Photovoltaïque : Exemple de calcul des câbles CC
Soit le schéma électrique d’une installation photovoltaïque suivant :
L’objectif de cet exemple est de calculer la section adaptée des câbles CC. Les hypothèses sont les suivantes :
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 :
Nous venons, dans le tableau ci-dessus, de calculer la chute de tension sur chacune des portions du circuit électrique de la partie CC. Pour calculer la chute de tension sur l’ensemble du circuit côté CC, 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 CC vaut :
On constate ici que la chute de tension totale est supérieure à 3%, ce qui est non-conforme au guide de l’UTE C15-712-1. Dans ce cas, il convient d’augmenter la section dans la portion C. Nous choisissons une section S3 de 6 mm² au lieu de 4 mm². Avec cette section, la chute de tension dans la portion C vaut : ε3 = 0.018 = 1.8 %.
Nous calculons à nouveau la chute de tension totale :
Cette fois, la chute de tension totale côté CC est bien inférieure à 3%.
l est important de vérifier que le courant admissible IZ des câbles est bien supérieur à 1.25×ICC.
Pour connaître le courant admissible IZ des câbles, nous supposerons que :
Nous récapitulons les données dans le tableau ci-dessous :
Nous constatons donc que dans chacune des portions, le courant admissible IZ est bien supérieur au courant d’emploi maximal préconisé : IZ ≥ 1.25×ICC.
Les sections de câbles calculés sont donc validées.
-
Les modules utilisés présentent les propriétés électriques suivantes :
- UMPP=25.6 V
- IMPP=9.18 A
- ICC=10.5 A
- Le champ photovoltaïque est constitué de 2 chaînes de 16 modules en série, soit un total de 32 modules. La jonction de ces deux chaînes est effectuée dans une boîte de jonction.
- Les câbles utilisés sont en cuivre : ρ = 0.02314 Ω.mm²/m
-
La longueur des câbles est donnée ci-après :
- L1=28 m
- L2=33 m
- L3=52 m
- L4=1 m
| Portion | Courant IMPP (A) | Tension UMPP (V) | Longueur totale des câbles (m) | Section calculée (chute de tension ε=0.03) |
| Portion A | 1 × IMPP = 9.18 A | 16 × UMPP = 409.6 V | 2 × L1 = 56 m | S=0.97 mm² |
| Portion B | 1 × IMPP = 9.18 A | 16 × UMPP = 409.6 V | 2 × L2 = 66 m | S=1.14 mm² |
| Portion C | 2 × IMPP = 18.36 A | 16 × UMPP = 409.6 V | 2×L3 + 2×L4 = 92 m | S=3.66 mm² |
Quelles longueurs de câbles faut-il considérées ?
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.
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.
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 :
| Portion | Section calculée (chute de tension ε=0.03) | Section proposée (mm²) | Chute de tension ε |
| Portion A | S=0.97 mm² | S1=4 mm² | ε1 = 0.0073 = 0.73 % |
| Portion B | S=1.14 mm² | S2=4 mm² | ε2 = 0.0085 = 0.86 % |
| Portion C | S=3.66 mm² | S3=4 mm² | ε3 = 0.027 = 2.7 % |
ε=ε2+ε3
ε=3.56 %
ε=3.56 %
On constate ici que la chute de tension totale est supérieure à 3%, ce qui est non-conforme au guide de l’UTE C15-712-1. Dans ce cas, il convient d’augmenter la section dans la portion C. Nous choisissons une section S3 de 6 mm² au lieu de 4 mm². Avec cette section, la chute de tension dans la portion C vaut : ε3 = 0.018 = 1.8 %.
Nous calculons à nouveau la chute de tension totale :
ε=ε2+ε3
ε=2.66 %
ε=2.66 %
Cette fois, la chute de tension totale côté CC est bien inférieure à 3%.
l est important de vérifier que le courant admissible IZ des câbles est bien supérieur à 1.25×ICC.
Pour connaître le courant admissible IZ des câbles, nous supposerons que :
- La température ambiante est de 80°C dans les portions A et B (portions située sous les modules ? fortes températures)
- La température ambiante est de 60 °C dans la portion C
- Les câbles sont tous posés de façon adjacente sur la paroi
Nous récapitulons les données dans le tableau ci-dessous :
| Portion | Section des câbles (mm²) | Courant admissible IZ dans les câbles (A) | Courant d’emploi maximal (A) 1.25×ICC | IZ ≥ 1.25×ICC ? |
| Portion A | 4 mm² | 36 A | 1.25×10.5 = 13.125 A | OUI |
| Portion B | 4 mm² | 36 A | 1.25×10.5 = 13.125 A | OUI |
| Portion C | 6 mm² | 56 A | 1.25×2×10.5 = 26.25 A | OUI |
Nous constatons donc que dans chacune des portions, le courant admissible IZ est bien supérieur au courant d’emploi maximal préconisé : IZ ≥ 1.25×ICC.
Les sections de câbles calculés sont donc validées.
