FR3140497A1 - Système comprenant un panneau photovoltaïque et un répartiteur d’eau de pluie - Google Patents
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Abstract
Système (1) comprenant : un panneau photovoltaïque (2), un répartiteur (4) pour collecter de l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque (2), le répartiteur (4) présentant un bord libre (16) et une surface (12) se terminant par le bord libre (16), le répartiteur (4) étant propre à être placé dans une position d’utilisation dans laquelle le bord libre (16) surplombe un sol, et dans laquelle la surface (16) est inclinée par rapport au sol pour acheminer l’eau de pluie collectée jusqu’au bord libre (16), le système étant caractérisé en ce que le répartiteur (4) délimite une pluralité de canaux (28) sur la surface (12) pour répartir l’eau de pluie collectée vers différentes portions du bord libre (16), et en ce qu’une projection du bord libre (16) sur le sol est non rectiligne, lorsque le répartiteur (4) est dans la position d’utilisation.
Figure pour l’abrégé : figure 1
Description
La présente divulgation se rapporte au domaine de l’agrivoltaïque.
L’agrivoltaïque ou « Agri-PV » est un domaine qui mêle agriculture et production électrique photovoltaïque sur une surface commune. Le principe est d’installer sur une surface de production agricole des panneaux photovoltaïques susceptibles de créer artificiellement de l’ombre et un abri et en même temps de produire de l’électricité.
Il est connu de l’état de la technique des systèmes comprenant un panneau photovoltaïque et un répartiteur d’eau configuré pour collecter de l’eau de pluie ayant coulée sur le panneau photovoltaïque. Le répartiteur d’eau présente une surface se terminant par le bord libre. Dans une position d’utilisation, le répartiteur le bord libre surplombe un sol à irriguer, et la surface forme une pente inclinée par rapport au sol.
Plusieurs formes de répartiteurs d’eau ont été proposées.
Un premier répartiteur d’eau connu se présente sous la forme d’une gouttière percée. La gouttière présente une surface supérieure concave formant un canal pour l’écoulement de l’eau de pluie collectée. Un inconvénient d’une telle gouttière est qu’elle a tendance à concentrer l’eau de pluie collectée le long d’une ligne centrale au fond de la surface concave. L’eau collectée a tendance à chuter dans des trous agencés le long de cette ligne centrale. En conséquence, des cultures se trouvant sous la gouttière ne sont irriguées que sur une zone restreinte. La concentration de l’eau de pluie sur cette zone restreinte peut avoir pour conséquence de former une cavité dans le sol par érosion. Une telle érosion est néfaste pour les cultures.
Un deuxième répartiteur d’eau connu présente une surface plane inclinée par rapport au sol se terminant par un bord rectiligne. L’eau de pluie collectée par le deuxième répartiteur est acheminée par la surface plane jusqu’au bord libre. Toutefois, l’eau de pluie chutant depuis le bord rectiligne ne peut atteindre qu’une zone rectiligne relativement restreinte. En raison de potentielles imperfections de surface ou de la présence de poussières résiduelles sur la surface plane, l’eau de pluie coulant sur la surface plane peut avoir tendance à se concentrer, si bien que l’eau de pluie peut n’atteindre qu’une portion restreinte du bord libre.
Un but de l’invention est de proposer un système agrivoltaïque qui irrigue des cultures tout en limitant l’érosion du sol.
Ce but est atteint par un système comprenant :
- un panneau photovoltaïque,
- un répartiteur pour collecter de l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque, le répartiteur présentant un bord libre et une surface se terminant par le bord libre, le répartiteur étant propre à être placé dans une position d’utilisation dans laquelle le bord libre surplombe un sol, et dans laquelle la surface est inclinée par rapport au sol pour acheminer l’eau de pluie collectée jusqu’au bord libre,
dans lequel le répartiteur délimite une pluralité de canaux sur la surface pour répartir l’eau de pluie collectée vers différentes portions du bord libre, et en ce qu’une projection du bord libre sur le sol est non rectiligne, lorsque le répartiteur est dans la position d’utilisation.
- un panneau photovoltaïque,
- un répartiteur pour collecter de l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque, le répartiteur présentant un bord libre et une surface se terminant par le bord libre, le répartiteur étant propre à être placé dans une position d’utilisation dans laquelle le bord libre surplombe un sol, et dans laquelle la surface est inclinée par rapport au sol pour acheminer l’eau de pluie collectée jusqu’au bord libre,
dans lequel le répartiteur délimite une pluralité de canaux sur la surface pour répartir l’eau de pluie collectée vers différentes portions du bord libre, et en ce qu’une projection du bord libre sur le sol est non rectiligne, lorsque le répartiteur est dans la position d’utilisation.
Les différents canaux ont pour effet de répartir de manière contrôlée l’eau de pluie sur toute la longueur du bord libre. De plus, le fait que la projection du bord libre sur le sol soit non rectiligne dans la position d’utilisation a pour effet de permettre à des gouttes de pluies chutant depuis le bord libre d’atteindre une zone du sol s’étendant dans deux directions mutuellement orthogonales dont l’aire est plus grande que celle qui serait obtenue avec un bord libre dont la projection sur le sol est rectiligne. Par conséquent, l’eau est répartie de manière homogène sur le sol. Les cultures se trouvant sur ce sol sont donc mieux irriguées, la formation de cavités dans le sol par érosion est limitée.
Le système proposé peut également comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison à chaque fois qu’une telle combinaison fait sens.
De préférence, le bord libre est en zig-zag.
De préférence, au moins deux des canaux ont des longueurs différentes.
De préférence, les canaux sont rectilignes.
De préférence, les canaux sont parallèles.
De préférence le bord libre se trouve sous le panneau photovoltaïque dans la position d’utilisation.
De préférence, le système comprenant un deuxième panneau photovoltaïque, et le bord libre se trouve sous le deuxième panneau photovoltaïque dans la position d’utilisation.
De préférence le répartiteur comprend une plaque en polycarbonate, les canaux étant formés dans la plaque.
De préférence, la surface est plane.
De préférence, la surface est inclinée d’un angle compris entre 5 et 50 degrés par rapport au sol dans la position d’utilisation.
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La est une vue en coupe longitudinale schématique d’un système selon un mode de réalisation.
La est vue en coupe longitudinale d’une partie aval d’un répartiteur d’eau de pluie du système de la .
La est vue en coupe transversale du répartiteur de la .
La est une vue partielle de dessus d’une surface de répartiteur, selon un mode de réalisation.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
En référence à la , un système 1 selon un mode de réalisation comprend un panneau photovoltaïque 2 et un répartiteur d’eau de pluie 4.
Le panneau photovoltaïque 2, connu en lui-même, a pour fonction de convertir une énergie lumineuse en énergie électrique.
Le système comprend une structure (non illustrée) sur laquelle le panneau photovoltaïque 2 est monté, cette structure étant propre à être posée sur un sol.
Le panneau photovoltaïque 2 présente une surface réceptrice 6 pour recevoir la lumière du soleil dont l’énergie peut être convertie en énergie électrique. La surface réceptrice 6 est plane, par exemple de forme rectangulaire.
Sur la , le système 1 est représenté dans une position d’utilisation. Dans cette position d’utilisation, le système 1 est posé ou fixé sur un sol, de telle sorte que le panneau photovoltaïque 2 se trouve à distance du sol, avec la surface réceptrice 6 inclinée par rapport au sol et orientée vers le ciel.
Le panneau photovoltaïque 2 est de préférence mobile en rotation par rapport à la structure, de telle sorte que l’angle d’inclinaison de la surface réceptrice par rapport au sol peut varier. En variante, le panneau photovoltaïque 2 est fixe par rapport à la structure (et donc par rapport au sol). Quel que soit le mode de réalisation, il existe au moins une orientation du panneau photovoltaïque 2 dans laquelle la surface réceptrice est inclinée par rapport au sol d’un angle strictement supérieur à zéro, lorsque le système se trouve dans la position d’utilisation, de telle sorte que de l’eau de pluie peut couler par simple gravité sur la surface réceptrice 6.
La surface réceptrice 6 présente un bord libre 8. Le bord libre 8 est par exemple rectiligne lorsque la surface réceptrice est rectangulaire. Ce bord libre 8 est un bord de la surface réceptrice 6 qui est le plus proche du répartiteur 4 (et du sol dans la position d’utilisation du système). Lorsque de l’eau de pluie s’écoule sur la surface réceptrice 6, cette eau est dirigée par gravité vers le bord libre 8, et c’est depuis ce bord libre 8 que l’eau chute vers le sol.
Le répartiteur 4 a pour fonction de collecter l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque 2, lorsque le système est dans la position d’utilisation, et de la répartir vers différentes zones du sol.
Lorsque le système 1 est dans la position d’utilisation, le répartiteur 4 est agencé entre le panneau photovoltaïque 2 et le sol. Par ailleurs, le répartiteur se trouve sous le panneau photovoltaïque 2, de sorte à pouvoir irriguer des plantes qui se trouvent sous le panneau photovoltaïque 2.
Le répartiteur 4 comprend une première paroi 10 présentant une première surface supérieure 12 et une première surface inférieure 14 opposée à la première surface inférieure.
La première surface supérieure 12 comprend une partie amont et une partie aval qui prolonge la partie amont. La partie amont constitue une partie pour recevoir de l’eau ayant chuté du panneau photovoltaïque 2. A cet effet, la partie amont peut présenter un profil concave formant une demi-gouttière, comme cela est représenté sur la .
La partie aval de la première surface supérieure se termine par un premier bord libre 16. Le premier bord libre 16 relie la première surface supérieure 12 à la première surface inférieure 14.
La partie aval de la surface supérieure 12 est de préférence plane.
L’angle d’inclinaison α de la surface supérieure 12 (au moins dans sa partie aval) par rapport au sol dans la position d’utilisation du système 1 est compris de préférence entre 5 et 50 degrés, par exemple 20 degrés.
Lorsque le système est dans la position d’utilisation, la première surface supérieure 12 est orientée vers le panneau photovoltaïque 2, et inclinée par rapport au sol, tandis que la surface inférieure 14 est en regard du sol. Par ailleurs, dans cette position, la partie amont se trouve à une altitude plus élevée que la partie aval. Dans cette position, lorsque de l’eau de pluie s’écoule sur la première surface supérieure 12, cette eau est dirigée par gravité vers le premier bord libre 16, et c’est depuis ce premier bord libre 16 que l’eau chute ensuite en dessous du répartiteur 4 vers le sol S.
Le répartiteur 4 comprend par ailleurs une deuxième paroi 18.
En référence à la , la deuxième paroi 18 présente une deuxième surface inférieure 20, et une deuxième une surface supérieure 22 opposée à la deuxième surface inférieure.
La deuxième paroi 18 présente en outre un deuxième bord libre 24 reliant la première surface inférieure 20 à la première surface supérieure 22.
La deuxième surface inférieure 20 est en regard de la première surface supérieure 12, de sorte à délimiter entre elles un espace d’écoulement dans lequel de l’eau de pluie en provenance du panneau photovoltaïque 2 peut s’écouler par gravité.
Plus précisément, la deuxième surface inférieure est en regard de la partie aval de la première surface supérieure 12.
Le deuxième bord libre 24 est en regard du premier bord libre 16. Le premier bord libre 16 et le deuxième bord libre 24 délimitent entre eux une zone de sortie de l’espace d’écoulement, c’est-à-dire une zone par laquelle de l’eau peut sortir de l’espace après s’y être écoulé.
En référence à la , le répartiteur 4 comprend une pluralité de cloisons 26 reliant la première paroi 10 à la deuxième paroi 18, de manière à diviser l’espace d’écoulement en une pluralité de canaux séparés 28. Plus précisément, chaque cloison 26 s’étend depuis la partie aval de la première surface supérieure 12 jusqu’à la deuxième surface inférieure 20.
La montre un exemple de réalisation dans lequel le nombre de cloisons 26 est égal à cinq, de sorte à délimiter quatre canaux distincts 28. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple : le nombre de canaux et de cloisons peut être différent.
Les cloisons 26 sont parallèles. Ainsi, les directions moyenne d’écoulement d’eau dans les différents canaux 28 sont parallèles.
Chaque canal 28 a ainsi une entrée et une sortie.
Chaque entrée de canal 28 constitue une portion de la zone d’entrée. De la sorte, les canaux reçoivent de l’eau de pluie en provenance de différentes zones du panneau photovoltaïque 2.
Le fond de chaque canal 28 est formé par une portion de la première surface supérieure 12 s’étendant entre deux cloisons 26 adjacentes, dans la partie aval.
Par ailleurs, chaque sortie de canal 28 constitue une portion de la zone de sortie de l’espace, et est délimitée par une portion spécifique du premier bord libre 16. De la sorte, les canaux 28 répartissent de l’eau de pluie en provenance du panneau photovoltaïque 2 vers ces différentes portions du bord libre 16.
Par exemple, lorsque la première surface supérieure et la deuxième surface inférieure sont parallèle, et que les cloisons sont parallèles, chaque canal 28 peut avoir une section rectangulaire (comme cela est représenté sur la ), voire carrée. Dans un mode de réalisation particulier, chaque canal 28 a une largeur de 10 millimètres et une hauteur de 10 millimètres.
La parois 10 et les cloisons 26 peuvent constituer différentes parties d’une plaque en polycarbonate. Ainsi, dans ce mode de réalisation, les canaux 28 sont formés à l’intérieur de cette plaque. La deuxième paroi 18 peut également faire partie de cette plaque. En variante, la deuxième paroi 18 est réalisée en aluminium.
En référence à la , le bord libre 16 est non rectiligne (en particulier dans le plan de la première surface supérieure 12). En conséquence, la projection de ce bord libre 16 sur le sol n’est pas rectiligne non plus.
Dit d’une autre manière, le bord libre 16 comprend des points qui occupent des positions différentes le long d’un axe parallèle à une direction moyenne d’écoulement d’eau sur la première surface supérieure 12.
On a représenté sur la deux flèches en pointillés montrant la trajectoire suivie par de l’eau s’écoulant dans un premier canal et un deuxième canal tous deux délimités par le répartiteur 4.
Comme le montrent ces flèches en pointillés, le premier canal a une première longueur et se termine par une première portion du bord libre 16. Le deuxième canal, représenté à droite du premier canal sur la , a une deuxième longueur supérieure à la première longueur, et se termine par une deuxième portion du bord libre 16 différente de la première portion. La deuxième portion du bord libre 12 est plus en aval que la première portion du bord libre 12.
Ainsi, au moins deux des canaux du répartiteur 8 ont des longueurs différentes.
De préférence, le bord libre 16 a une forme en zig-zag, c’est-à-dire qu’elle comprend des portions convexes et concaves agencées en alternance. Dans le mode de réalisation représenté sur la , cette forme est en dent de scie, c’est-à-dire que le bord libre 16 est constituée de segments rectilignes. En variante, la forme en zig-zag pourrait être tout ou partie courbe, par exemple sinusoïdale.
Il est représenté sur la une ligne de niveau de la surface supérieure 12 (représentée sur la par une ligne horizontale), c’est-à-dire une ligne ayant une altitude constante par rapport au sol. La ligne de niveau est une projection du bord libre 8 du panneau photovoltaïque 2 sur la surface supérieure 12.
Supposons qu’une première goutte d’eau est acheminée par le premier canal (en suivant la flèche en pointillés à gauche sur la ), qu’une deuxième goutte d’eau est acheminée par le deuxième canal (en suivant la flèche en pointillés à droite sur la ), après que ces deux gouttes d’eau ont quitté la ligne de niveau au même instant. La première goutte atteint la première portion du bord libre 16 avant que la deuxième goutte d’eau n’atteigne la deuxième portion du bord libre 16. En outre, la première goutte d’eau va atteindre une première zone du sol et la deuxième goutte d’eau va atteindre une deuxième zone du sol située plus loin que la première zone, si l’on se place dans la direction d’écoulement des gouttes.
Plus généralement, l’ensemble des gouttes atteignant le sol après avoir chuté du répartiteur 4 au niveau du bord libre 12 non-rectiligne couvre une surface d’aire substantielle, en tout plus élevée que si le bord libre 12 était rectiligne et parallèle à la ligne de niveau discutée précédemment. En particulier, le fait que le bord libre 12 présente une forme en zig-zag permet d’augmenter significativement l’aire de la surface du sol irriguée.
La présente divulgation n’est pas limitée aux modes de réalisations représentés sur les figures.
- La paroi supérieure 18 est facultative (mais reste avantageuse pour apporter de la rigidité au répartiteur 4).
- Dans un mode de réalisation, la pluralité de canaux du répartiteur est formée par une paroi 10 ondulée. Ceci montre que la paroi 18 est facultative, de même que les cloisons 26.
- Dans le mode de réalisation illustré sur la
Claims (10)
- Système (1) comprenant :
- un panneau photovoltaïque (2),
- un répartiteur (4) pour collecter de l’eau de pluie ayant préalablement coulé sur le panneau photovoltaïque (2), le répartiteur (4) présentant un bord libre (16) et une surface (12) se terminant par le bord libre (16), le répartiteur (4) étant propre à être placé dans une position d’utilisation dans laquelle le bord libre (16) surplombe un sol, et dans laquelle la surface (16) est inclinée par rapport au sol pour acheminer l’eau de pluie collectée jusqu’au bord libre (16),
le système étant caractérisé en ce que le répartiteur (4) délimite une pluralité de canaux (28) sur la surface (12) pour répartir l’eau de pluie collectée vers différentes portions du bord libre (16), et en ce qu’une projection du bord libre (16) sur le sol est non rectiligne, lorsque le répartiteur (4) est dans la position d’utilisation. - Système (1) selon la revendication 1, dans lequel le bord libre (16) est en zig-zag.
- Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins deux des canaux (28) ont des longueurs différentes.
- Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les canaux (28) sont rectilignes.
- Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les canaux (28) sont parallèles.
- Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bord libre se trouve sous le panneau photovoltaïque dans la position d’utilisation.
- Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un deuxième panneau photovoltaïque, dans lequel le bord libre se trouve sous le deuxième panneau photovoltaïque dans la position d’utilisation.
- Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le répartiteur (4) comprend une plaque en polycarbonate, les canaux étant formés dans la plaque.
- Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface (12) est plane.
- Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface est inclinée d’un angle compris entre 5 et 50 degrés par rapport au sol dans la position d’utilisation.
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