Alors que le monde s’oriente vers les énergies renouvelables, l’énergie solaire est devenue l’une des sources d’électricité les plus populaires et les plus durables. Projets solaires, qu'il soit résidentiel ou commercial, nécessitent une planification et une réflexion minutieuses, surtout lorsqu'il s'agit de sélectionner les bons composants. Parmi ces composants, les câbles jouent un rôle essentiel pour assurer l’efficacité, sécurité, et longévité du système d'énergie solaire.
Table des matières
- Processus de production d’énergie du système solaire
- Quels types de câbles sont nécessaires pour les systèmes d'énergie solaire?
- Quel pourcentage du coût total de construction représentent les câbles dans une centrale photovoltaïque?
- À propos des câbles solaires CC
- Pourquoi utiliser des câbles spéciaux pour les systèmes photovoltaïques?
- Qu'est-ce que la certification TÜV pour les câbles solaires?
- Quelles spécifications doivent être choisies pour les câbles PV H1Z2Z2-K?
- Quelles sont les différences entre les applications CC et CA des câbles photovoltaïques H1Z2Z2-K?
- Quelles sont les différences entre les câbles photovoltaïques H1Z2Z2-K et PV1-F?
- Comment sélectionner les spécifications du câble PV1-F?
- Pourquoi les câbles solaires sont-ils divisés en rouge et noir?
- Pouvez-vous fabriquer vous-même des connecteurs de câbles solaires?
- Quels sont les connecteurs solaires couramment utilisés?
- À propos des câbles solaires AC
- À propos des câbles pour le système de mise à la terre
- Pourquoi les systèmes de production d'énergie solaire devraient-ils être mis à la terre?
- Quelle mise à la terre est requise dans les systèmes d'énergie solaire?
- Comment les panneaux solaires sont-ils mis à la terre?
- Pourquoi les cadres des panneaux solaires devraient-ils être connectés et mis à la terre?
- Quel matériau doit être utilisé pour la tige de mise à la terre dans les systèmes photovoltaïques?
- Quelles spécifications des piquets de terre sont couramment utilisées?
- Comment installer des piquets de terre dans les systèmes photovoltaïques?
- Câbles aériens, Câbles de commande et câbles de communication dans les projets photovoltaïques
- Exigences légales et réglementaires pour le routage des câbles dans les projets solaires
- Meilleures pratiques pour le routage des câbles
- Conseils essentiels pour l'achat de câbles
- Pensées finales
Choisir les câbles appropriés pour votre projet solaire peut être une tâche ardue, compte tenu de la variété des options disponibles et des exigences spécifiques du photovoltaïque (PV) systèmes. Ce guide vise à fournir un aperçu complet de tout ce que vous devez savoir sur l'achat de câbles pour votre projet solaire.. De la compréhension du processus de production d'énergie solaire à la sélection des bons types de câbles pour différentes applications, nous couvrirons tous les aspects essentiels pour vous aider à prendre des décisions éclairées.
À la fin de ce guide, vous aurez une compréhension claire des facteurs critiques à prendre en compte lors de l'achat de câbles pour votre projet solaire, garantir que votre système fonctionne efficacement et en toute sécurité pour les années à venir.
Processus de production d’énergie du système solaire
Comprendre les processus de production d'énergie du système solaire est crucial pour sélectionner les bons câbles et composants pour votre projet photovoltaïque.. Une sélection appropriée des câbles garantit la transmission efficace et sûre de l'électricité dans tout le système., qu'il s'agisse d'une configuration connectée au réseau ou hors réseau.
1. Les panneaux solaires captent la lumière du soleil
Panneaux solaires, composé de nombreuses cellules solaires, capter la lumière du soleil lorsque les photons (particules légères) frapper la surface. Ces photons transfèrent leur énergie aux électrons des cellules solaires., créer un courant électrique.
2. Production d'électricité
L'énergie des photons dynamise les électrons, les faisant circuler et produire un courant continu (CC). Les panneaux solaires sont généralement disposés en grands réseaux pour générer des quantités importantes d'électricité., suffisant pour alimenter les maisons, entreprises, ou des communautés entières.
3. Conversion d'onduleur
L'électricité CC générée par les panneaux solaires ne peut pas être utilisée directement par la plupart des appareils électroménagers et des équipements commerciaux., qui fonctionnent en courant alternatif (CA). Pour combler cet écart, un onduleur est utilisé pour convertir l'électricité CC en électricité CA, le rendant compatible avec les systèmes électriques standards.
4. Transport et distribution
Après conversion en AC, l'électricité est envoyée à un transformateur. Le transformateur augmente la tension de l'électricité, ce qui lui permet d'être transmis efficacement sur de longues distances via des lignes électriques. Le courant alternatif haute tension est ensuite distribué via le réseau vers divers consommateurs., y compris les maisons et les entreprises.
Systèmes connectés au réseau
Dans les systèmes connectés au réseau, le processus est le suivant:
- Les panneaux photovoltaïques génèrent de l'énergie CC: Les panneaux solaires captent la lumière du soleil et génèrent de l'énergie CC.
- L'onduleur se convertit en courant alternatif: La puissance CC est convertie en puissance CA par l'onduleur.
- Le transformateur augmente la tension: Si nécessaire, un transformateur augmente la tension pour une transmission efficace.
- Transmission au réseau: Le courant alternatif est transmis via des lignes aériennes au réseau.
Dans ce système, l'énergie électrique est convertie entre DC et AC une seule fois au niveau de l'onduleur. Après transformation, l'électricité est transmise et utilisée sous forme AC.
Systèmes hors réseau
Dans les systèmes hors réseau, le processus est légèrement différent:
- Les panneaux photovoltaïques génèrent de l'énergie CC: Les panneaux solaires captent la lumière du soleil et génèrent de l'énergie CC.
- L'onduleur se convertit en courant alternatif: La puissance CC est convertie en puissance CA par l'onduleur.
- Le transformateur augmente la tension: Si nécessaire, un transformateur augmente la tension.
- Utilisation directe ou stockage: L'alimentation CA peut être directement connectée au réseau de l'utilisateur pour une utilisation immédiate ou stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure..
Les systèmes hors réseau s'appuient sur le stockage sur batterie pour garantir une alimentation électrique continue, même lorsque la lumière du soleil n'est pas disponible, comme pendant la nuit ou par temps nuageux.
Après avoir connu le processus de production d'énergie solaire, nous pouvons déterminer quels câbles sont nécessaires pour l'ensemble du système.
Quels types de câbles sont nécessaires pour les systèmes d'énergie solaire?
En tant qu’élément crucial des solutions énergétiques durables, le fonctionnement sûr et efficace des systèmes de production d'énergie solaire repose sur la configuration appropriée et l'utilisation de divers câbles spécialisés. Les types de câbles requis dans un système de production d'énergie solaire sont les suivants:
Câble CC solaire
Ces câbles sont spécialement conçus pour connecter des modules photovoltaïques (panneaux solaires) et pour la transmission de puissance entre les modules vers le boîtier de combinaison DC. Compte tenu de leur exposition directe aux environnements extérieurs, ils doivent posséder les caractéristiques suivantes:
- Résistance aux UV: Pour éviter la dégradation des performances due à une exposition prolongée au soleil.
- Résistance aux intempéries: Pour résister à diverses conditions météorologiques, y compris les températures extrêmes, humidité, et du sable soufflé par le vent.
- Résistance à la corrosion au brouillard salin: Convient aux zones côtières pour éviter les dommages causés par le sel.
- Ignifuge: Pour réduire les risques d’incendie et améliorer la sécurité du système.
- Résistance mécanique: Pour supporter les pressions d'installation et environnementales sans être facilement endommagé.
Câble CA
Les câbles CA sont utilisés à l'extrémité de sortie de l'onduleur pour transmettre la puissance CA convertie au tableau de distribution CA ou directement dans le réseau.. Ces câbles doivent répondre aux normes de connexion au réseau et posséder de bonnes propriétés d'isolation et de résistance à la chaleur pour garantir une transmission d'énergie sûre et efficace..
Câble de communication de données
Dans un système de production d'énergie solaire, les câbles de communication de données servent de pont d'information. Ils transmettent non seulement les données électriques générées par le générateur photovoltaïque, mais transmettent également des informations sur l'état en temps réel des onduleurs et autres équipements de surveillance au système de surveillance central via des réseaux filaires ou sans fil. (y compris la fibre optique) pour l'optimisation du système et le diagnostic des défauts.
Câble de commande
Les câbles de commande sont utilisés pour connecter les contrôleurs, onduleurs, et autres équipements auxiliaires au sein du système, assurer un contrôle automatisé et une surveillance efficace. Ces câbles doivent avoir une bonne stabilité de transmission du signal et des capacités anti-interférences pour garantir une exécution précise des commandes de contrôle..
Câble de mise à la terre
Les câbles de mise à la terre jouent un rôle essentiel dans la protection de la sécurité de l'ensemble du système de production d'énergie solaire. Ils fournissent un chemin à faible résistance pour décharger rapidement les courants de foudre ou les courants de défaut du système., prévenir les chocs électriques et les dommages matériels, assurant ainsi la sécurité du personnel et du matériel.
Câble aérien
Dans certains scénarios d'installation, telles que la transmission longue distance ou les contraintes de terrain, des câbles aériens sont utilisés pour la connexion au réseau du système de production d'énergie solaire. Ces câbles doivent être spécialement conçus pour résister aux dommages physiques externes et aux facteurs climatiques tout en conservant une bonne conductivité et une bonne résistance mécanique..
Lors de la sélection de ces câbles solaires, il est essentiel non seulement de prendre en compte leurs caractéristiques et les environnements applicables, mais également de s'assurer que tous les câbles et accessoires sont conformes aux normes de sécurité électrique locales et aux réglementations industrielles pour garantir le fonctionnement stable à long terme et la conformité du système de production d'énergie solaire..
Quel pourcentage du coût total de construction représentent les câbles dans une centrale photovoltaïque?
Le coût des câbles dans une installation photovoltaïque (PV) la centrale électrique représente généralement environ 10% du coût total de la construction. Ce pourcentage peut varier en fonction de plusieurs facteurs tels que l'ampleur du projet, sélection d'équipement, différences régionales, et les fluctuations du marché. Selon certaines estimations:
- Modules photovoltaïques (panneaux solaires) compte pour environ 50% du coût total de l'équipement.
- Les onduleurs et autres équipements électriques représentent environ 10%.
- Les câbles et les structures de montage représentent chacun environ 10%.
Donc, les coûts de câble représentent généralement environ 10% du coût total de la construction. Cependant, c'est une estimation approximative, et la proportion réelle peut varier en fonction du budget spécifique et des prix des matériaux d'un projet. En plus, avec les progrès de la technologie et les changements du marché, ce pourcentage peut faire l'objet d'ajustements.
À propos des câbles solaires CC
Pourquoi utiliser des câbles spéciaux pour les systèmes photovoltaïques?
Les câbles photovoltaïques sont spécialement conçus pour les projets de production d'énergie photovoltaïque, avec des caractéristiques d'isolation et de gainage que les câbles ordinaires ne possèdent pas.
Si des câbles ordinaires sont utilisés dans le système PV, ils sont sujets aux pannes dans des environnements extérieurs difficiles, réduisant considérablement la durée de vie de l’ensemble du système d’énergie solaire. En plus, cela peut entraîner une surcharge de courant, chute de tension importante, défauts de génération fréquents, et faible rendement de production dans les centrales photovoltaïques, pouvant même provoquer des incendies dans l'usine.
Donc, assurer le fonctionnement stable à long terme des centrales photovoltaïques pour 25 années, il est essentiel de choisir des câbles spécifiquement conçus pour les systèmes photovoltaïques, comme H1Z2Z2-K ou PV1-F.
Qu'est-ce que la certification TÜV pour les câbles solaires?
La certification TÜV Solar Cable fait référence à une série de certificats attribués aux câbles qui ont été testés, inspecté et certifié par un tiers indépendant du groupe TÜV Rheinland, dont le siège est en Allemagne, selon des normes spécifiques.
En tant que type spécial de câble, la sécurité et les performances des câbles photovoltaïques sont cruciales pour les systèmes de production d'énergie solaire, c'est pourquoi ils sont soumis à des tests et à une certification rigoureux pour garantir leur qualité et leur fiabilité..
Concernant la certification TÜV pour les câbles photovoltaïques, son développement a progressé depuis le 2PfG 1169/08.2007 norme selon la norme EN 50618:2014 standard. La norme la plus récente est la CEI FDIS 62930, mais la plupart des certifications de câbles solaires adhèrent toujours à la norme EN en vigueur 50618 standard.
Quelles spécifications doivent être choisies pour les câbles PV H1Z2Z2-K?
Dans les systèmes photovoltaïques typiques, les options les plus courantes sont H1Z2Z2-K 1×4 et H1Z2Z2-K1×6 câbles. En général, des sections de câble plus grandes indiquent des capacités de charge plus importantes.
Considérations telles que la tension de fonctionnement, capacité actuelle, et la plage de température ambiante doit également être prise en compte. Après avoir déterminé les exigences de tension et de courant, reportez-vous au tableau des paramètres des câbles H1Z2Z2-K pour sélectionner la spécification appropriée.
Si vous rencontrez des incertitudes lors de la sélection des spécifications du câble, notre équipe technique ZMS est disponible pour proposer des solutions sur mesure.
En savoir plus sur Câble solaire H1Z2Z2-K
Quelles sont les différences entre les applications CC et CA des câbles photovoltaïques H1Z2Z2-K?
Les câbles H1Z2Z2-K peuvent être utilisés pour les deux circuits CC (1.5kV) et circuits CA (1.0/1.0kV). Dans les systèmes de production d'énergie photovoltaïque, leurs différences d'application spécifiques sont les suivantes:
Pour les applications CC:
- Connexion en série entre modules photovoltaïques
- Connexion parallèle entre les chaînes
- Connexion parallèle des chaînes aux boîtes de distribution DC
- Connexion des boîtiers de distribution DC aux onduleurs
Pour les applications CA:
- Connexion des onduleurs aux transformateurs élévateurs
- Connexion des transformateurs élévateurs aux appareils de distribution
- Connexion des appareils de distribution au réseau ou aux utilisateurs
Quelles sont les différences entre les câbles photovoltaïques H1Z2Z2-K et PV1-F?
Le câble PV1-F est une ancienne version de câble solaire conforme à la norme TÜV 2Pfg1169, et sa certification standard a cessé de se mettre à jour. En revanche, le câble photovoltaïque H1Z2Z2-K est conforme à la dernière norme TÜV EN50618:2014 attestation.
Les tensions nominales diffèrent entre les câbles PV1-F et H1Z2Z2-K. PV1-F a une tension nominale de DC: 1.0kV et CA: Uo/U: 0.6/1.0kV, tandis que H1Z2Z2-K a une tension nominale de DC: 1.5kV et CA: Uo/U: 1.0/1.0kV. H1Z2Z2-K peut fournir une efficacité et une stabilité de transmission plus élevées.
En termes de structure, Le câble PV1-F a une seule couche d'isolation, tandis que le câble H1Z2Z2-K adopte une structure d'isolation à double couche. Cela rend le câble H1Z2Z2-K supérieur en termes de durabilité et de protection., en particulier contre les dommages mécaniques et les facteurs environnementaux.
En résumé, Le câble solaire H1Z2Z2-K est de conception plus avancée, offrant des performances électriques et mécaniques supérieures, adapté aux environnements d'application plus exigeants. D'autre part, Le câble solaire PV1-F est avant tout avantageux en termes de rentabilité, adapté à la plupart des systèmes photovoltaïques conventionnels.
Pour des considérations de rentabilité, Le câble PV1-F peut être utilisé pour les connexions en série entre les modules photovoltaïques et les connexions parallèles des chaînes aux boîtes de distribution CC.. Entre-temps, Le câble H1Z2Z2-K peut être utilisé pour les connexions entre les boîtiers de distribution et les onduleurs, ainsi que pour les connexions en courant continu dans les grands onduleurs.
Comment sélectionner les spécifications du câble PV1-F?
Actuellement, le câble CC photovoltaïque le plus couramment utilisé est le PV1-F 1×4 câble. Cependant, avec l'augmentation des courants des modules photovoltaïques et de la puissance d'un seul onduleur, l'application de PV1-F 1×6 Les câbles DC augmentent également.
Selon les spécifications pertinentes, il est généralement recommandé que la perte des lignes électriques photovoltaïques CC ne dépasse pas 2%. Dans les circuits CC, la résistance de ligne du câble PV1-F 1x4mm² est de 4,6mΩ/m, et la résistance de ligne du câble PV1-F 1x6 mm² est de 3,1 mΩ/m. En supposant une tension de fonctionnement de 600 V pour les modules CC, un 2% la perte de tension est de 12 V. En supposant un courant de module de 13A, lors de l'utilisation d'un câble CC de 4 mm², la distance maximale recommandée entre l'extrémité du module la plus éloignée et l'onduleur ne doit pas dépasser 120 mètres (chaîne unique, à l'exclusion des pôles positifs et négatifs). S'il dépasse cette distance, il est recommandé de choisir un câble DC 6 mm², mais la distance maximale recommandée entre l'extrémité du module la plus éloignée et l'onduleur ne doit pas dépasser 170 mètres.
Pour réduire les coûts du système, les centrales photovoltaïques configurent désormais rarement les modules et les onduleurs de manière 1:1 rapport. Plutôt, ils conçoivent une certaine surcapacité en fonction de facteurs tels que les conditions d'ensoleillement et les exigences du projet. Par exemple, pour un module de 110KW, un onduleur de 100 kW est sélectionné, et il est calculé sur la base d'une surcapacité de 1,1x du côté AC de l'onduleur. Le courant de sortie AC maximum est d'environ 158A. Les câbles AC sont sélectionnés en fonction du courant de sortie maximum de l'onduleur. Parce que peu importe à quel point les modules sont surconfigurés, le courant d'entrée CA de l'onduleur ne dépassera jamais le courant de sortie maximum de l'onduleur.
En savoir plus sur Câble solaire PV1-F
Pourquoi les câbles solaires sont-ils divisés en rouge et noir?
Dans l'industrie photovoltaïque, l'utilisation de câbles rouges et noirs est devenue une méthode d'identification largement acceptée. Leur objectif principal est de distinguer les pôles positifs et négatifs. Dans les circuits CC, typiquement, les fils solaires rouges indiquent le pôle positif du courant, tandis que les fils solaires noirs indiquent le pôle négatif. Cette différenciation des couleurs permet d'identifier rapidement la polarité des connexions photovoltaïques lors de l'installation et de la maintenance des systèmes solaires., évitant ainsi les erreurs de câblage.
Pouvez-vous fabriquer vous-même des connecteurs de câbles solaires?
Le processus de fabrication des connecteurs de câbles solaires comprend la vérification des dommages aux noyaux et têtes mâles et femelles., et en utilisant des pinces à dénuder, outils de sertissage, et clés à fourche. Même les non-professionnels peuvent réaliser ces connecteurs en suivant des étapes spécifiques.
Par rapport à la fabrication de connecteurs vous-même, la personnalisation directe des rallonges de panneaux solaires peut être légèrement plus chère, mais cela peut économiser du temps et du travail et rendre l'installation plus pratique.
Quels sont les connecteurs solaires couramment utilisés?
Le type de connecteur le plus couramment utilisé dans les systèmes solaires photovoltaïques est le connecteur MC4.. Il est devenu l'une des normes en matière de connecteurs photovoltaïques en raison de son utilisation généralisée et de sa reconnaissance sur le marché.. Les rallonges de connecteur MC4 peuvent résister à des tensions et des courants élevés et conviennent à la connexion de panneaux solaires, onduleurs, et autres composants du système.
Les connecteurs compatibles MC4 de ZMS sont conformes aux connecteurs MC4 dans les spécifications, taille, et la tolérance et peut être 100% assorti.
En plus des connecteurs MC4, les autres connecteurs solaires couramment utilisés incluent les connecteurs de type Y ou parallèles. Leur structure est un connecteur un-à-plusieurs, qui peut connecter plusieurs panneaux solaires en série pour augmenter la tension de l'ensemble du réseau de panneaux tout en gardant le courant constant.
En savoir plus sur Connecteur de câble solaire
À propos des câbles solaires AC
Comment sélectionner les câbles AC BT pour les projets d'énergie solaire?
Lorsqu'une centrale solaire est proche du centre de charge ou est elle-même une production distribuée, il suffit d'utiliser des câbles basse tension pour se connecter directement à un réseau de distribution basse tension triphasé 400 V ou monophasé 230 V. Pour se connecter à un réseau moyenne ou haute tension, des câbles basse tension doivent d'abord être utilisés pour se connecter à un transformateur.
La tension alternative produite par l'onduleur se décline généralement en différentes normes. Par exemple, la tension de sortie d'un onduleur central peut être de 315V, 360V, 400V, et ainsi de suite, tandis que la tension de sortie d'un onduleur string peut être de 480 V, 500V, 540V, 800V, et ainsi de suite.
Donc, dans les systèmes photovoltaïques, il est généralement possible d'utiliser des câbles basse tension avec une tension nominale de 450/750V, 0.6/1 kV, ou 1.8/3 kV. Selon que le câble est enterré ou non, une couche blindée peut être ajoutée.
En savoir plus sur Câble solaire CA
Comment sélectionner les câbles AC MT pour les projets d'énergie solaire?
Si un système de production d'énergie photovoltaïque doit être connecté à un réseau moyenne ou haute tension, des câbles basse tension doivent d'abord être utilisés pour se connecter à un transformateur, qui augmentera ensuite la tension au niveau approprié. Des câbles moyenne tension sont ensuite utilisés pour alimenter la sous-station.. Le nombre de câbles moyenne tension requis dépend du mode de raccordement.
Structure en étoile traditionnelle
Dans la structure en étoile traditionnelle, chaque transformateur possède une seule ligne de sortie moyenne tension connectée à la sous-station. Cette structure est la plus simple et la plus directe, et il est couramment utilisé dans la conception de centrales photovoltaïques. Chaque câble ne transporte que la puissance d'un seul transformateur, donc les spécifications du câble sont plus petites, réduire les coûts. Cependant, puisque chaque transformateur n'a qu'une seule ligne se connectant à la sous-station, la fiabilité n'est pas très élevée.
Structure en anneau à sortie unique
La structure en anneau à sortie unique connecte plusieurs transformateurs en anneau à l'aide de câbles, et le transformateur le plus proche du poste est connecté au poste à l'aide de câbles moyenne tension. Par rapport à la structure en anneau à double sortie, la structure en anneau à sortie unique utilise moins de câbles solaires CA moyenne tension. Cependant, parce que l'ensemble de l'anneau n'a qu'une seule ligne reliant la sous-station, la fiabilité est moindre.
Structure en anneau à double sortie
La structure en anneau à double sortie comporte une ligne supplémentaire reliant l'anneau à la sous-station par rapport à la structure en anneau à sortie unique.. Si une ligne de sortie échoue, l'autre ligne peut continuer à permettre aux onduleurs de l'anneau de fournir de l'énergie au réseau. Semblable à la structure en anneau à sortie unique, prise en compte du sens d'écoulement lors d'un défaut, tous les câbles doivent être sélectionnés pour résister à la puissance de tous les transformateurs, ce qui entraîne des coûts relativement plus élevés.
Structure du pont
Avant que la structure en anneau ne soit proposée, la structure du pont était souvent utilisée. Dans cette structure, basé sur la structure en étoile, chaque paire de transformateurs adjacents est connectée à l'aide de câbles moyenne tension. Par ici, chaque transformateur a deux lignes se connectant à la sous-station, améliorant considérablement la fiabilité du système. Cependant, le coût est relativement élevé du fait des câbles supplémentaires entre chaque paire de transformateurs.
Pour centrales photovoltaïques de différentes tailles, l'analyse de sélection des câbles varie selon différentes exigences. Lors de la sélection de câbles moyenne tension, il est essentiel de considérer de manière exhaustive les exigences obligatoires, frais, et les avantages pour déterminer la solution et la décision la plus avantageuse.
Quels sont les principes de sélection des câbles CA pour les systèmes d'énergie solaire?
La sélection des câbles AC pour les projets solaires suit les exigences générales de sélection des câbles, qui incluent la prise en compte des niveaux de tension, courant de fonctionnement continu, stabilité thermique en court-circuit, chute de tension admissible, densité de courant économique, et conditions d'environnement d'installation. En plus, la production d'énergie photovoltaïque a ses propres caractéristiques, nécessitant d'envisager des câbles qui peuvent être utilisés dans des conditions environnementales difficiles telles que des températures élevées, un froid rigoureux, et le rayonnement ultraviolet. Donc, les facteurs suivants doivent être pris en compte:
- Performance d'isolation du câble
- Résistance à la chaleur et ignifuge du câble
- Résistance à l'humidité et protection UV du câble
- Méthodes d'installation du câble
- Type de conducteur de câble
- Spécifications du câble
À propos des câbles pour le système de mise à la terre
Pourquoi les systèmes de production d'énergie solaire devraient-ils être mis à la terre?
La mise à la terre des systèmes photovoltaïques est l'un des problèmes les plus fréquemment négligés par le personnel d'installation photovoltaïque., en particulier dans les systèmes photovoltaïques de petite capacité où la mise à la terre et la protection contre la foudre ne reçoivent pas beaucoup d'attention.
Cependant, si la mise à la terre n'est pas effectuée, des erreurs peuvent survenir en raison d'une faible résistance d'isolement à la terre ou de courants de fuite excessifs, affectant la production d’électricité et mettant potentiellement en danger la sécurité des personnes. En plus, les pièces métalliques non blindées ou surélevées sont plus sensibles aux coups de foudre. Sans mise à la terre, l'équipement peut être frappé par la foudre, causant des dommages importants au système de production d’énergie photovoltaïque.
La mise à la terre dans les systèmes photovoltaïques comprend principalement la mise à la terre du côté des composants solaires, côté onduleur, et côté armoire de distribution. Une mise à la terre adéquate améliore non seulement la sécurité du système solaire, mais prolonge également sa durée de vie.
Quelle mise à la terre est requise dans les systèmes d'énergie solaire?
Mise à la terre côté composant:
- Mise à la terre du châssis du module: Le cadre en aluminium du module en contact avec le support ne signifie pas une mise à la terre efficace. Le trou de mise à la terre du module doit être connecté au support pour une mise à la terre efficace. Les trous de mise à la terre des modules sont généralement utilisés pour les connexions de chaînes, avec les trous de mise à la terre aux deux extrémités connectés au support métallique.
- Monter la mise à la terre: Généralement, rond en acier, tiges d'acier galvanisées, ou des tiges d'acier liées au cuivre sont utilisées pour la mise à la terre, avec la résistance de mise à la terre ne devant pas dépasser 4 Ω.
Mise à la terre côté onduleur:
- Mise à la terre opérationnelle: La borne PE de l'onduleur est connectée au jeu de barres PE dans le coffret de distribution., qui est mis à la terre via le boîtier de distribution.
- Mise à la terre de protection: Le trou de mise à la terre du châssis de l'onduleur est utilisé pour une mise à la terre répétée afin de protéger l'onduleur et la sécurité des opérateurs.. La mise à la terre de protection du châssis de l'onduleur peut soit utiliser une électrode de terre séparée, soit en partager une avec le boîtier de distribution..
Mise à la terre côté boîte de distribution:
- Mise à la terre de protection contre la foudre: La protection contre la foudre côté CA se compose de fusibles ou de disjoncteurs et de dispositifs de protection contre les surtensions. (SPD). L'extrémité inférieure du SPD est connectée au jeu de barres de mise à la terre du boîtier de distribution.
- Mise à la terre du boîtier: Selon la réglementation, la charpente métallique et la base en acier du boîtier de distribution doivent être mises à la terre ou connectées au neutre. La porte de l'armoire et le corps de l'armoire nécessitent une connexion croisée pour assurer une mise à la terre fiable.
Comment les panneaux solaires sont-ils mis à la terre?
En général, les trous de mise à la terre sur les panneaux solaires sont utilisés pour connecter entre les chaînes de panneaux. Les panneaux aux deux extrémités de la chaîne sont reliés à la charpente métallique, utilisant principalement des câbles de terre solaires jaune-vert.
Pour la mise à la terre des cadres de panneaux, des tiges d'acier à liant cuivre de φ10 ou φ12 sont généralement utilisées, enterré 1.5 mètres sous terre.
La résistance de mise à la terre des panneaux solaires ne doit pas dépasser 4Ω. Si l'exigence de résistance à la terre n'est pas satisfaite, des agents réduisant la résistance sont généralement ajoutés, ou les piquets de mise à la terre sont enterrés dans des zones à faible résistivité du sol.
En savoir plus sur Câble de mise à la terre solaire
Pourquoi les cadres des panneaux solaires devraient-ils être connectés et mis à la terre?
Certaines personnes pensent que puisque les panneaux solaires et leurs structures de support sont en métal, la mise à la terre des supports seule est suffisante.
En réalité, la plupart des cadres en aluminium des panneaux solaires et des supports galvanisés ou en alliage d'aluminium sont recouverts d'un revêtement, qui ne répond pas aux exigences de mise à la terre. En plus, les panneaux solaires peuvent vieillir avec le temps, pouvant conduire à des courants de fuite excessifs ou à une faible résistance d'isolement à la terre. Si les cadres des panneaux solaires ne sont pas mis à la terre, après une période d'utilisation, cela peut entraîner des pannes de l'onduleur, empêcher le système photovoltaïque de produire correctement de l’électricité.
Lors de la connexion des cadres de panneaux solaires à des supports métalliques, il est nécessaire de retirer la couche d'oxyde des surfaces métalliques pour réduire l'impédance de mise à la terre, s'assurer qu'il répond aux exigences de mise à la terre.
Quel matériau doit être utilisé pour la tige de mise à la terre dans les systèmes photovoltaïques?
L'acier galvanisé est moins cher, mais il y a beaucoup de joints soudés, ce qui entraîne une efficacité de construction inférieure et des coûts de construction plus élevés. Le cuivre pur a une excellente conductivité mais coûte cher. Acier lié au cuivre, cependant, seulement les coûts 9.4% plus que l'acier galvanisé et offre une durée de vie beaucoup plus longue. Donc, Les piquets de terre électriques en acier à liaison cuivre sont généralement choisis comme matériau de mise à la terre principal dans les systèmes d'énergie solaire..
Quelles spécifications des piquets de terre sont couramment utilisées?
Acier lié au cuivre
Dans les systèmes d'énergie photovoltaïque, le corps de mise à la terre horizontal des matériaux de mise à la terre en acier lié au cuivre utilise couramment de l'acier rond lié au cuivre Φ10-Φ12, avec une longueur de fabrication généralement de 100 mètres par bobine. Les électrodes de mise à la terre utilisent des tiges d'acier à liaison cuivre Φ14 ou Φ17,2.
Méthode de connexion: Soudage thermite (aucune alimentation externe ni acétylène nécessaire), utiliser du cuivre pur pour les matériaux de joint, sans nécessité de mesures anticorrosion aux points de soudure.
Acier galvanisé
Dans les réseaux de mise à la terre traditionnels, les corps de mise à la terre horizontaux en acier galvanisé à chaud sont généralement conçus avec des spécifications d'acier plat galvanisé 50X5 ou 60X6, avec une longueur de fabrication de 6 mètres par pièce. Les électrodes de mise à la terre verticales utilisent de l'acier d'angle galvanisé à chaud 50X5 ou des tuyaux en acier galvanisé Φ50, avec une longueur d'électrode de mise à la terre de 2.5 mètres par pièce.
Méthode de connexion: Soudure électrique, avec les points de soudure nécessitant un traitement anti-corrosion, comme deux couches de peinture antirouille et une couche de peinture asphalte.
Cuivre nu
Pour les matériaux de mise à la terre en cuivre pur, le corps de mise à la terre horizontale utilise généralement 25×4, 40×4, 50×5, ou 60×6 bandes de cuivre de mm, ou fils de cuivre nus S70/S95/S120/S150/S185/S240 mm. Le corps de mise à la terre vertical utilise généralement 16×2500 mm ou 20×2500 tiges de cuivre de mm, ou 50×3000 mm ou 55×2500 Électrodes de mise à la terre d'ions électrolytiques en cuivre pur mm.
Méthode de connexion: Soudage thermite, soudage par fusion de boue de feu, ou soudage à chaud.
En savoir plus sur Piquet de terre pour système photovoltaïque
Comment installer des piquets de terre dans les systèmes photovoltaïques?
Pendant le chantier, l'installation d'un piquet de terre est très flexible et peut être adaptée aux conditions spécifiques du site. Diverses méthodes peuvent être utilisées, comme enfoncer directement les piquets de terre électriques dans le sol avec des marteaux lourds ou des marteaux électriques. Dans des conditions de sol complexes où la tige ne peut pas être enfoncée, un trou peut être percé avant d'installer la tige de terre.
Dans des conditions de sol uniformes, si vous utilisez un marteau lourd pour l'installation et l'entraînement d'une seule tige, il est conseillé d'installer un foret (boulon résistant aux chocs) sur l'extrémité pointue de la tige pour éviter d'endommager la couche de cuivre lorsque la tige est enfoncée profondément. Pour un ancrage plus profond, plusieurs tiges peuvent être connectées à l'aide de connecteurs pour obtenir la longueur souhaitée, assurer une bonne connexion électrique.
Dans les cas où le forage profond est difficile ou impossible, les outils de forage peuvent être utilisés pour pénétrer dans les roches. Après forage, il existe deux méthodes pour installer les piquets de terre:
- Connectez les tiges à la longueur souhaitée à l'aide de connecteurs. Une fois percé à la profondeur prévue, remplissez le trou avec un agent réducteur de résistivité et ajoutez de l'eau jusqu'à ce que le trou soit rempli.
- Connectez les tiges à la longueur souhaitée à l'aide de connecteurs. Après avoir percé à la profondeur prévue, mélanger l'agent réducteur de résistivité avec de l'eau et le verser dans le trou pour envelopper complètement la tige.
Câbles aériens, Câbles de commande et câbles de communication dans les projets photovoltaïques
Quel câble aérien utiliser dans les systèmes d'énergie solaire?
Dans les systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau, une fois que la puissance CC générée est convertie en puissance CA par l'onduleur et intégrée au réseau CA, le transport d'électricité s'effectue souvent via des lignes aériennes. Typiquement, le processus de connexion au réseau des systèmes de production d'énergie photovoltaïque peut se produire dans les scénarios suivants:
Connexion directe
Pour les petits systèmes de production d'énergie photovoltaïque distribuée, comme le photovoltaïque résidentiel sur les toits, le courant continu peut être directement converti en courant alternatif via l'onduleur, puis connecté au réseau basse tension via des lignes de distribution. Dans ce cas, des câbles souterrains basse tension et des câbles aériens isolés comme les câbles ABC peuvent être utilisés.
Connexion via des transformateurs en boîte ou une intégration de sous-station
Les centrales photovoltaïques à échelle moyenne ou commerciale peuvent utiliser des sous-stations de type boîte (transformateurs de boîte) pour convertir la puissance CC générée en puissance CA adaptée à l'intégration au réseau via l'onduleur, puis augmentez la tension à travers le transformateur de boîte pour correspondre au niveau de tension du réseau aérien, avant de se connecter aux lignes aériennes.
Les centrales photovoltaïques au sol à grande échelle nécessitent généralement un transformateur pour augmenter la tension à un niveau plus élevé pour une transmission efficace.. Dans ce cas, l'alimentation est directement connectée à une sous-station, qui le distribue ensuite aux réseaux aériens haute tension ou ultra haute tension.
Dans ces deux scénarios, si la distance entre la centrale électrique et le point de raccordement au réseau est relativement courte et que la charge n'est pas importante, Le câble AAC pourrait être un choix économique. Pour les distances moyennes ou là où une meilleure performance physique est requise, Le câble AAAC peut être une meilleure option. Pour la transmission longue distance ou lorsque des exigences particulières en matière de résistance des câbles sont nécessaires, en particulier lorsque les lignes aériennes doivent traverser un terrain complexe ou résister à des conditions météorologiques extrêmes, Le conducteur ACSR sera le choix le plus approprié.
En savoir plus sur Câble aérien pour système solaire
Les câbles de communication affectent-ils la précision du comptage du système de production d'énergie solaire?
Dans un système de production d'énergie solaire, le rôle principal des câbles de communication est de transmettre des signaux de commande et des données de surveillance, comme la puissance de sortie, état du système, alarmes de panne, et d'autres informations. Ces câbles ne participent pas directement au transport de l'énergie électrique. Donc, les câbles de communication eux-mêmes n'affectent pas directement la précision du comptage dans un système de production d'énergie solaire.
Cependant, si les câbles de communication présentent des défauts (comme l'atténuation du signal, ingérence, ou déconnexions), cela peut empêcher le système de surveillance de recevoir ou de transmettre des données avec précision, affectant ainsi la précision et la rapidité de la surveillance du système. Par exemple, des retards ou des erreurs dans la transmission des données peuvent empêcher le personnel de maintenance de comprendre rapidement l'état opérationnel réel du système de production d'électricité ou conduire à un enregistrement de données inexact, impactant ainsi les statistiques et l'analyse de la production d'électricité.
Donc, tandis que les câbles de communication n'affectent pas la production réelle d'énergie électrique, ils sont cruciaux pour la gestion et la maintenance efficaces du système. Cela concerne indirectement l'évaluation globale des performances et l'optimisation de l'efficacité du système de production d'énergie solaire.. Assurer la qualité et le bon entretien des câbles de communication est essentiel pour maintenir une surveillance fiable et un fonctionnement efficace du système de production d'énergie solaire..
En savoir plus sur Câble de communication et de contrôle pour système PV
Exigences légales et réglementaires pour le routage des câbles dans les projets solaires
Comprendre la conformité réglementaire
Lors de la planification et de l’exécution d’un projet solaire, il est essentiel de respecter diverses exigences légales et réglementaires pour assurer la sécurité, efficacité, et le respect des réglementations locales, national, et normes internationales. Les organismes et politiques de réglementation régissent l'installation et l'exploitation des systèmes d'énergie solaire., y compris le routage et la sélection des câbles. Comprendre ces exigences est crucial pour la réussite de votre projet solaire.
Principaux organismes de réglementation et normes
Code national de l'électricité (NEC)
Aux États-Unis, le Code national de l'électricité (NEC) établit la norme pour l’installation sécuritaire du câblage et des équipements électriques. Article 690 du NEC traite spécifiquement du solaire photovoltaïque (PV) systèmes, couvrant des aspects tels que les méthodes de câblage, mise à la terre, et protection contre les surintensités. Le respect des directives NEC garantit que le routage de vos câbles répond aux normes de sécurité et de performance..
Commission électrotechnique internationale (CEI)
La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) élabore des normes internationales pour tous les appareils électriques, électronique, et technologies associées. CEI 62548:2016 fournit des lignes directrices pour la conception et l’installation de panneaux solaires photovoltaïques, y compris la gestion et le routage des câbles. La conformité aux normes CEI est souvent requise pour les projets internationaux.
Codes du bâtiment locaux
Les codes du bâtiment locaux peuvent imposer des exigences supplémentaires pour les installations solaires, y compris le routage des câbles. Ces codes peuvent varier considérablement selon la région, il est donc essentiel de consulter les autorités locales et de garantir le respect de toutes les réglementations pertinentes.
Meilleures pratiques pour le routage des câbles
Étiquetage et documentation appropriés
Assurez-vous que tous les câbles sont correctement étiquetés et qu'une documentation complète est conservée. Cela comprend des schémas de routage des câbles, spécifications des câbles utilisés, et les dossiers d'inspections et d'approbations. Une documentation appropriée facilite la conformité réglementaire et simplifie la maintenance future.
Utilisation de conduits et de plateaux
L'utilisation de conduits et de chemins de câbles pour le routage peut protéger les câbles des dommages physiques, réduire le risque de pannes électriques, et améliorer la sécurité globale de l'installation. S'assurer que les conduits et les plateaux répondent aux normes en vigueur et sont correctement installés.
Mise à la terre et liaison
Une mise à la terre et une liaison adéquates sont essentielles à la sécurité et aux performances des systèmes d'énergie solaire.. Assurez-vous que les méthodes de mise à la terre sont conformes à NEC, CEI, et normes locales. Cela inclut l'utilisation de conducteurs de mise à la terre appropriés, connecteurs, et des tiges, et s'assurer que tous les composants métalliques sont correctement liés.
Inspections et entretien réguliers
Des inspections et une maintenance régulières sont essentielles pour garantir que le routage des câbles reste conforme aux exigences réglementaires et continue de fonctionner de manière sûre et efficace.. Planifier des inspections périodiques pour identifier et résoudre tout problème, comme des dommages physiques, porter, ou corrosion.
Conseils essentiels pour l'achat de câbles
Comprendre la configuration système requise
Avant d'acheter des câbles, il est essentiel d’avoir une compréhension claire des exigences de votre système solaire. Tenez compte de la taille du système, les types de composants utilisés, et les conditions environnementales. Assurez-vous que les câbles que vous choisissez peuvent supporter la charge électrique attendue et sont adaptés aux conditions spécifiques de votre site d'installation..
Prioriser la qualité et la certification
Optez toujours pour des câbles de haute qualité certifiés par des normes réputées telles que le TÜV, UL, ou CEI. Les câbles certifiés sont testés pour leur durabilité, sécurité, et performances, s'assurer qu'ils répondent aux normes de l'industrie. L'utilisation de câbles certifiés permet d'éviter des problèmes potentiels tels qu'une perte de puissance, surchauffe, ou risques d'incendie.
Choisissez les bons types de câbles
Sélectionnez des câbles spécialement conçus pour les applications solaires. Pour les applications CC, Les câbles photovoltaïques comme H1Z2Z2-K et PV1-F sont idéaux en raison de leur résistance aux rayons UV, variations de température, et contraintes mécaniques. Pour les applications CA, veillez à utiliser des câbles basse et moyenne tension appropriés.
Tenir compte des facteurs environnementaux
Tenir compte des conditions environnementales sur le site d'installation. Câbles exposés aux intempéries, Rayonnement UV, ou des températures extrêmes doivent être choisies pour leur résilience à ces conditions. Une isolation et des mesures de protection appropriées prolongeront la durée de vie des câbles et maintiendront l'efficacité du système..
Assurer une installation et un entretien appropriés
Une installation correcte est aussi cruciale que la sélection des bons câbles. Suivez les meilleures pratiques pour le routage des câbles, mise à la terre, et protection pour éviter les dommages physiques et les défauts électriques. Un entretien et des inspections réguliers sont essentiels pour garantir la sécurité et les performances continues de votre système d'énergie solaire..
Plan de conformité réglementaire
Soyez conscient du local, national, et réglementations internationales applicables à votre projet solaire. Assurez-vous que votre sélection et votre installation de câbles sont conformes à ces normes pour éviter les problèmes juridiques et garantir la sécurité et la fiabilité de votre système..
Pensées finales
Investir du temps et des ressources dans la sélection des câbles adaptés à votre projet solaire est rentable à long terme. Des câbles de qualité garantissent une transmission de puissance efficace, réduire les coûts de maintenance, et améliorez la sécurité et la fiabilité globales de votre système. En suivant les lignes directrices et les meilleures pratiques décrites dans ce guide, vous pouvez prendre des décisions éclairées qui contribuent au succès de votre installation solaire.
Souviens-toi, un système d'énergie solaire bien conçu ne se limite pas aux panneaux et aux onduleurs; les câbles qui relient ces composants sont tout aussi importants. Assurez-vous de prioriser la qualité, conformité, et une installation appropriée pour exploiter tout le potentiel de votre système d'énergie solaire.