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Dimensionnement des câbles DC photovoltaïques

Le plan du cours est le suivant :

DIMENSIONNEMENT DES CÂBLES DC PHOTOVOLTAÏQUES

  1. Calcul de la section des câbles DC
  2. Normes applicables aux câbles DC


Calcul de la section des câbles DC



En théorie, un câble est un conducteur de courant parfait, c'est-à-dire que sa résistance est nulle. En pratique, un câble n'est pas un conducteur parfait: il se comporte comme une résistance.

Modélisation d'un câble
La résistance d'un câble de cuivre est très faible, mais n'est pas nulle. Celle-ci est proportionnelle à la logueur du câble et inversement proportionnelle à la section du câble.
On a l'expression suivante :
Formule de la résistance d'un câble
Dans cette formule, L est la longueur du câble (m), S est la section du câble (m²) et ρ (Ω.m) est la résistivité du câble. Celle-ci dépend du matériau :
  • ρ = 2.7 × 10-8 Ω.m pour un câble en aluminium
  • ρ = 1.7 × 10-8 Ω.m pour un câble en cuivre
  • ρ = 1.6 × 10-8 Ω.m pour un câble en argent
     
La résistance du câble, définie ci-dessus, va provoquer une chute de potentiel entre le départ du câble et la fin du câble.
En effet : U = VA - VB = R × I. Ainsi, si le cable est un parfait conducteur alors R=0 et U = 0 soit : VA = VB. Mais comme R > 0 pour un câble réel, on a VA > VB, ce qui correspond à une chute de potentiel. On parle communément de chute de tension, mais en réalité il s'agit d'une chute de potentiel (car la tension est une différence de potentiel). Cette chute de tension conduit à une dissipation d'énergie par effet joule (le câble va chauffer).
Dans une installation photovoltaïque, cela va induire des pertes de puissances. L'optimisation technico-économique d'une installation photovoltaïque conduit donc à réduire au maximum ces chutes de tension. Le guide de l'UTE C15-712 relatif aux installations photovoltaïques indiquent que la chute de tension dans la partie DC devra être inférieure à 3%, idéalement 1%. Cela signifie :
Chute de tension maximum dans un câble solaire photovoltaïque

Formule de la section des câbles

Notons ε la chute de tension admissible tolérée par l'UTE C15-712.

Par définition :
Définition de la chute de tension
Donc :
Démonnstration de la formule de calcul de la section des câbles solaires photovoltaïques


Dans la pratique, la longeur des câbles est connue. Dès lors, on calcule la section de ces câbles sous la contrainte d'une chute de tension maximale de 3 %.
Ainsi, la section des câbles se calcule par la formule suivante :
Formule de calcul de la section des câbles


Normes applicables aux câbles DC