Cables DC + Protection PDF [PDF]

Zitiervorschau

Dimensionnement des câbles DC

Dimensionnement des câbles DC

Dimensionnement des câbles DC

Dimensionnement des câbles DC

Dimensionnement des câbles DC

Exemple de calcul des sections de câbles DC

Exemple de calcul des sections de câbles DC

Exemple de calcul des sections de câbles DC

DIMENSIONNEMENT DES CÂBLES

Courant admissible des câbles

Le courant admissible d’un câble est la valeur maximale de l’intensité du courant pouvant parcourir en permanence ce conducteur sans que sa température soit supérieure à sa température spécifiée (fiche technique).

Afin d’éviter tout phénomène de surchauffe des câbles, il convient de choisir des sections de câbles présentant un courant admissible (IZ) supérieur au courant maximal d’emploi (IB) du circuit électrique

Courant admissible des câbles

Chute de tension dans une installation photovoltaïque Le deuxième paramètre à prendre en compte pour le calcul de la section des câbles est la chute de tension admissible.

Il est recommandé que la chute de tension maximale dans le champ photovoltaïque soit de 3%. Idéalement, on visera une chute de tension de 1%. Par définition : ε = (VA - VB) / VA

Chute de tension dans une installation photovoltaïque Avec : - ρ1 : Résistivité du matériau conducteur (cuivre ou aluminium) en service normal. Conformément au guide de l’UTE C15-712-2 et de la partie 5-52 de la NF C 15-100, ρ1=1.25×ρ0 où ρ0 est la résistivité du conducteur à 20°C. On exprimera la résistivité en Ω.mm²/m. - L : Longueur du câble (m)

- S : Section du câble (mm²) - I : Courant circulant dans le câble (A) - ε : chute de tension, ε = 0.03 - VA : Tension à l’origine du câble (V)

Chute de tension dans une installation photovoltaïque

Résistivité d’un conducteur La résistivité du conducteur est une donnée du fabricant. Elle dépend du matériau et de la température : - ρ0 = 1.851 × 10-8 Ωm pour un conducteur en cuivre sous 20°C - ρ0 = 2.941 × 10-8 Ωm pour un conducteur en aluminium sous 20°C Il est de coutume d’exprimer la résistivité d’un conducteur en Ω.mm²/m. Cette unité permet, lors du calcul des sections de câbles, d’exprimer les longueurs directement en mètre et les sections en mm². - ρ0 = 0.01851 Ω.mm²/m pour un conducteur en cuivre sous 20°C - ρ0 = 0.02941 Ω.mm²/m pour un conducteur en aluminium sous 20°C

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque Considérons une installation photovoltaïque autonome alimentant l'éclairage d'un petit habitat en courant continu de 24 V, composé de 4 modules, d'un parc de batteries et d'un régulateur.

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque

• Les modules utilisés présentent les propriétés électriques suivantes : • UMPP=17.3 V • IMPP=3.2 A • ICC=3.45 A • Le champ photovoltaïque est constitué de 2 chaînes de 2 modules en série, soit un total de 4 modules. La jonction de ces deux chaînes est effectuée dans une boîte de jonction au niveau du champ photovoltaïque. • Les câbles utilisés sont en cuivre : ρ1 = 0.02314 Ω.mm²/m

• La longueur des câbles est donnée ci-après :

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque

Quelles longueurs de câbles faut-il considérer ? Les longueurs de câbles à considérer, dans le calcul de la chute de tension, sont toutes les longueurs de câbles, entre deux points du circuit, sauf les câbles propres des modules. En effet, la chute de tension dans les câbles des modules est déjà prise en compte dans les propriétés électriques des modules.

La méthodologie consiste à calculer la section des câbles pour chaque portion de la partie Champ Photovoltaïque. Dans notre exemple, on distingue 3 portions :

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque A partir des sections calculées, il convient ensuite de choisir la section commerciale supérieure et calculer la chute de tension associée à cette section commerciale :

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque

Nous venons, de calculer la chute de tension sur chacune des portions du circuit électrique. Pour calculer la chute de tension sur l’ensemble du circuit du champ photovoltaïque, il convient, lorsque deux chaînes sont en parallèle, de considérer la chute de tension la plus défavorable, et de l’ajouter à la chute de tension dans la chaîne principale. Ainsi, dans notre exemple, la chute de tension totale côté Champ Photovoltaïque vaut : ε = ε2 + ε3 = 2.81 %.

La chute de tension totale est bien inférieure à 3%. Si cela n'avait pas été le cas, il aurait fallu augmenter (par exemple) la section dans la portion 3.

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque •Par ailleurs, il est important de vérifier que le courant admissible IZ des câbles est bien supérieur à 1.25×ICC. •Les câbles sont tous posés de façon adjacente sur le chemin de câble (le sol).

Exemple de calcul de la section des câbles du champ photovoltaïque

Protection de l’installation photovoltaïque Interrupteur-sectionneur : (Optionnel, mais fortement recommandé), Note : (certains disjoncteurs peuvent remplir le rôle de sectionneur)

Fusibles de type gPV ou Disjoncteur PV (obligatoires : Ils doivent être dimensionnés en fonction des modules suivant la formule suivante (Irm : Correspondant au courant de retour maximum admissible par le module)

Protection de l’installation photovoltaïque Irm et Icc sont décrit dans la fiche technique de vos modules solaires

Extrait de la norme NF 15-712-1 : Sur les installations solaires autonomes

Câblage de l’installation

B(t) : Champ magnétique S : Surface de la boucle d'induction du circuit électrique L : Inductance propre du circuit électrique la tension induite u(t) est proportionnelle à la variation du champ magnétique, ce qui implique de très forte tensions induites, vue que la variation du champ magnétique est très brutale. Ces surtensions sont destructrices pour les modules photovoltaïques ainsi que pour l'onduleur et les autres matériels électriques présents

Câblage de l’installation

Câblage de l’installation

Câblage de l’installation

Exemple de bon câblage : limitation des aires de boucles induites

L’installateur a réalisé sa connexion en série comme ça.

Au lieu de le faire comme cela……

Dimensionnement du régulateur Le régulateur est dimensionné en général d’après les paramètres suivants : tension, courant d’entrée et courant de sortie : - Tension nominale : elle doit être celle du champ photovoltaïque. - Tension d’entrée batterie : compatible avec la tension des batteries, - Courant d’entrée : c’est le courant de charge maximal que les modules sont susceptibles de débiter. Il doit être supporté sans problème par le régulateur. Pour estimer ce courant, le plus sur est de prendre 1.5 fois le courant maximal. (Ie > 1,5*N*Imax) - Courant de sortie : L’intensité du courant de sortie du régulateur doit être supérieure à la valeur maximale que peuvent tirer les récepteurs simultanément. Elle peut être déterminée par la formule:

P : puissance totale des récepteurs lorsqu’ils fonctionnent tous au maximum de leur puissance de fonctionnement. Vch : tension de la charge

Protection par équipententialité