Pourquoi la résistance des câbles est importante
Chaque mètre de câble dans un système solaire perd de l'énergie. Les pertes peuvent sembler faibles - quelques points de pourcentage - mais elles s'additionnent. En 30 ans d'exploitation, un dimensionnement inadéquat des câbles se traduit directement par une perte de revenus.
Un système avec une chute de tension de 3 % perd 3 % de sa puissance générée en continu. Ce n'est pas un coup d'efficacité ponctuel - c'est une énergie continue qui n'atteint jamais l'onduleur ou le réseau.
Chute de tension : le tueur d'efficacité caché
Lorsque le courant traverse un conducteur, la résistance provoque une chute de tension. Physique de base : V = I R.
Pour les circuits solaires CC, le calcul est :
Voltage Drop = 2 × Current × Resistance × Length / 1000
Le facteur 2 tient compte des conducteurs positifs et négatifs. La longueur est mesurée en mètres, la résistance en ohms par kilomètre.
Pour trouver le pourcentage de chute : divisez la chute de tension par la tension du système, multipliez par 100.
La pratique standard maintient la chute de tension sous 3 %. Les codes peuvent autoriser 5 %, mais cela laisse de l'argent sur la table.
La température aggrave les choses
La résistance au cuivre augmente d'environ 0,4 % par degré Celsius. À une température de fonctionnement de 90 ° C, la résistance est d'environ 28 % plus élevée qu'à 20 ° C.
C'est important parce que les systèmes solaires génèrent le plus d'énergie par temps chaud - exactement lorsque la résistance des câbles culmine. La combinaison réduit la sortie du système lorsque la production devrait être la plus élevée.
Choix de matériaux
Tout
solar cables use copper conductors—aluminum doesn't provide adequate conductivity for the current levels and installation methods typical in PV systems.
Cuivre étamé vs nu
: Le revêtement d'étain n'affecte pas de manière significative la conductivité, mais il empêche l'oxydation. Les connexions en cuivre nu s'oxydent avec le temps, augmentant la résistance au contact. Dans les environnements humides ou côtiers, cette dégradation s'accélère. Le cuivre étamé maintient une faible résistance aux terminaisons tout au long de la vie du système.
Dimensionner correctement les câbles
La taille du câble doit satisfaire à deux exigences :
Ampacité
: Peut-il transporter le courant sans surchauffer? Cela dépend de la section transversale du conducteur, de la température d'isolation et de la méthode d'installation (air libre vs conduit, faisceau, température ambiante).
Chute de tension
: Même si l'amplitude est adéquate, les câbles sous-dimensionnés gaspillent de l'énergie en raison d'une résistance excessive.
Calculez en fonction des conditions d'installation réelles :
Courant de court-circuit de chaîne avec des facteurs de sécurité appropriés
Longueur réelle de l'itinéraire du câble (pas la distance en ligne droite)
Diminution de la température si la température ambiante dépasse 30-40 ° C
Dératation supplémentaire pour le remplissage du conduit
Tailles courantes dans la pratique :
2.5-4mm² pour le câblage résidentiel à cordes
6mm² pour les cordes plus grandes ou les courts circuits
10 mm ² et plus pour les câbles principaux CC et les applications utilitaires
Un fil plus gros coûte plus cher à l'avance, mais se rentabilise en réduisant les pertes.
Résistance à l'isolation
L'isolation des câbles doit empêcher les fuites de courant entre les conducteurs ou vers la terre. Une faible résistance d'isolation provoque des défauts de terre, des arrêts du système et une perte d'énergie progressive.
Les câbles de qualité maintiennent des centaines de mégohms sur toute leur plage de température et de tension de fonctionnement. Les normes le vérifient par des tests après vieillissement environnemental.
Les tests sur le terrain avec un mégohmmètre identifient l'isolant dégradant avant qu'il ne tombe complètement en panne.
Les connexions sont essentielles
Un câble parfait fonctionne mal si les connexions sont mauvaises.
Sertissage
: Utilisez le bon outil et moulez pour le connecteur et la taille du fil. De mauvais sertissages créent des points de haute résistance qui génèrent de la chaleur et gaspillent de l'énergie. La chaleur accélère la dégradation, provoquant finalement une défaillance.
Couple
: Les connexions boulonnées nécessitent un couple approprié. Trop lâche, la résistance augmente. Trop serré, le matériel ou les composants sont endommagés.
Surfaces de contact
: Gardez-les propres. L'oxydation et la contamination augmentent la résistance. Utilisez un composé de contact là où le fabricant le spécifie.
Les mauvaises connexions apparaissent comme des points chauds pendant l'imagerie thermique. Attrapez-les pendant la mise en service ou la maintenance de routine, avant qu'elles ne tombent en panne.
Conception de câbles KUKA
Câbles solaires KUKA
Utilisez des conducteurs toronnés en cuivre étamé dimensionnés de manière appropriée dans la gamme de produits de 2,5 mm ² à 240 mm ².
Les matériaux isolants offrent une résistance d'isolation élevée maintenue à toutes les températures de fonctionnement. La construction est optimisée pour minimiser les pertes diélectriques.
Les tailles disponibles couvrent tout, du câblage résidentiel aux câbles de collecte CC à grande échelle.
Étapes pratiques
Pendant la conception :
Calculez la chute de tension pour votre disposition spécifique
Objectif de baisse de moins de 3 %
Tenir compte de la température dans les climats chauds
Envisagez de laisser une marge de manœuvre pour une expansion potentielle
Pendant l'installation :
Utilisez des outils et une technique de sertissage appropriés
Vérifier les connexions avant de mettre sous tension
Gardez les câbles aussi courts que le permet le routage pratique
Suivez toutes les spécifications de couple
Pendant le fonctionnement :
L'imagerie thermique identifie les connexions problématiques
Tester la résistance de l'isolation tous les 5-10 ans
Re-couple les connexions si le cycle thermique les desserre
Suivre les mesures pour repérer les tendances
La ligne de fond
Les performances électriques des câbles affectent chaque kWh produit par votre système pendant toute sa durée de vie. Un dimensionnement approprié, des matériaux de qualité et une installation correcte minimisent les pertes.
Les câbles plus gros coûtent plus cher au départ. Sur 30 ans, les économies d'énergie le justifient généralement. Une construction de qualité - cuivre étamé, isolation appropriée, fabrication cohérente - offre les performances nécessaires à un fonctionnement efficace.
Calculez la chute de tension pour votre installation. Taille en conséquence. Ne laissez pas le courant sur la table.
