width of these transducers .
  • the second predefined threshold is for example equal to 100 drops. This ensures that the second transducers 11d are activated only if there are sufficient drops on the external face 9 of the protective plate 5.
  • first electrical signals are applied to the terminals of the first transducers 11a of each first row 30, for each first row 30 successively and according to a predefined sequence.
  • the predefined sequence consists, for each first row, of applying the first electrical signals between the terminals of the first transducers of said first row then, after a certain duration, of applying the first electrical signals between the terminals of the first transducers of the next row.
  • the master electrical module 15 here regularly or continuously controls the emission of a third acoustic wave by the third transducer 11c.
  • the fourth transducer 11d of said first row 30 receives the third acoustic wave.
  • the elementary electrical module 16 associated with said fourth transducer 11d analyzes the fourth electrical signal to evaluate the quantity of elements in the state solid 8 between the third transducer 11c and said fourth transducer 11d.
  • the certain duration is such that, at the end of this certain duration, the quantity of elements in the solid state 8 between the third transducer and said fourth transducer is less than a third predefined threshold.
  • the quantity of elements in the solid state 8 is for example a number of particles on a rectangular surface 42, the length of which is the distance between the third transducer 11c and the fourth transducer 11d of said first row 30c, and the width of which is the width of these transducers.
  • the third predefined threshold is for example equal to 1000 particles. This operation is repeated successively for each first row 30.
  • This configuration makes it possible to have, for each pair of rows 31a, 30a; 31b, 30b; 31c, 30c, a third transducer and a fourth transducer facing each other and very close to each other.
  • This configuration makes it possible to detect very efficiently and very precisely the presence and/or quantity of elements in the solid state and/or elements in the liquid state between two adjacent rows.
  • the acoustic waves used to move the elements in the solid state 8 or the elements in the liquid state 27 can also be used to carry out the detection.
  • first transducer 11a in transmission (it therefore plays the role of a third transducer 11c), and a second transducer 11b in reception (it therefore plays the role of a fourth transducer 11d).
  • a first acoustic wave is emitted to evacuate the elements in the solid state.
  • a third acoustic wave is emitted to detect whether the cleaning has been effective. If so, we stop cleaning. Otherwise, we emit a first acoustic wave again.
  • first waves can be third waves, and vice versa.
  • second waves can be third waves, and vice versa.
  • the first and second electrical signals may be, but not necessarily, the same.
  • the first electrical signals and/or the second electrical signals may also be identical to the third electrical signals, but not necessarily.
  • the level of third electrical signals, when used for detection only, may in particular be lower than the level of the first and second electrical signals, used to move the solid elements 8 and liquid elements 27.
  • the cleaning process is not necessarily used to clean the external face of a protective plate of a photovoltaic panel, but can be used to clean a surface of another type of body.
  • the invention can be implemented for any body in which surface acoustic waves or Lamb waves can propagate.
  • the bodies in question include, for example, surfaces of optical devices: cameras, viewfinders, etc.
  • the cleaning process is particularly interesting in the case of equipment which comprises at least one component which captures light rays for its operation, and a transparent or translucent body through which these light rays pass before being captured by said or said components. The cleaning process is then used to clean an internal or external surface of said body.
  • the components in question are the photovoltaic cells.
  • the components are the photosensitive sensors.
  • the transducer(s) used may be different from those described here.
  • any type of transducer capable of producing surface acoustic waves or Lamb waves can be used.
  • the electrodes of the transducers could be applied directly to the body.
  • Angle transducer technology could be used.
  • a transducer and a shoe positioned between the transducer and the surface to be cleaned of a body are used. The shoe tilts the axis of the transducer so that said axis forms a certain angle with the normal to the surface to be cleaned.
  • a volume acoustic wave propagates in the shoe. The certain angle is defined (Snell-Descartes law) so that the volume acoustic wave transforms into a surface wave at the interface between the shoe and the surface to be cleaned.
  • transducers are not necessarily positioned on the surface of the face to be cleaned; they could be positioned on a surface of a face opposite to said face to be cleaned (in the case of a plate-shaped body in particular).
  • the architecture of the electrical control system could of course be different from that described here. For example, we could have a single electrical module for the entire panel. This single electrical module would be connected to all the transducers and would perform all of the functions described here: generation of electrical signals, analysis of signals for detection, etc. This single electrical module could, for example, include an ASIC (or an FPGA) and power amplifiers. We could also have a single elementary electrical module per row of transducers.
  • the master module and/or the elementary modules, or the single electrical module could also, instead of an ASIC or an FPGA, include another type of processing component, and for example a “general” processor. , a processor specialized in signal processing (or DSP, for Digital Signal Processor), a microcontroller.
  • the master module and/or the elementary modules, or the single electrical module then comprise one or more memories (and in particular one or more non-volatile memories), connected to or integrated into the processing component. At least one of these memories forms a computer-readable recording medium, on which at least one computer program is recorded comprising instructions which cause the processing component to execute at least some of the steps of the cleaning process.
  • each transducer row may include only one transducer.
  • transducer row we could also have, in a row of transducers, a transducer dedicated to detecting the presence of elements in the solid or liquid state.
  • the transducers could be connected together in parallel (or some in series, and some in parallel).
  • Transducers can be grouped together without forming rows.
  • the transducers performing the detection could be positioned differently from the other transducers.
  • the acoustic wave for detection could thus be emitted across the width of the body.
  • the use of transducers to carry out detection is not obligatory.
  • the activation of cleaning could be carried out automatically, for example at regular intervals (for example daily), without carrying out any prior detection.

Landscapes

  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Procédé de nettoyage d'éléments à l'état solide (8), tels que des grains de sable ou des particules de poussière, pouvant se trouver sur une surface d'un corps (5), le procédé de nettoyage utilisant au moins un transducteur (11) couplé acoustiquement avec le corps, et comprenant les étapes de : - générer un signal électrique; - appliquer le signal électrique entre des bornes du transducteur; - produire ainsi une onde acoustique se propageant dans le corps, l'onde acoustique étant une onde de surface ou une onde de Lamb, et étant telle que, sous l'effet de l'onde acoustique, les éléments à l'état solide sont déplacés sur la surface du corps pour être évacués de cette surface.

Description

Nettoyage d’éléments à l’état solide par émission d’ondes acoustiques L’invention concerne le domaine du nettoyage de surfaces sur lesquelles peuvent se trouver des éléments à l’état solide, tels que des grains de sable, des particules de poussière, etc. Ces surfaces sont par exemples les faces externes des plaques de protection des panneaux photovoltaïques. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Le rendement d’un panneau photovoltaïque particulier est le paramètre essentiel qui, combiné avec son coût et sa robustesse, détermine la compétitivité dudit panneau sur le marché mondial des panneaux photovoltaïques. Or, il est connu que les panneaux photovoltaïques perdent chaque jour de leur efficacité du fait de l’accumulation d’éléments à l’état solide, qui se collent sur la face externe de la plaque de protection (appelée aussi « vitre de protection », ou simplement « vitre ») des panneaux photovoltaïques et qui obstruent la lumière. Ces éléments à l’état solide sont par exemple des grains de sable, des particules de poussière, de la terre, des insectes, des fientes d’oiseaux, etc. Cet effet, présent sur l’ensemble des panneaux photovoltaïques, est particulièrement critique lorsque ceux- ci sont installés dans des zones chaudes et arides où les quantités de sable et de poussière susceptibles de se déposer sur les panneaux photovoltaïques sont importantes, où la condensation nocturne a pour effet de créer une forte adhérence du sable et de la poussière, et où l’absence de précipitation empêche le nettoyage naturel des panneaux photovoltaïques. Ainsi, les panneaux photovoltaïques installés dans les zones chaudes et arides perdent chaque jour en moyenne 1% de leur efficacité de production énergétique (perte de 2% le 2ème jour, de 3% le 3ème jour, et ainsi de suite) jusqu’au jour du nettoyage. Il existe un risque supplémentaire avec les fientes d’oiseau, qui obstruent totalement la plaque de protection sur une surface très localisée et qui risquent ainsi de provoquer la destruction de la cellule photovoltaïque située dessous. Le nettoyage des panneaux photovoltaïques, aujourd’hui, nécessite de déplacer des opérateurs sur site, qui nettoient manuellement les panneaux. Le déplacement des opérateurs est complexe à organiser lorsque les panneaux photovoltaïques sont positionnés dans des zones isolées. Par ailleurs, dans le cas de fermes photovoltaïques étendues, un nombre élevé d’opérateurs est nécessaire. Ces opérateurs utilisent une quantité d’eau importante pour nettoyer les panneaux. Le nettoyage manuel conduit donc à des dépenses d’exploitation élevées, et pose par ailleurs le problème de la garantie de ces panneaux en cas d’endommagement par les opérateurs en charge du nettoyage. On connaît des solutions de l’art antérieur, automatiques ou semi-automatiques, qui ont été développées pour pallier les difficultés qui viennent d’être évoquées. Parmi ces solutions, on trouve notamment une solution basée sur l’utilisation de robots qui se déplacent sur la face externe de la plaque de protection des panneaux photovoltaïques. Les robots sont munis de brosses et nettoient la face externe en utilisant ces brosses. Cette solution présente un certain nombre d’inconvénients. Tout d’abord, les robots comprennent des batteries et des pièces d’usure qui nécessitent une maintenance régulière ainsi que des pièces complexes qui présentent donc une durée de vie limitée, très inférieure à la durée de garantie du panneau photovoltaïque, qui est de 25 ans typiquement. Ces robots sont de plus relativement coûteux, ce qui est problématique car, comme on l’a vu plus tôt, le coût d’exploitation du panneau est un critère déterminant pour son attractivité. De plus, les brosses peuvent, sur le long terme, endommager les traitements anti-reflet qui ont été appliqués sur la face externe de la plaque de protection du panneau. Par ailleurs, la présence de pièces mécaniques d’usure rend nécessaire la maintenance régulière de ces robots. De plus, les robots ne peuvent pas couvrir simultanément la totalité d’une ferme de panneaux photovoltaïques, de sorte que, malgré leur utilisation, le sable et la poussière réduisent nécessairement la productivité des panneaux. Les problématiques qui viennent d’être évoquées se retrouvent au moins partiellement sur des surfaces d’autres types de corps, et par exemple sur des surfaces de dispositifs optiques : caméras, viseurs, etc. OBJET DE L’INVENTION L’invention a pour objet de nettoyer efficacement une surface d’un corps, sur laquelle peuvent se trouver des éléments à l’état solide tels que des grains de sable ou des particules de poussière, de manière automatique, simple, peu coûteuse, sans nécessiter d’apport artificiel d’eau ni d’opérations de maintenance, et en limitant la détérioration de la surface. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de nettoyage d’éléments à l’état solide, tels que des grains de sable ou des particules de poussière, pouvant se trouver sur une surface d’un corps, le procédé de nettoyage utilisant au moins un transducteur couplé acoustiquement avec le corps, et comprenant les étapes de : - générer un signal électrique ; - appliquer le signal électrique entre des bornes du transducteur ; - produire ainsi une onde acoustique se propageant dans le corps, l’onde acoustique étant une onde de surface ou une onde de Lamb, et étant telle que, sous l’effet de l’onde acoustique, les éléments à l’état solide sont déplacés sur la surface du corps pour être évacués de cette surface. Le procédé de nettoyage selon l’invention utilise donc des ondes acoustiques de surface ou des ondes de Lamb, pour déplacer et évacuer d’une surface des éléments à l’état solide qui polluent ladite surface. Le procédé de nettoyage est particulièrement avantageux. Il est mis en œuvre automatiquement, sans aucune opération manuelle, et sans apport artificiel d’eau (ce qui est un gros avantage pour nettoyer les panneaux photovoltaïques situés dans des zones arides). Le procédé de nettoyage n’utilise pas de brosse, ce qui réduit très nettement la détérioration sur le long terme de la surface du corps. Le procédé de nettoyage ne nécessite pas d’opération de maintenance. Les composants utilisés pour générer l’onde acoustique (électronique, transducteurs) sont peu coûteux et très simples de sorte que leur utilisation ne réduit pas la durée de vie globale ni la fiabilité de l’équipement comportant le corps dont la surface est nettoyée. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, dans lequel une fréquence de l’onde acoustique est comprise entre 1 MHz et 100 MHz. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, dans lequel les éléments à l’état solide sont déplacés et évacués directement via une force produite par l’onde acoustique et transmise par un contact entre la surface du corps et les éléments à l’état solide. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, dans lequel l’onde acoustique se propage dans le corps dans une direction de propagation et dans un premier sens, et dans lequel, sous l’effet de l’onde acoustique, les éléments à l’état solide se déplacent sur la surface du corps dans ladite direction de propagation mais dans un deuxième sens opposé au premier sens. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, dans lequel, lorsque des éléments à l’état liquide sont présents sur la surface du corps, l’onde acoustique induit des phénomènes acoustiques non linéaires de streaming acoustique et/ou de pression de radiation, sous l’effet desquels les éléments à l’état liquide sont déplacés. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, utilisant au moins un premier transducteur et au moins un deuxième transducteur, le procédé de nettoyage comprenant les étapes de : - générer un premier signal électrique, appliquer le premier signal électrique entre des bornes du premier transducteur, et produire ainsi une première onde acoustique pour déplacer et évacuer directement les éléments à l’état solide ; - générer un deuxième signal électrique, appliquer le deuxième signal électrique entre des bornes du deuxième transducteur, et produire ainsi une deuxième onde acoustique pour déplacer les éléments à l’état liquide. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, dans lequel le corps est incliné et comprend une première extrémité et une deuxième extrémité, la première extrémité étant plus basse que la deuxième extrémité du fait de l’inclinaison du corps, le premier transducteur étant positionné d’un premier côté du corps comprenant la première extrémité, et le deuxième transducteur étant positionné d’un deuxième côté du corps comprenant la deuxième extrémité. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, comprenant les étapes, réalisées chaque jour au cours duquel le procédé de nettoyage est mis en œuvre, de : - générer et appliquer le premier signal électrique entre les bornes du premier transducteur au cours d’une première période prédéfinie comprise dans la journée dudit jour ; - générer et appliquer le deuxième signal électrique entre les bornes du deuxième transducteur au cours d’une deuxième période prédéfinie comprise dans la nuit ou le matin dudit jour. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, utilisant au moins une rangée comprenant plusieurs transducteurs couplés acoustiquement avec le corps, et comprenant l’étape d’appliquer des signaux électriques synchronisés en phase aux bornes desdits transducteurs. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, utilisant plusieurs rangées comprenant chacune au moins un transducteur couplé acoustiquement avec le corps, le procédé de nettoyage comprenant l’étape d’appliquer, pour chaque rangée successivement et selon une séquence prédéfinie, des signaux électriques aux bornes du ou des transducteurs de ladite rangée. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, les rangées s’étendant successivement selon une longueur ou une largeur du corps pour former une série de rangées, la séquence prédéfinie consistant, pour chaque rangée de la série de rangées, à appliquer les signaux électriques entre les bornes du ou des transducteurs de ladite rangée puis, après une certaine durée, à appliquer les signaux électriques entre les bornes du ou des transducteurs d’une rangée suivante de la série de rangées. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, dans lequel la certaine durée est une durée prédéfinie qui a été déterminée au cours d’une phase de test, la durée prédéfinie étant une durée suffisante pour évacuer une quantité des éléments à l’état solide, supérieure à un premier seuil prédéfini, d’une portion de la surface du corps s’étendant entre ladite rangée et la rangée suivante ou entre ladite rangée et une rangée précédente de la série de rangées. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, utilisant au moins un troisième transducteur et au moins un quatrième transducteur couplés acoustiquement avec le corps, et comprenant les étapes de : - générer un troisième signal électrique ; - appliquer le troisième signal électrique entre des bornes du troisième transducteur ; - produire ainsi une troisième onde acoustique se propageant dans le corps entre le troisième transducteur et le quatrième transducteur ; - acquérir un quatrième signal électrique produit par le quatrième transducteur lorsque celui-ci reçoit la troisième onde acoustique ; - analyser le quatrième signal électrique pour détecter une présence et/ou pour évaluer une quantité, des éléments à l’état solide et/ou des éléments à l’état liquide, entre le troisième transducteur et le quatrième transducteur. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, comprenant l’étape d’analyser le quatrième signal électrique pour évaluer la quantité des éléments à l’état liquide entre le troisième transducteur et le quatrième transducteur, le deuxième signal électrique étant généré et appliqué seulement si ladite quantité des éléments à l’état liquide est supérieure à un deuxième seuil prédéfini. On propose de plus un procédé de nettoyage tel que précédemment décrit, comprenant l’étape d’analyser le quatrième signal électrique pour évaluer la quantité des éléments à l’état solide entre ledit troisième transducteur et ledit quatrième transducteur, la certaine durée étant telle que, à l’issue de cette certaine durée, la quantité des éléments à l’état solide entre ledit troisième transducteur et ledit quatrième transducteur est inférieure à un troisième seuil prédéfini. On propose de plus un système électrique de pilotage agencé pour mettre en œuvre le procédé de nettoyage tel que précédemment décrit. On propose de plus un système électrique de pilotage tel que précédemment décrit, comprenant au moins un ASIC. On propose de plus un dispositif de nettoyage comprenant : - au moins un transducteur agencé pour être couplé acoustiquement avec un corps ; - un système électrique de pilotage tel que précédemment décrit. On propose de plus un panneau photovoltaïque comportant une plaque de protection et un dispositif de nettoyage tel que précédemment décrit, la plaque de protection étant le corps avec lequel est couplé acoustiquement le au moins un transducteur. L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de modes de mise en œuvre particuliers non limitatifs de l’invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : [Fig. 1] la figure 1 est une vue en perspective d’un panneau photovoltaïque, sur laquelle sont visibles les transducteurs d’un dispositif de nettoyage selon un premier mode de réalisation ; [Fig. 2] la figure 2 est une figure similaire à la figure 1, sur laquelle sont visibles les différentes couches empilées du panneau ; [Fig. 3] la figure 3 représente le système électrique de pilotage et les transducteurs ; [Fig. 4] la figure 4 illustre le déplacement des éléments à l’état solide sous l’effet direct de l’onde acoustique ; [Fig. 5] la figure 5 illustre le déplacement des éléments à l’état solide via le déplacement des éléments à l’état liquide ; [Fig. 6] la figure 6 illustre le fonctionnement combiné jour/nuit (ou matin) du dispositif de nettoyage ; [Fig. 7] la figure 7 est une figure similaire à la figure 1, avec un dispositif de nettoyage selon un deuxième mode de réalisation ; [Fig. 8] la figure 8 est une figure similaire à la figure 1, avec un dispositif de nettoyage selon un troisième mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION En référence aux figures 1 et 2, un panneau photovoltaïque 1 est porté par deux pieds 2a, 2b qui s’étendent verticalement depuis une première base 3a posée sur le sol, et par deux pieds 2c, 2d qui s’étendent verticalement depuis une deuxième base 3b elle-aussi posée sur le sol. Les deux pieds 2a, 2c ont la même longueur. Les deux pieds 2b, 2d ont la même longueur, qui est plus courte que celle des deux pieds 2a, 2b, de sorte que le panneau photovoltaïque 1 est incliné. Cette inclinaison permet d’optimiser l’orientation du panneau photovoltaïque 1 par rapport à la direction des rayons du soleil, et donc de maximiser le rendement du panneau photovoltaïque 1. Le panneau photovoltaïque 1 comporte plusieurs couches empilées, et un cadre 4 (ou châssis) formant des parois latérales du panneau photovoltaïque 1. Les couches empilées ont été assemblées, par exemple via un processus de laminage. Le cadre 4 permet d’améliorer la rigidité et de renforcer la résistance mécanique du panneau photovoltaïque 1, et d’éviter toute pénétration d’eau entre les couches empilées. Les couches empilées comprennent notamment une plaque de protection 5, une couche 6 comprenant les cellules photovoltaïques, et une couche rigide 7 (ainsi, éventuellement, que des couches intermédiaires qui ne sont pas représentées ici). Le cadre 4 est par exemple fabriqué en aluminium. La plaque de protection 5 est par exemple fabriquée en verre (trempé, feuilleté, etc.), ou en un autre matériau transparent ou translucide. On donne le nom de « plaque de protection » à la plaque 5, mais, comme on l’a vu plus tôt, elle est parfois aussi appelée « vitre de protection », ou « vitre ». De manière générale, la plaque 5 dont il est question ici est la plaque formant la couche supérieure externe du panneau photovoltaïque 1, c’est-à-dire la plaque supérieure qui sépare l’extérieur de l’intérieur du panneau photovoltaïque 1. Des éléments à l’état solide 8 peuvent se trouver sur la face externe 9 de la plaque de protection 5, et par exemple des grains de sable, des particules de poussière, de la terre, des insectes (des moustiques par exemple), des fientes d’oiseau, etc. En particulier, dans les zones arides, le sable et les poussières se déposent de manière importante sur le panneau 1. Le panneau photovoltaïque 1 comporte un dispositif de nettoyage, qui permet de nettoyer la face externe 9 de la plaque de protection 5. En référence à la figure 3, le dispositif de nettoyage 10 comprend au moins un transducteur 11, en l’occurrence une pluralité de transducteurs 11, qui sont couplés acoustiquement avec la plaque de protection 5 du panneau photovoltaïque 1, ainsi qu’un système électrique de pilotage 12. Tous les transducteurs 11 sont ici identiques. Les transducteurs 11 sont ici, et de manière non limitative, des transducteurs à peignes interdigités, à couches minces. Chaque transducteur 11 comporte ici une couche mince piézoélectrique, une première électrode 14a et une deuxième électrode 14b. Les électrodes ont été déposées sur la couche piézoélectrique qui elle-même a été déposée sur la face externe 9 de la plaque de protection 5. La première électrode 14a forme un premier peigne et la deuxième électrode 14b forme un deuxième peigne. Chaque peigne comporte une base et une rangée de doigts s’étendant parallèlement les uns aux autres à partir de la base. Les premier et deuxième peignes sont interdigités. La fréquence de résonance du transducteur 11 dépend de l’espacement entre les doigts. Le système électrique de pilotage 12, quant à lui, comprend un module électrique maître 15 et une pluralité de modules électriques élémentaires 16. Le module électrique maître 15 est connecté à tous les modules électriques élémentaires 16. Le module électrique maître 15 est intégré dans un boîtier 17 qui est ici positionné sous la couche rigide 7 en étant fixée à celle-ci. Un positionnement différent du boîtier 17 est bien sûr envisageable. Les composants du module élémentaire maître 15 peuvent aussi être intégrés à la plaque 5 et, inversement, les modules électriques élémentaires 16 pourraient être positionnés dans des boîtiers. La plaque 5 est donc « instrumentée » pour mettre en œuvre l’invention. Le module électrique maître 15 est agencé au moins pour alimenter les modules électriques élémentaires 16 à partir d’une énergie électrique produite par le panneau photovoltaïque 1, et pour piloter les modules électriques élémentaires 16. Une tension d’entrée Ve (continue), produite par les cellules photovoltaïques de la couche 6, est appliquée en entrée du module électrique maître 15. Le module électrique maître 15 comporte ici un convertisseur DC/DC 18 et produit à partir de la tension d’entrée Ve une tension de sortie Vs adaptée au fonctionnement des modules électriques élémentaires 16. Le module électrique maître 15 comprend un composant de traitement 19 (par exemple un microcontrôleur, un processeur, un FPGA (pour Field Programmable Gate Arrays), un ASIC (pour Application Specific Integrated Circuit), etc.) qui produit des signaux de commande Sc pour piloter les modules électriques élémentaires 16. Le module électrique maître 15 comprend aussi un composant d’horloge 20. Le module électrique maître 15 transmet ainsi les signaux de commande Sc et un signal d’horloge CLK aux modules électriques élémentaires 16, dont le rôle sera précisé plus bas. Chaque module électrique élémentaire 16 comprend un composant de traitement, en l’occurrence un ASIC 22, et est associé à un transducteur 11. Chaque ASIC 22 comprend ici une unité de conversion de puissance 23, une unité d’adaptation d’impédance 24 et une unité d’amplification 25. L’unité de conversion de puissance 23 est alimentée par la tension de sortie Vs produite par le module électrique maître 15, et génère un signal électrique Se (alternatif, et par exemple carré ou sinusoïdal) à la fréquence de résonance du transducteur 11. L’unité d’adaptation d’impédance 24 permet d’optimiser le transfert de puissance entre le module électrique élémentaire 16 et le transducteur 11 en limitant les réflexions de puissance. L’unité d’amplification 25 amplifie le signal électrique Se avant que celui-ci soit appliqué entre les bornes du transducteur 11. Le signal électrique Se, après amplification, est tel que le transducteur 11 génère une onde acoustique de surface ou une onde de Lamb ayant une fréquence et une amplitude permettant, comme on va le voir, de déplacer des éléments à l’état solide et des éléments à l’état liquide. Par « bornes d’un transducteur », on entend ici les extrémités des bases des peignes du transducteur. Par « appliquer un signal électrique entre des bornes du transducteur », on entend soit appliquer une tension entre les bornes (le signal considéré étant alors une tension), soit faire circuler un courant entre les bornes (le signal considéré étant alors un courant). Le dispositif de nettoyage 10 consomme en moyenne, sur une journée, moins de 1% de l’énergie électrique totale produite par le panneau 1 (voire même moins de 0,5%). On explique maintenant le fonctionnement du dispositif de nettoyage 10. On s’intéresse tout d’abord à un unique transducteur 11, en référence aux figures 4 et 5. Des éléments à l’état solide 8 (ici des grains de sable) sont présents sur une surface de la face externe 9 de la plaque de protection 5. Le module électrique maître 15 transmet un signal de commande Sc au module électrique élémentaire 16 associé audit transducteur 11, pour l’activer. A la réception du signal de commande Sc, le module électrique élémentaire 16 génère le signal électrique Se, et applique le signal électrique Se entre les bornes du transducteur 11. Le transducteur 11 produit ainsi une onde acoustique qui se propage dans la plaque de protection 5. L’onde acoustique est une onde de surface (par exemple une onde de Rayleigh ou une onde de Love), ou bien une onde de Lamb. La fréquence (fondamentale) de l’onde acoustique est comprise ici entre 1 MHz et 100 MHz, avantageusement entre 10 Mhz et 40 MHz, et de préférence entre 18 MHz et 22 MHz. Si l’épaisseur de la plaque de protection 5 est supérieure à la longueur d’onde de l’onde acoustique, celle- ci est une onde acoustique de surface. Sinon, c’est une onde de Lamb. L’onde acoustique est telle que, sous l’effet de l’onde acoustique, les éléments à l’état solide sont déplacés sur la surface de la face externe 9 de la plaque de protection 5 pour être évacués de cette surface. Le déplacement des éléments à l’état solide peut être réalisé de deux manières. Lorsque seuls des éléments à l’état solide 8 sont présents sur la surface, comme c’est le cas sur la figure 4, les éléments à l’état solide 8 sont déplacés et évacués directement via une force produite par l’onde acoustique et transmise par un contact entre la surface et les éléments à l’état solide 8. On voit, sur le dessin de gauche de la figure 4, le transducteur 11 et les éléments à l’état solide 8, préalablement à la génération du signal électrique Se et à l’application du signal électrique Se entre les bornes du transducteur 11. On voit, sur le dessin central de la figure 4, le transducteur 11 et les éléments à l’état solide 8, alors que le signal électrique Se est généré et appliqué entre les bornes du transducteur 11. L’onde acoustique se propage dans la plaque de protection 5 dans une direction de propagation et dans un premier sens S1. Sous l’effet de l’onde acoustique, les éléments à l’état solide 8 se déplacent sur la surface de la face externe 9 de la plaque de protection 5 dans ladite direction de propagation mais dans un deuxième sens S2 opposé au premier sens S1. Ce déplacement des éléments à l’état solide 8, dans un sens opposé au sens de propagation de l’onde acoustique, est un phénomène propre aux interactions entre des ondes acoustique de surface ou de Lamb se propageant dans un corps, et des éléments à l’état solide présents sur une surface dudit corps. Ce phénomène a été observé lors de la totalité des tests réalisés au cours du développement du dispositif de nettoyage décrit ici. Les tests ont notamment été réalisés avec des fréquences de l’onde acoustique égales à 17.6 MHz et 19.6 Mhz, avec des grains de sable (taille des grains comprise typiquement entre 100 μm et 2mm) et des particules de plastique (par exemple polyamide 11 ; diamètre des particules égal à 30 μm typiquement). On voit, sur le dessin de droite de la figure 4, que les éléments à l’état solide 8 ont été évacués (en moins de 10 s typiquement) de la surface située « devant » le transducteur (c’est-à-dire de la surface externe au transducteur et située du côté des doigts). Lorsque des éléments à l’état liquide 27, tels que des gouttes d’eau, sont présents sur la face externe 9 de la plaque de protection, l’onde acoustique induit des phénomènes acoustiques non linéaires de streaming acoustique et/ou de pression de radiation, sous l’effet desquels les éléments à l’état liquide 27 sont déplacés. Les éléments à l’état solide 8 sont alors déplacés et évacués en étant emportés par les éléments à l’état liquide 27. On voit, sur le dessin de gauche de la figure 5, le transducteur 11, les éléments à l’état solide 8 et les éléments à l’état liquide 27, préalablement à la génération du signal électrique Se et à l’application du signal électrique Se entre les bornes du transducteur 11. On voit, sur le dessin central de la figure 5, le transducteur 11, les éléments à l’état solide 8 et les éléments à l’état liquide 27, alors que le signal électrique Se est généré et appliqué entre les bornes du transducteur 11. Cette fois, sous l’effet de l’onde acoustique, les éléments à l’état liquide 27 se déplacent sur la surface de la face externe 9 de la plaque de protection 5 dans la direction de propagation de l’onde acoustique, et dans le même sens S, et entraînent les éléments à l’état solide dans cette direction et dans ce sens S. On voit, sur le dessin de droite de la figure 5, que les éléments à l’état solide 8 ont été emportés par les éléments à l’état liquide 27 et évacués de la surface située devant le transducteur. Il est important de noter que cet effet ne peut pas être obtenu dans un régime de glissement des gouttes, mais uniquement dans un régime forcé de déplacement induit par les ondes acoustiques (car sinon les gouttes restent bloquées sur les impuretés). On revient maintenant à la figure 1. Les transducteurs du dispositif de nettoyage 10 selon un premier mode de réalisation comprennent au moins un premier transducteur 11a, en l’occurrence plusieurs premiers transducteurs 11a, et au moins un deuxième transducteur 11b, en l’occurrence plusieurs deuxièmes transducteurs 11b. Les premiers transducteurs 11a forment ici une première rangée 30 de premiers transducteurs 11a (on entend donc ici, par « premiers transducteurs 11a », tous les transducteurs de la première rangée 30). Les deuxièmes transducteurs 11b forment ici une deuxième rangée 31 de deuxièmes transducteurs 11b (on entend donc ici, par « deuxièmes transducteurs 11b », tous les transducteurs de la deuxième rangée 31). Les rangées 30, 31 s’étendent parallèlement aux largeurs de la plaque de protection 5 (et donc du panneau photovoltaïque 1). La plaque de protection 5 comprend une première extrémité 32 et une deuxième extrémité 33, la première extrémité 32 étant plus basse que la deuxième extrémité 33 du fait de l’inclinaison du panneau photovoltaïque 1. La première rangée 30 de premiers transducteurs 11a est positionnée d’un premier côté de la plaque de protection 5 comprenant la première extrémité 32, et la deuxième rangée 31 de deuxièmes transducteurs 11b est positionnée d’un deuxième côté de la plaque de protection 5 comprenant la deuxième extrémité 33. Pour chaque premier transducteur 11a de la première rangée 30, le système électrique de pilotage 12 génère un premier signal électrique, applique le premier signal électrique entre les bornes du premier transducteur 11a, et produit ainsi une première onde acoustique 34a pour déplacer et évacuer directement les éléments à l’état solide 8. De même, pour chaque deuxième transducteur 11b de la deuxième rangée 31, le système électrique de pilotage 12 génère un deuxième signal électrique, applique le deuxième signal électrique entre des bornes du deuxième transducteur 11b, et produit ainsi une deuxième onde acoustique 34b pour déplacer les éléments à l’état liquide 27. Les premiers transducteurs 11a sont utilisés avantageusement lorsque seuls des éléments à l’état solide 8 sont a priori susceptibles d’être présents sur la face externe 9 de la plaque de protection 5, c’est-à-dire en journée. Les deuxièmes transducteurs 11b sont utilisés avantageusement lorsque des éléments à l’état liquide 27 sont a priori susceptibles d’être présents sur la face externe 9 de la plaque de protection 5, c’est-à-dire, principalement, la nuit, ou bien le matin. Ces éléments à l’état liquide sont principalement des gouttes d’eau, et plus précisément des gouttes de condensation dues à la rosée ou des gouttes de pluie. Ainsi, chaque jour au cours duquel le dispositif de nettoyage 10 est activé, le système électrique de pilotage 12 met en œuvre le procédé de nettoyage, et génère et applique les premiers signaux électriques entre les bornes des premiers transducteurs 11a au cours d’une première période prédéfinie comprise dans la journée dudit jour (par exemple entre 9 h et 19 h). Le système électrique de pilotage 12 génère et applique les deuxièmes signaux électriques entre les bornes des deuxièmes transducteurs 11b au cours d’une deuxième période prédéfinie comprise dans la nuit ou le matin dudit jour (par exemple entre 5 h et 7 h). Ainsi, en journée, les vibrations induites par les ondes acoustiques décollent et déplacent les éléments à l’état solide 8 vers le bas du panneau 1. La nuit (ou le matin), ces mêmes vibrations déplacent les gouttes de condensation via des effets acoustiques non linéaires qui nettoient la surface du panneau 1. On combine donc un nettoyage à sec en journée, avec un nettoyage via le déplacement des gouttes de condensation la nuit. On note qu’ici, comme le système de pilotage électrique 12 est alimenté par les cellules photovoltaïques du panneau photovoltaïque 1, on privilégiera un fonctionnement de la deuxième rangée 31 le matin. Il serait cependant envisageable d’équiper le module électrique maître 15 d’une batterie qui se recharge le jour, de manière à faire fonctionner le dispositif de nettoyage 10 la nuit. Le mode combiné est extrêmement avantageux. En référence à la figure 6, en journée (dessin de gauche), lorsqu’il n’y a pas (a priori) d’éléments à l’état liquide 27 sur la face externe 9 de la plaque de protection 5, les premières ondes acoustiques 34a produite par les premiers transducteurs 11a se propagent vers la partie haute du panneau photovoltaïque 1, ce qui a pour effet de déplacer les éléments à l’état solide 8 vers le bas. Cette force, qui s’ajoute à la gravité, permet de déplacer et d’évacuer efficacement les éléments à l’état solide de la surface située au-dessus de la première rangée 30 de premiers transducteurs 11a. La nuit ou le matin (dessin de droite), lorsque des éléments à l’état liquide 27 sont présents, les deuxièmes ondes acoustiques 34b produites par les deuxièmes transducteurs 11b se propagent vers le partie basse du panneau photovoltaïque 1, ce qui a pour effet de déplacer les éléments à l’état liquide 27 vers le bas. A nouveau, cette force, qui s’ajoute à la gravité, permet de déplacer efficacement les éléments à l’état liquide 27 vers le bas, et donc d’évacuer efficacement les éléments à l’état solide 8 de la surface de la face externe 9 de la plaque de protection 5. L’utilisation de ces effets combinés est extrêmement astucieuse. En effet, comme on l’a vu plus tôt, le processus de cimentation, résultat de la condensation, pose habituellement problème. On surmonte donc un préjugé fort de l’homme du métier en tirant au contraire profit de la condensation. On note que les éléments à l’état solide 8 ne sont pas forcément évacués entièrement de la totalité de la face externe 9 ; il est possible qu’un nombre réduit d’éléments à l’état solide 8 demeurent sur la plaque de protection 5, notamment sur des surfaces très proches des bords et/ou des transducteurs. Ces éléments résiduels ont un impact minime sur le rendement du panneau 1. Avantageusement, le système électrique de pilotage 12 applique des premiers signaux électriques, qui sont synchronisés en phase, aux bornes des premiers transducteurs 11a. Cela permet d’augmenter l’amplitude des premières ondes acoustiques (à amplitude constante des premiers signaux électriques). De même, le système électrique de pilotage 12 applique des deuxièmes signaux électriques, qui sont synchronisés en phase, aux bornes des deuxièmes transducteurs 11b. Pour produire les premiers signaux électriques synchronisés en phase (respectivement, les deuxièmes signaux électriques synchronisés en phase), les modules électriques élémentaires 16 associés aux premiers transducteurs 11a (respectivement, associés aux deuxièmes transducteurs 11b), utilisent le signal d’horloge CLK transmis par le module électrique maître 15, et se synchronisent donc tous sur une même horloge. Ainsi, dans le premier mode de réalisation du dispositif de nettoyage, la rangée de transducteurs du bas (première rangée 30) est utilisée pour déplacer et évacuer les éléments à l’état solide 8, et la rangée de transducteurs du haut (deuxième rangée 31) est utilisée pour déplacer les éléments à l’état liquide 27 et donc, en même temps, les éléments à l’état solide 8. Le panneau photovoltaïque 1 comprend une première extrémité (correspondant à la première extrémité 32 de la plaque 5) et une deuxième extrémité (correspondant à la deuxième extrémité 33 de la plaque 5). Avantageusement, la face supérieure du panneau photovoltaïque 1 est plane et ne présente pas de discontinuité, au moins au niveau de la première extrémité du panneau photovoltaïque 1 (extrémité basse). Le panneau photovoltaïque 1, et en tout cas sa partie basse, est donc conçu notamment pour éviter qu’il y ait un rebord. Ici, le cadre 4 comprend une surface supérieure 36 qui s’étend sur un contour de la plaque de protection 5. La surface supérieure 36 du cadre 4 et la face externe 9 de la plaque de protection 5 sont coplanaires, au moins au niveau de la première extrémité du panneau photovoltaïque 1. Cette surface lisse permet aux éléments à l’état solide 8 (et aussi aux éléments à l’état liquide 27) d’être évacués sans être retenus sur le panneau photovoltaïque 1. On note que d’autres agencements sont possibles pour obtenir une surface parfaitement plane. On pourrait envisager par exemple de ne pas utiliser de cadre 4. On pourrait aussi envisager que la plaque de protection 5 recouvre la surface supérieure 36 du cadre 4 et soit fixée à celle-ci (par collage par exemple). Dans ces deux cas, la face externe 9 de la plaque de protection 5 s’étend alors sur la totalité de la face supérieure du panneau photovoltaïque 1. On décrit maintenant, en référence à la figure 7, un deuxième mode de réalisation du dispositif de nettoyage. Le dispositif de nettoyage comporte plusieurs rangées comprenant chacune au moins un transducteur couplé acoustiquement avec la plaque de protection 5. Ici, plus précisément, le dispositif de nettoyage comporte six rangées de transducteurs. Les six rangées comprennent trois premières rangées 30a, 30b, 30c de premiers transducteurs 11a (qui produisent chacune des premières ondes acoustiques se propageant vers le haut), et trois deuxièmes rangées 31a, 31b, 31c de transducteurs (qui produisent chacune des deuxièmes ondes acoustiques se propageant vers le bas). On entend donc ici, par « premiers transducteurs 11a », tous les transducteurs des premières rangées 30a, 30b, 30c, et par « deuxièmes transducteurs 11b », tous les transducteurs des deuxièmes rangées 31a, 31b, 31c. Les premières rangées 30a, 30b, 30c et les deuxièmes rangées 31a, 31b, 31c sont positionnées de manière alternée sur le panneau photovoltaïque (c’est-à-dire que chaque rangée adjacente à une première rangée est une deuxième rangée, et inversement). La rangée la plus haute sur le panneau 1 est la deuxième rangée 31a, qui est suivie, en allant vers le bas, par la première rangée 30a, qui est elle- même suivie par la deuxième rangée 31b, etc. Les premières rangées 30a, 30b, 30c s’étendent successivement selon la longueur de la plaque de protection 5 pour former une première série de rangées 38. Les deuxièmes rangées 31a, 31b, 31c s’étendent successivement selon la longueur de la plaque de protection 5 pour former une deuxième série de rangées 39. On s’intéresse tout d’abord aux premières rangées 30a, 30b, 30c. Le système électrique de pilotage 12 applique, pour chaque première rangée 30a, 30b, 30c successivement et selon une première séquence prédéfinie, des premiers signaux électriques aux bornes des premiers transducteurs 11a de ladite première rangée. Pour chaque première rangée, la première séquence prédéfinie consiste à appliquer les premiers signaux électriques entre les bornes des premiers transducteurs 11a de ladite première rangée puis, après une certaine durée, à appliquer les premiers signaux électriques entre les bornes des premiers transducteurs de la première rangée suivante de la première série de rangées 38. Les premières rangées sont ainsi activées successivement, l’une après l’autre. Les premiers transducteurs 11a interfèrent ainsi de manière constructive. Par exemple, la première rangée 30a, la plus haute sur le panneau photovoltaïque 1, est activée en premier. Puis, après une certaine durée, la première rangée 30b est activée. Puis, après une certain durée, la première rangée 30c est activée. S’il est nécessaire de faire plusieurs cycles, on peut définir que la rangée suivante de la première rangée 30c est la première rangée 30a. Les certaines durées peuvent être différentes selon les rangées. Chaque certaine durée, qui est donc la durée séparant l’activation d’une première rangée de l’activation de la première rangée suivante, est par exemple une durée prédéfinie qui a été déterminée au cours d’une phase de test. Par « phase de test », on entend ici toute phase réalisée préalablement à la mise en service du panneau photovoltaïque 1 (ou tout au moins du dispositif de nettoyage) : la phase de test peut avoir été réalisée en laboratoire, en usine, voire même sur site. On utilise ainsi des connaissances préalablement acquises sur les dynamiques typiques des éléments à l’état solide 8. La durée prédéfinie est typiquement égale à 3 s ; elle peut varier selon les rangées. Pour chaque première rangée, la durée prédéfinie est une durée suffisante pour évacuer une quantité des éléments à l’état solide 8, supérieure à un premier seuil prédéfini, d’une portion de la surface de la face externe 9 s’étendant entre ladite première rangée et la première rangée précédente. On active donc par exemple la première rangée 30b, et on attend que les éléments à l’état solide 8 soit évacués de la surface séparant la première rangée 30a de la première rangée 30b, avant d’activer la première rangée 30c. Pour définir la durée prédéfinie associée à la première rangée 30a, on considère par exemple que la position de la première rangée précédente correspond à la deuxième extrémité 33 de la plaque de protection 5. Le premier seuil prédéfini est par exemple égal à 50%. Après la certaine durée, on estime donc que le dispositif de nettoyage, par l’action chaque première rangée, a permis d’évacuer au moins 50% des éléments à l’état solide situés entre ladite première rangée et la première rangée précédente. Comme on l’a vu, les premières rangées 30 sont activées de préférence pendant la journée. La nuit, ou le matin, les deuxièmes rangées 31 sont activées. Le système électrique de pilotage 12 applique de même, pour chaque deuxième rangée 31 successivement et selon une deuxièmes séquence prédéfinie, des deuxièmes signaux électriques aux bornes des deuxièmes transducteurs 11b de ladite deuxième rangée 31 . Pour chaque deuxième rangée 31, la deuxième séquence prédéfinie consiste à appliquer les deuxièmes signaux électriques entre les bornes des deuxièmes transducteurs 11b de ladite deuxième rangée puis, après une certaine durée, à appliquer les deuxièmes signaux électriques entre les bornes des deuxièmes transducteurs 11b de la deuxième rangée suivante de la deuxième série de rangées. Les deuxièmes rangées 31 sont ainsi activées successivement, l’une après l’autre. La deuxième rangée 31a, la plus haute sur le panneau photovoltaïque 1, est activée en premier. Puis, après une certaine durée, la deuxième rangée 31b est activée. Puis, après une certain durée, la deuxième rangée 31c est activée. S’il est nécessaire de faire plusieurs cycles, on peut définir que la rangée suivante de la deuxième rangée 31c est la deuxième rangée 31a. Les certaines durées peuvent être différentes selon les rangées. Les certaines durées peuvent être différentes de celles définies pour les premières rangées. Pour chaque deuxième rangée, la durée prédéfinie est une durée suffisante pour évacuer une quantité des éléments à l’état solide (via les éléments à l’état liquide), supérieure à un premier seuil prédéfini, d’une portion de la surface externe s’étendant entre ladite deuxième rangée et la deuxième rangée suivante (et non précédente, cette fois). Pour définir la durée prédéfinie associée à la deuxième rangée 31c, on considère que la position de la rangée suivante correspond à la première extrémité 32 de la plaque de protection 5 (extrémité correspondant à la première extrémité 32 du panneau 1). Le premier seuil prédéfini est par exemple à nouveau égal à 50%. Après la certaine durée, on estime donc que le dispositif de nettoyage, par l’action de chaque deuxième rangée, a permis d’évacuer au moins 50% des éléments à l’état solide situés entre ladite deuxième rangée et la deuxième rangée suivante. Les rangées de transducteurs peuvent bien sûr être disposées de manière différente. Ainsi, dans un troisième mode de réalisation du dispositif de nettoyage 10, visible sur la figure 8, on voit que les trois premières rangées 30a, 30b, 30c sont positionnées sur la partie basse du panneau 1, alors que les trois deuxièmes rangées 31a, 31b, 31c sont positionnées sur la partie haute du panneau 1. La première séquence prédéfinie pour la première série de rangées 38, et la deuxième séquence prédéfinie pour la deuxième série de rangées 39, peuvent être les mêmes que celles qui viennent d’être décrites. On a donc vu que les ondes acoustiques générées peuvent être utilisées pour déplacer directement les éléments à l’état solide 8, et aussi les éléments à l’état liquide 27 dans le but d’évacuer les éléments à l’état solide 8. Les ondes acoustiques peuvent aussi être utilisées pour détecter la présence de ces éléments, et éventuellement pour évaluer la quantité de ces éléments présents sur la face externe 9 de la plaque de protection 5. On peut ainsi déterminer, d’une part, l’état de pollution du panneau 1 par les éléments à l’état solide 8, et d’autre part, la quantité de gouttes de condensation présentes sur le panneau 1. On utilise pour cela au moins un transducteur d’émission, et au moins un transducteur de réception. Le transducteur d’émission émet une onde acoustique qui, après avoir parcouru dans la plaque de protection 5 un chemin de longueur prédéfinie, est reçue par le transducteur de réception. L’analyse du signal électrique produit par le transducteur de réception permet de détecter et éventuellement d’évaluer la quantité des éléments. Le dispositif de nettoyage 10 comprend donc au moins un troisième transducteur 11c (d’émission) et au moins un quatrième transducteur 11d (de réception) couplés acoustiquement avec la plaque de protection 5. Le module électrique élémentaire 16 associé au troisième transducteur 11c génère un troisième signal électrique et applique le troisième signal électrique entre les bornes du troisième transducteur 11c. Une troisième onde acoustique (de détection) est ainsi produite et se propage dans la plaque de protection 5 entre le troisième transducteur 11c et le quatrième transducteur 11d. Le module électrique élémentaire 16 associé au quatrième transducteur 11d acquiert un quatrième signal électrique produit par le quatrième transducteur 11d lorsque celui-ci reçoit la troisième onde acoustique. Le module électrique élémentaire 16 associé au quatrième transducteur 11d analyse ainsi le quatrième signal électrique pour détecter une présence et/ou pour évaluer une quantité, des éléments à l’état solide 8 et/ou des éléments à l’état liquide 27, entre le troisième transducteur 11c et le quatrième transducteur 11d. L’analyse du quatrième signal électrique consiste par exemple à comparer son amplitude avec un ou des seuils prédéfinis, à effectuer une mesure de phase, à détecter un temps de passage par zéro, à analyser des lobes particuliers, etc. Bien sûr, le ou les troisièmes transducteurs 11c peuvent être un ou plusieurs des premiers transducteurs 11a précédemment décrits, ou un ou plusieurs des deuxièmes transducteurs 11b précédemment décrits. De même, le ou les quatrièmes transducteurs 11d peuvent être un ou plusieurs des premiers transducteurs 11a précédemment décrits, ou un ou plusieurs des deuxièmes transducteurs 11b précédemment décrits. Cela n’est pas nécessaire, et on pourrait parfaitement avoir des transducteurs 11c, 11d dédiés à la détection. Les ASICs 22 des modules électriques élémentaires 16 associés aux quatrièmes transducteurs 11d (et, ici, en l’occurrence, les ASICs 22 de tous les modules électriques élémentaires 16) comprennent chacun un module de détection 40 (visible sur la figure 3), qui acquiert le quatrième signal électrique et réalise l’analyse pour détecter la présence et/ou pour évaluer la quantité des éléments à l’état solide et/ou liquide. On revient à la figure 6. On voit sur le dessin de droite un premier transducteur qui est aussi un troisième transducteur 11c. On voit un deuxième transducteur qui est aussi un quatrième transducteur 11d. Le troisième transducteur 11c et le quatrième transducteur 11d sont par exemple utilisés de la manière suivante. La nuit (ou le matin), le module électrique maître 15 commande l’émission, par le module électrique élémentaire 16 associé au troisième transducteur 11c, d’une troisième onde acoustique (de détection). Le troisième transducteur 11c génère la troisième onde acoustique, qui est reçue par le quatrième transducteur 11d. Le module électrique élémentaire 16 associé au quatrième transducteur 11d analyse le quatrième signal électrique généré par le quatrième transducteur 11d pour évaluer la quantité des éléments à l’état liquide 27 entre le troisième transducteur 11c et le quatrième transducteur 11d, et transmet un signal de détection Sd (visible sur la figure 3) au module électrique maître 15. Le module électrique maître 15 commande alors les modules électriques élémentaires 16 associés aux deuxièmes transducteurs 11b de la deuxième rangée 31, de sorte que ceux-ci génèrent et appliquent les deuxièmes signaux électriques aux bornes des deuxièmes transducteurs 11b de la deuxième rangée 31 seulement si la quantité des éléments à l’état liquide 27 est supérieure à un deuxième seuil prédéfini. La quantité des éléments à l’état liquide 27 est par exemple un nombre de gouttes sur une surface rectangulaire 41, dont la longueur est la distance entre le troisième transducteur 11c et le quatrième transducteur 11d, et dont la largeur est la largeur de ces transducteurs. Le deuxième seuil prédéfini est par exemple égal à 100 gouttes. On assure ainsi que les deuxièmes transducteurs 11d sont activés uniquement s’il y a suffisamment de gouttes sur la face externe 9 de la plaque de protection 5. On repasse maintenant à la figure 7. On voit un deuxième transducteur de la deuxième rangée 31a qui est aussi un troisième transducteur 11c. On voit un premier transducteur de la première rangée 30a qui est un quatrième transducteur 11d. On voit aussi un premier transducteur de la première rangée 30b qui est un quatrième transducteur 11d. On voit aussi un premier transducteur de la première rangée 30c qui est un quatrième transducteur 11d. Comme on l’a vu plus tôt, les premiers signaux électriques sont appliqués aux bornes des premiers transducteurs 11a de chaque première rangée 30, pour chaque première rangée 30 successivement et selon une séquence prédéfinie. La séquence prédéfinie consiste, pour chaque première rangée, à appliquer les premiers signaux électriques entre les bornes des premiers transducteurs de ladite première rangée puis, après une certaine durée, à appliquer les premiers signaux électriques entre les bornes des premiers transducteurs de la rangée suivante. Pour chaque première rangée 30 (c’est-à-dire 30a, 30b ou 30c), lorsque ladite première rangée est activée, le module électrique maître 15 commande ici régulièrement ou en continu l’émission d’une troisième onde acoustique par le troisième transducteur 11c. Le quatrième transducteur 11d de ladite première rangée 30 reçoit la troisième onde acoustique. Le module électrique élémentaire 16 associé audit quatrième transducteur 11d analyse le quatrième signal électrique pour évaluer la quantité des éléments à l’état solide 8 entre le troisième transducteur 11c et ledit quatrième transducteur 11d. La certaine durée est telle que, à l’issue de cette certaine durée, la quantité des éléments à l’état solide 8 entre le troisième transducteur et ledit quatrième transducteur est inférieure à un troisième seuil prédéfini. On s’intéresse par exemple à la première rangée 30c. La quantité des éléments à l’état solide 8 est par exemple un nombre de particules sur une surface rectangulaire 42, dont la longueur est la distance entre le troisième transducteur 11c et le quatrième transducteur 11d de ladite première rangée 30c, et dont la largeur est la largeur de ces transducteurs. Le troisième seuil prédéfini est par exemple égal à 1000 particules. On réitère cette opération successivement pour chaque première rangée 30. Pour chaque première rangée 30, on assure ainsi, avant de passer à la première rangée suivante, que, sous l’effet des premières ondes acoustiques émises par ladite première rangée, la surface de la face externe 9 de la plaque de protection 5 située au-dessus de ladite première rangée est suffisamment nettoyée. On pourrait aussi envisager par exemple, dans la configuration de la figure 7, d’avoir un troisième transducteur 11c sur la deuxième rangée 31a et un quatrième transducteur 11d sur la première rangée 30a (ou inversement), un troisième transducteur 11c sur la deuxième rangée 31b et un quatrième transducteur 11d sur la première rangée 30b (ou inversement), un troisième transducteur 11c sur la deuxième rangée 31c et un quatrième transducteur 11d sur la première rangée 30c (ou inversement). Cette configuration permet d’avoir, pour chaque couple de rangées 31a, 30a ; 31b, 30b ; 31c, 30c, un troisième transducteur et un quatrième transducteur en regard et très proches l’un de l’autre. Cette configuration permet de détecter très efficacement et très précisément la présence et/ou la quantité d’éléments à l’état solide et/ou d’éléments à l’état liquide entre deux rangées adjacentes. Bien sûr, aussi bien dans le cas de la figure 1 que dans celui de la figure 7 ou de la figure 8, les ondes acoustiques utilisées pour déplacer les éléments à l’état solide 8 ou les éléments à l’état liquide 27 peuvent aussi être utilisées pour réaliser la détection. Dans le cas de la figure 1, par exemple, on pourrait utiliser un premier transducteur 11a en émission (il joue donc le rôle d’un troisième transducteur 11c), et un deuxième transducteur 11b en réception (il joue donc le rôle d’un quatrième transducteur 11d). En journée, on émet une première onde acoustique pour évacuer les éléments à l’état solide. Puis, on émet une troisième onde acoustique pour détecter si le nettoyage a été efficace. Si c’est le cas, on arrête de nettoyer. Sinon, on émet à nouveau une première onde acoustique. On peut aussi émettre une troisième onde acoustique à des fins de détection régulièrement, jusqu’à détecter une présence significative des éléments à l’état solide 8. On émet alors une première onde acoustique pour nettoyer. On comprend donc que les premières ondes peuvent être des troisièmes ondes, et inversement. De même, les deuxièmes ondes peuvent être des troisièmes ondes, et inversement. Les premiers et deuxièmes signaux électriques peuvent être, mais pas nécessairement, identiques. Les premiers signaux électriques et/ou les deuxièmes signaux électriques peuvent aussi être identiques aux troisièmes signaux électriques, mais pas nécessairement. Le niveau des troisièmes signaux électriques, lorsqu’ils sont utilisés pour la détection seulement, peut en particulier être moins élevé que le niveau des premiers et deuxièmes signaux électriques, utilisés pour déplacer les éléments solides 8 et liquides 27. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention tel que défini par les revendications. Le procédé de nettoyage n’est pas nécessairement mis en œuvre pour nettoyer la face externe d’une plaque de protection d’un panneau photovoltaïque, mais peut être utilisé pour nettoyer une surface d’un autre type de corps. L’invention peut être mise en œuvre pour tout corps dans lequel peuvent se propager des ondes acoustiques de surface ou des ondes de Lamb. Les corps en question comprennent par exemple des surfaces de dispositifs optiques : caméras, viseurs, etc. Le procédé de nettoyage est particulièrement intéressant dans le cas d’un équipement qui comprend au moins un composant qui capture des rayons lumineux pour son fonctionnement, et un corps transparent ou translucide au travers duquel passent ces rayons lumineux avant d’être capturés par ledit ou lesdits composants. Le procédé de nettoyage est alors utilisé pour nettoyer une surface interne ou externe dudit corps. Dans le cas d’un panneau photovoltaïque, les composants en question sont les cellules photovoltaïques. Dans le cas d’une caméra ou d’un viseur, les composants sont les capteurs photosensibles. Le ou les transducteurs utilisés peuvent être différents de ceux décrits ici. Tout type de transducteur susceptible de produire des ondes acoustiques de surface ou des ondes de Lamb peut être utilisé. Dans le cas du nettoyage d’une surface d’un corps piézoélectrique, les électrodes des transducteurs pourraient être appliquées directement sur le corps. Une technologie de transducteur d’angle pourrait être utilisée. On utilise un transducteur et un sabot positionné entre le transducteur et la surface à nettoyer d’un corps. Le sabot incline l’axe du transducteur de sorte que ledit axe forme un certain angle avec la normale à la surface à nettoyer. Une onde acoustique de volume se propage dans le sabot. Le certain angle est défini (loi de Snell-Descartes) de sorte que l’onde acoustique de volume se transforme en onde de surface au niveau de l’interface entre le sabot et la surface à nettoyer. D’autres systèmes de transformation d’ondes acoustiques de volume en ondes acoustiques de surface pourraient être utilisés. Les transducteurs ne sont pas nécessairement positionnés sur la surface de la face à nettoyer ; ils pourraient être positionnés sur une surface d’une face opposée à ladite face à nettoyer (dans le cas d’un corps en forme de plaque notamment). L’architecture du système électrique de pilotage pourrait bien sûr être différente de celle décrite ici. On pourrait par exemple avoir un unique module électrique pour la totalité du panneau. Cet unique module électrique serait connecté à tous les transducteurs et réaliserait la totalité des fonctions décrites ici : génération des signaux électriques, analyse des signaux pour la détection, etc. Cet unique module électrique pourrait par exemple comprendre un ASIC (ou un FPGA) et des amplificateurs de puissance. On pourrait aussi avoir un seul module électrique élémentaire par rangée de transducteurs. Le module maître et/ou les modules élémentaires, ou bien l’unique module électrique, pourraient aussi, au lieu d’un ASIC ou d’un FPGA, inclure un autre type de composant de traitement, et par exemple un processeur « généraliste », un processeur spécialisé dans le traitement du signal (ou DSP, pour Digital Signal Processor), un microcontrôleur. Le module maître et/ou les modules élémentaires, ou bien l’unique module électrique, comprennent alors une ou des mémoires (et notamment une ou des mémoires non- volatiles), reliées à ou intégrées dans le composant de traitement. Au moins l’une de ces mémoires forme un support d’enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré au moins un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le composant de traitement à exécuter au moins certaines des étapes du procédé de nettoyage. On pourrait aussi, dans un système de plusieurs panneaux photovoltaïques, avoir un panneau seulement qui réalise la détection de présence des éléments à l’état liquide ou solide, et qui transmet aux autres panneaux des informations relatives à cette détection. La transmission peut être faite par tout moyen de communication, filaire ou sans fil. La disposition des transducteurs pourrait être différente de celles décrites ici. Le dispositif de nettoyage peut fonctionner avec un seul transducteur. Chaque rangée de transducteur peut ne comprendre qu’un seul transducteur. On peut avoir une seule série de rangées. Dans chaque série de rangées comprenant plusieurs rangées, lesdites rangées pourraient s’étendre successivement selon une largeur et non une longueur du corps. Dans une rangée de transducteurs, tous les transducteurs ne sont pas nécessairement orientés de la même manière. On pourrait avoir par ailleurs, dans une rangée de transducteurs, un transducteur dédié à la détection de la présence des éléments à l’état solide ou liquide. Dans une rangée de transducteurs, les transducteurs pourraient être connectés entre eux en parallèle (ou bien certains en série, et d’autres en parallèle). Les transducteurs peuvent être regroupés sans pour autant former des rangées. Les transducteurs réalisant la détection pourraient être positionnés différemment des autres transducteurs. L’onde acoustique pour la détection pourrait ainsi être émise dans la largeur du corps. L’utilisation des transducteurs pour réaliser la détection n’est pas obligatoire. L’activation du nettoyage pourrait être réalisée automatiquement, par exemple à intervalles réguliers (par exemple quotidiennement), sans réaliser de détection préalable.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de nettoyage d’éléments à l’état solide (8), tels que des grains de sable ou des particules de poussière, pouvant se trouver sur une surface d’un corps (5), le procédé de nettoyage utilisant au moins un transducteur (11) couplé acoustiquement avec le corps, et comprenant les étapes de : - générer un signal électrique (Se) ; - appliquer le signal électrique entre des bornes du transducteur ; - produire ainsi une onde acoustique (34a, 34b) se propageant dans le corps, l’onde acoustique étant une onde de surface ou une onde de Lamb, et étant telle que, sous l’effet de l’onde acoustique, les éléments à l’état solide sont déplacés sur la surface du corps pour être évacués de cette surface.
2. Procédé de nettoyage selon la revendication 1, dans lequel une fréquence de l’onde acoustique est comprise entre 1 MHz et 100 MHz.
3. Procédé de nettoyage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les éléments à l’état solide (8) sont déplacés et évacués directement via une force produite par l’onde acoustique et transmise par un contact entre la surface du corps et les éléments à l’état solide.
4. Procédé de nettoyage selon la revendication 3, dans lequel l’onde acoustique se propage dans le corps dans une direction de propagation et dans un premier sens (S1), et dans lequel, sous l’effet de l’onde acoustique, les éléments à l’état solide se déplacent sur la surface du corps dans ladite direction de propagation mais dans un deuxième sens (S2) opposé au premier sens.
5. Procédé de nettoyage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, lorsque des éléments à l’état liquide (27) sont présents sur la surface du corps, l’onde acoustique induit des phénomènes acoustiques non linéaires de streaming acoustique et/ou de pression de radiation, sous l’effet desquels les éléments à l’état liquide sont déplacés.
6. Procédé de nettoyage selon les revendications 3 et 5, utilisant au moins un premier transducteur (11a) et au moins un deuxième transducteur (11b), le procédé de nettoyage comprenant les étapes de : - générer un premier signal électrique, appliquer le premier signal électrique entre des bornes du premier transducteur, et produire ainsi une première onde acoustique pour déplacer et évacuer directement les éléments à l’état solide (8) ; - générer un deuxième signal électrique, appliquer le deuxième signal électrique entre des bornes du deuxième transducteur, et produire ainsi une deuxième onde acoustique pour déplacer les éléments à l’état liquide (27).
7. Procédé de nettoyage selon la revendication 6, dans lequel le corps (5) est incliné et comprend une première extrémité (32) et une deuxième extrémité (33), la première extrémité étant plus basse que la deuxième extrémité du fait de l’inclinaison du corps, le premier transducteur étant positionné d’un premier côté du corps comprenant la première extrémité, et le deuxième transducteur étant positionné d’un deuxième côté du corps comprenant la deuxième extrémité.
8. Procédé de nettoyage selon l’une des revendications 6 ou 7, comprenant les étapes, réalisées chaque jour au cours duquel le procédé de nettoyage est mis en œuvre, de : - générer et appliquer le premier signal électrique entre les bornes du premier transducteur (11a) au cours d’une première période prédéfinie comprise dans la journée dudit jour ; - générer et appliquer le deuxième signal électrique entre les bornes du deuxième transducteur (11b) au cours d’une deuxième période prédéfinie comprise dans la nuit ou le matin dudit jour.
9. Procédé de nettoyage selon l’une des revendications précédentes, utilisant au moins une rangée (30, 31) comprenant plusieurs transducteurs couplés acoustiquement avec le corps, et comprenant l’étape d’appliquer des signaux électriques synchronisés en phase aux bornes desdits transducteurs.
10. Procédé de nettoyage selon l’une des revendications précédentes, utilisant plusieurs rangées (30a, 30b, 30c, 31a, 31b, 31c) comprenant chacune au moins un transducteur couplé acoustiquement avec le corps, le procédé de nettoyage comprenant l’étape d’appliquer, pour chaque rangée successivement et selon une séquence prédéfinie, des signaux électriques aux bornes du ou des transducteurs de ladite rangée.
11. Procédé de nettoyage selon la revendication 10, les rangées s’étendant successivement selon une longueur ou une largeur du corps pour former une série de rangées (38, 39), la séquence prédéfinie consistant, pour chaque rangée de la série de rangées, à appliquer les signaux électriques entre les bornes du ou des transducteurs de ladite rangée puis, après une certaine durée, à appliquer les signaux électriques entre les bornes du ou des transducteurs d’une rangée suivante de la série de rangées.
12. Procédé de nettoyage selon la revendication 11, dans lequel la certaine durée est une durée prédéfinie qui a été déterminée au cours d’une phase de test, la durée prédéfinie étant une durée suffisante pour évacuer une quantité des éléments à l’état solide, supérieure à un premier seuil prédéfini, d’une portion de la surface du corps s’étendant entre ladite rangée et la rangée suivante ou entre ladite rangée et une rangée précédente de la série de rangées.
13. Procédé de nettoyage selon l’une des revendications précédentes, utilisant au moins un troisième transducteur (11c) et au moins un quatrième transducteur (11d) couplés acoustiquement avec le corps, et comprenant les étapes de : - générer un troisième signal électrique ; - appliquer le troisième signal électrique entre des bornes du troisième transducteur ; - produire ainsi une troisième onde acoustique se propageant dans le corps entre le troisième transducteur et le quatrième transducteur ; - acquérir un quatrième signal électrique produit par le quatrième transducteur lorsque celui-ci reçoit la troisième onde acoustique ; - analyser le quatrième signal électrique pour détecter une présence et/ou pour évaluer une quantité, des éléments à l’état solide (8) et/ou des éléments à l’état liquide (27), entre le troisième transducteur et le quatrième transducteur.
14. Procédé de nettoyage selon les revendications 6 et 13, comprenant l’étape d’analyser le quatrième signal électrique pour évaluer la quantité des éléments à l’état liquide entre le troisième transducteur et le quatrième transducteur, le deuxième signal électrique étant généré et appliqué seulement si ladite quantité des éléments à l’état liquide est supérieure à un deuxième seuil prédéfini.
15. Procédé de nettoyage selon les revendications 11 et 13, comprenant l’étape d’analyser le quatrième signal électrique pour évaluer la quantité des éléments à l’état solide entre ledit troisième transducteur et ledit quatrième transducteur, la certaine durée étant telle que, à l’issue de cette certaine durée, la quantité des éléments à l’état solide entre ledit troisième transducteur et ledit quatrième transducteur est inférieure à un troisième seuil prédéfini.
16. Système électrique de pilotage (12) agencé pour mettre en œuvre le procédé de nettoyage selon l’une des revendications précédentes.
17. Système électrique de pilotage selon la revendication 16, comprenant au moins un ASIC (22).
18. Dispositif de nettoyage (10) comprenant : - au moins un transducteur (11) agencé pour être couplé acoustiquement avec un corps ; - un système électrique de pilotage (12) selon l’une des revendications 16 ou 17.
19. Panneau photovoltaïque (1) comportant une plaque de protection (5) et un dispositif de nettoyage (10) selon la revendication 18, la plaque de protection (5) étant le corps avec lequel est couplé acoustiquement le au moins un transducteur.
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