La présente invention se rapporte au domaine des images qui sont recouvertes par une plaque photovoltaïque semi-transparente.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Les dispositifs qui permettent de produire de l'électricité photovoltaïque à la surface d'une image utilisent en général une plaque photovoltaïque semi-transparente disposée devant la surface de l'image. Cette plaque photovoltaïque est constituée d'une plaque transparente sur laquelle ont été déposées des cellules photovoltaïques, souvent des bandes photovoltaïques parallèles de faibles largeurs dont la distance qui les sépare est fonction de la transparence que l'on souhaite obtenir; à savoir que plus cette distance est importante et plus le taux de couverture de la couche photovoltaïque est faible et plus la transparence est importance.

A contrario plus la distance entre les bandes photovoltaïques est petite et plus le taux de couverture est important et plus la transparence est faible. Plus la transparence est faible et plus l'image perd en luminosité.

La production d'électricité qui est générée par la plaque étant proportionnelle à la surface photovoltaïque, on a tout intérêt à augmenter cette surface sans toutefois dépasser un seuil qui est fonction de la dégradation admissible de la luminosité de l'image.

Ce compromis entre une recherche de production électrique maximale et une diminution minimale de la luminosité de l'image est subjectif puisqu'il dépend de paramètres variables comme les caractéristiques de l'image, la luminosité ambiante et la perception visuelle de l'observateur.

Certaines configurations autorisent d'espacer comme on le souhaite l'image et la plaque photovoltaïque, comme c'est le cas par exemple pour les affichages publicitaires fixes qui sont constitués d'une image séparée de quelques millimètres par une vitre photovoltaïque semi transparente.

Dans ce cas les cellules photovoltaïques sont distantes de l'image et la luminosité de l'image est atténuée d'une part par l'effet d'ombrage des cellules photovoltaïques et d'autre part par le fait que la lumière qui est émise par l'image vers l'observateur est atténuée car elle rencontre de nouveau les cellules photovoltaïques qui absorbent une partie de cette lumière sortante.

BUT DE L'INVENTION

Le terme « plaque photovoltaïque » inclut également les « films photovoltaïques » qui sont des plaques photovoltaïques de faibles épaisseurs et souples.

Le terme « image » inclut toutes images imprimées sur tout support et les images électroniques qui n'utilisent que la lumière ambiante, ainsi que la surface de tout « objet », cette surface constituant une image qui peut être de forme quelconque.

La disposition d'une plaque photovoltaïque semi transparente sur une image provoque une diminution de sa luminosité car la lumière qui éclaire l'image est diminuée à l'entrée par les cellules photovoltaïques qui font obstacle à la lumière incidente et en sortie car une partie de la lumière qui est émise par l'image vers l'observateur est elle-même diminuée par l'obstacle des cellules photovoltaïques, ce qui diminue encore la luminosité apparente de l'image.

Le but de l'invention est de réduire l'effet d'ombrage des cellules photovoltaïques tout en conservant la même surface photovoltaïque active, ce qui va permettre de conserver la même puissance électrique tout en augmentant la luminosité de l'image donc sa qualité visuelle.

Grâce à l'invention on pourra aussi, d'une autre manière, augmenter la surface des cellules photovoltaïques tout en conservant la même luminosité donc la qualité visuelle de l'image.

RESUME DE L'INVENTION

Le dispositif selon l'invention est constitué d'une image devant laquelle est positionnée une plaque photovoltaïque semi transparente. La plaque photovoltaïque semi transparente est une plaque en verre cristallin ou en verre organique, rigide ou souple, plan ou courbe, sur laquelle ont été déposées des cellules photovoltaïques cristallines ou amorphes, comme par exemple du silicium, ou encore un empilement de couches minces photosensibles comme par exemple du CIGS, ou encore des cellules organiques.

Ces cellules peuvent être opaques ou semi-transparentes. Elles se répartissent à la surface de la plaque en laissant des zones de transparence. La répartition des cellules peut se faire d'une manière ordonnée sous forme d'un réseau de figures géométriques comme par exemple des bandes rectilignes et parallèles séparées par des bandes de transparence.

On peut montrer alors que plus la distance entre les cellules photovoltaïques et l'image est faible et moins la lumière émise par l'image est stoppée par les cellules. Autrement dit, on a tout intérêt à rapprocher les cellules de l'image afin d'augmenter la quantité de lumière qui sortira du dispositif et ainsi augmenter la luminosité de l'image.

Plus précisément le gain en luminosité est le plus important lorsque les cellules sont à une distance de l'image comprise entre 0 et la largeur des cellules.

Selon un mode de réalisation du dispositif, l'image (1) est constituée de pixels imprimés ou de pixels électroniques utilisant la lumière ambiante.

DECRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

L'invention est maintenant décrite plus en détails à l'aide de la description des figures 1 et 2 indexées.

La figure 1 est un schéma de principe en coupe d'un dispositif connu autre que Γ invention.

La figure 2 est un schéma en coupe d'un dispositif suivant l'invention.

Le dispositif de la figure 1 est celui d'un dispositif connu. Il est constitué d'une image (1) devant laquelle est positionnée une plaque photo voltaïque semi transparente (2). La distance (9) qui sépare l'image (1) et la plaque (2) est supérieure à la moitié de la largeur des cellules. Certains rayons lumineux ambiants (5 et 7) qui éclairent le dispositif passent par les zones de transparence (4) et éclairent l'image (1). Certains rayons lumineux (6) émis par l'image (1) repassent par les zones de transparence (4) et certains autres rayons lumineux (8) émis par l'image (1) sont arrêtés par les cellules photovoltaïques (3). Le bilan est qu'il n'y a eu qu'une partie de la lumière émise par l'image (1) qui est sortie du dispositif.

Le dispositif de la figure 2 est celui de l'invention. Cette fois la plaque photovoltaïque (2) est en contact avec l'image (1). On peut dire que la distance qui les sépare (9) est proche de 0. Les mêmes rayons lumineux ambiants (5 et 7) que sur la figure 1 éclairent le dispositif, traversent les zones de transparence (4) et éclairent l'image (1). Tous les rayons lumineux (6 et 8) qui sont émis par l'image (1) repassent par une zone de transparence (4) et sortent du dispositif sans avoir été interceptés par les cellules photovoltaïques (3).

Le bilan est que toute la lumière émise par l'image (1) est sortie du dispositif. Dans le cas (non illustré) où la distance (9) entre l'image (1) et les cellules (3) aurait été supérieure à 0 et en tous cas inférieure à la moitié de la largeur des cellules, une petite partie seulement de la lumière sortante auraient été arrêtée par les cellules (3), ce qui apporterait encore un gain de luminosité appréciable par rapport à une configuration où la distance (9) aurait été supérieure à la largeur des cellules. Le dispositif selon l'invention (Figure 2) permet donc d'obtenir une image plus lumineuse qu'avec un dispositif connu (Figure 1).

On décrit maintenant un exemple concret de réalisation :

Le dispositif selon l'invention comprend une image (1) imprimée sur une feuille en papier carrée d'un mètre de cô tés et une plaque (2) de verre de mê mes dimensions et de 4mm d'épaisseur sur laquelle a été déposé un réseau de bandes parallèles de couches minces photovoltaiques (3) en silicium amorphe dont la largeur est de 1 mm et la distance qui les sépare est de 3 mm.

La plaque (2) est tournée vers l'image de sorte que les bandes photovoltaiques (3) soient du côté de l'image (1). La distance (9) entre la plaque photovoltaïque (2) et l'image est de 0,2 mm, ce qui correspond à la distance entre les cellules (3) et l'image (1). Cet espace (9) ne contient que de l'air, mais une variante consisterait à utiliser un film de colle transparente pour coller la plaque (2) sur l'image (1) ce qui formerait un espace de 0,2 mm de colle entre l'image et les cellules (3).

Le taux de couverture du photovoltaïque à la surface de la plaque est de 25%, ce qui produira environs 15 Watts de puissance électrique en plein soleil. L'observateur qui regardera l'image (1) au travers de la plaque photovoltaïque (2) verra toutefois l'image (1) avec une luminosité qui sera supérieure à ce qu'elle aurait été si la distance (9) entre l'image (1) et les cellules (3) aurait été supérieure à 0,2 mm.

AVANTAGES DE L'INVENTION

En définitive l'invention répond aux buts fixés puisqu'elle permet de miriimiser la perte de luminosité d'une image (1) lorsque cette dernière est placée derrière une plaque photovoltaïque (2) semi transparente.