EoW November 2011

article technique

Câbles pour applications photovoltaïques

Par Jorg Bor de Friedrich Lütze GmbH & Co KG, Stefan Grunwald de Lütze Inc et Ilona Hirtz de Kabelwerke Villingen GmbH

Résumé La récente expansion du marché des énergies renouvelables regarde aussi bien l’énergie éolienne que l’énergie solaire. Dans de nombreux pays cette croissance est supportée par des subventions gouvernementales. Les applications extérieures dans des installations d’énergie renouvelable exigent de hautes performances thermiques et mécaniques des câbles et des autres composants. Par conséquent, certains organismes de normalisation nationaux ont spécifié les caractéristiques générales pour les câbles utilisés dans les installations solaires. En 2005 la norme UL 4703 fut publiée aux États-Unis. Au cours de la même année, un groupe de travail conjoint dénommé “Câbles pour applications photovoltaïques” qui a amené à la publication d’une spécification en février, 2008 a été créé en Allemagne. La spécification allemande exige des performances très élevées à hautes températures pour les câbles. Plusieurs instituts allemands ont accepté cette spécification et offrent actuellement les certifications correspondantes. La demande pour ce type de câble certifié est énorme sur le marché européen et asiatique. Du fait des différences entre les exigences dans les différents pays, les normes UL 4703 ne peuvent être associées à la spécification allemande. Les différentes exigences concernant les câbles solaires présentent des avantages et des désavantages en fonction des conditions régionales spécifiques. 1 Introduction Le marché des énergies renouvelables est en croissance rapide. Merill Lynch [1] prévoit qu’il augmentera dix fois plus lors des cinq prochaines années. Cette croissance se réfère aussi bien à l’énergie éolienne qu’à l’énergie solaire. Étant donné l’intérêt public, plusieurs gouvernements ont décidé de soutenir l’économie des énergies renouvelables avec des subventions considérables. Par conséquent, l’on peut s’attendre à une croissance supplémentaire de ce marché.

2 Conditions extérieures

instituts, cette spécification est identique à la spécification TÜV-2 PfG 1169/08.2007 et à la spécification VDE E PV 01:2008-02. Le sous-comité de l’organisme UK 411.2 de DKE a autorisé la publication et l’application du document, mais à cause des règlements CENELEC il n’a pas été adopté comme norme au niveau national en Allemagne. 4 Détails techniques de la spécification allemande La spécification allemande [2] prévoit une augmentation considérable des exigences en ce qui concerne les performances des câbles à hautes températures. Une stabilité mécanique élevée est également requise; le câble doit être ignifuge et sans halogènes. En général, pour répondre à ces exigences, les fabricants utilisent des copolymères à base de polyoléfines réticulés, ignifuges et sans halogènes, comme matériau pour l’isolement et le gainage des câbles. Selon les spécifications DKE, le câble solaire doit être un câble unipolaire avec une double couche d’isolement et chaque couche doit avoir une épaisseur minimum de 0,5mm. Les essais principaux requis par cette spécification [2] sont illustrés ci-après: 4.1 Gamme de température Selon la spécification allemande [2] les câbles solaires doivent être conçus pour une gamme de température allant de -40°C à +90°C. La température maxi spécifiée pour le conducteur est égale à +120°C. 4.2 Essai de pression à haute température L’objectif de cet essai consiste à contrôler la stabilité mécanique de l’isolement et du revêtement du câble soumis à une charge thermique et mécanique élevée. L’essai s’effectue sur un câble entier conformément à la méthode d’essai décrite dans la norme IEC 60811-3-1. La température d’essai est de +140°C et la charge s’applique pour quatre heures.

Le marché photovoltaïque est un marché très particulier, et donc il faut prendre en considération différentes réglementations nationales. Les dimensions d’un système peuvent varier d’une petite installation solaire pour des habitations avec une puissance nominale de quelques kilowatts à de larges installations solaires de l’ordre des Gigawatts. En outre, les composants utilisés dans ces systèmes doivent être indiqués pour ces applications spécifiques. Un facteur essentiel, commun à la totalité des systèmes de puissance photovoltaïques est l’installation à l’extérieur, ce qui entraîne de hautes températures et, bien évidemment, des radiations UV élevées. Il est également nécessaire de prendre en considération l’exposition aux intempéries et à l’humidité. En outre, la sécurité et la fiabilité sont des aspects très importants. des composants dépendent des perfection- nements dans la technologie des panneaux solaires. En général, les systèmes solaires utilisent le courant continu à basse tension et les panneaux sont commutés en parallèle. Par conséquent, le courant représente le paramètre électrique déterminant. En termes de câbles, cela signifie des sections de conducteurs différentes. Les performances électriques

3 Spécification commune des

Instituts Techniques Allemands

En

2005,

l’organisme

national

de

normalisation secteur électrotechnique DKE a créé un groupe de travail dénommé “Câbles pour applications photovoltaïques” qui a amené à la publication d’une spécification publique. Ce document a été publié en février 2008 [2] . Compte tenu de la collaboration étroite entre les différents allemand du

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EuroWire – Novembre 2011