Qu'est-ce que le fil photovoltaïque (PV)?
Le fil photovoltaïque, ou fil PV, est un fil monoconducteur utilisé pour relier les panneaux d'un système électrique photovoltaïque. Les systèmes PV, ou panneaux solaires, sont des systèmes de génération électrique qui capturent la lumière du soleil pour la transformer en électricité via un procédé de conversion d'énergie. L'électricité est produite au niveau des panneaux et le câblage est nécessaire pour la transporter jusqu'à l'équipement de collecte. Le fil photovoltaïque est un type de fil conçu spécifiquement pour les applications PV.
Définition du fil PV
Aux États-Unis, le fil PV est un fil monoconducteur qui répond aux exigences de la norme UL 4703 en matière de fils photovoltaïques. Les exigences de construction actuelles définies par la norme UL 4703 sont les suivantes :
- Taille du conducteur : de 18 AWG à 2000 kcmil
- Matériau du conducteur : cuivre, aluminium revêtu de cuivre ou aluminium
- Isolation : XLPE, EPR
- Tension nominale : 600 V, 1 kV, 2 kV
- Résistant à la lumière du soleil
- Température nominale : 90 °C mouillé, 105 °C sec, 125 °C mouillé, et 150 °C sec
- Classification pour option en enfouissement direct
- Autres normes en option : USE-2, RHW-2
- Construction : monoconducteur, non armé
Les panneaux PV sont généralement équipés de fils PV avec conducteur en cuivre 12 AWG, 10 AWG et 8 AWG. En général, les câbles d'alimentation ont une taille de 1/0 AWG ou plus, des conducteurs en aluminium et une tension nominale de 2 kV. Les fils PV de 1 kV et 2 kV présentent souvent la même épaisseur d'isolant. Les fils PV de 2 kV sont la norme pour les systèmes qui nécessitent des câbles de plus de 600 V.
Exigences de câblage
Le NEC (National Electrical Code) a publié l'Article 690 Système solaires photovoltaïques (PV) contenant des directives pour les systèmes électriques, tableaux, onduleurs et contrôleurs de charge des systèmes PV. Le NEC est couramment utilisé aux États-Unis pour de nombreuses installations (certains codes locaux peuvent être en vigueur).
L'Article 690 Partie IV Méthodes de câblage du NEC de 2017 autorise plusieurs méthodes de câblage pour les systèmes photovoltaïques. Pour les monoconducteurs, les fils de type PV ou UL USE-2 (entrée de service souterraine) sont autorisés dans les zones exposées à l'extérieur pour les circuits d'alimentation PV. Le fil PV peut également être installé en chemin de câble pour les circuits d'alimentation et de sortie photovoltaïques à l'extérieur sans devoir être homologué pour chemin de câbles. Il existe certaines restrictions si les circuits d'alimentation et de sortie photovoltaïques fonctionnent sous plus de 30 volts dans des endroits accessibles. Le cas échéant, des conducteurs adaptés ou de type MC doivent être installés dans des goulottes.
Le NEC ne reconnaît pas les désignations canadiennes telles que les câbles RWU90, RPV ou RPVU pour les applications solaires s'ils ne disposent pas d'une certification UL adéquate. Pour les installations au Canada, la Section 64-210 du CEC de 2012 fournit des données sur les types de câblages autorisés pour les applications photovoltaïques.
Avantages PV
Les modules PV fonctionnent à haute température et sont exposés à des conditions environnementales diverses. Le NEC limite plusieurs applications PV aux fils USE-2 ou PV. Ces câbles doivent offrir la résistance requise à la lumière du soleil et une température nominale adaptée à l'environnement.
Les fils PV sont conçus pour les applications photovoltaïques, tandis que les câbles USE-2 sont généralement fabriqués pour les applications en entrées de service souterraines. En général, ces deux types de câble contiennent une isolation XLPE et peuvent résister à la lumière du soleil et/ou être enfouis dans le sol.
Le fil PV se distingue du fil USE-2 par son épaisseur d'isolation, sa tension et sa température nominales. Le fil PV contient un isolant plus épais qui permet de mieux le protéger contre la rigueur de l'environnement. Le fil USE-2 a une tension nominale allant jusqu'à 600 V, alors que le fil PV est disponible en trois options : 600 V, 1 kV et 2 kV. La température nominale maximale des câbles de type USE-2 s'élève à 90 ºC, le fil PV peut quant à lui supporter des températures plus élevées.
Le fil PV est l'un des rares fils monoconducteurs à offrir une tension nominale de plus de 600 V et à pouvoir être enfoui selon le NEC sans devoir être blindé.
Gestion des fils
Les modules PV sont fréquemment pré-installés avec des fils monoconducteurs et des raccords rapides pour une installation facile sur le terrain. Néanmoins, la gestion de l'installation des fils peut être compliquée en environnement rude ou compact, où dans des endroits susceptibles aux rongeurs.
Les installateurs doivent s'assurer d'installer et de sécuriser les fils à un endroit qui permettra de minimiser l'usure de la couche externe du câblage. Les installateurs utilisent souvent des fixations pour attacher les fils au cadre des modules. L'une des autres solutions utilisées sur le terrain consiste à utiliser des colliers de serrage résistants aux rayons UV pour maintenir les fils. Étant donné que les fils PV peuvent être installés en chemin de câbles, aux endroits susceptibles aux rongeurs ou là où il est impossible de les enfouir dans le sol, les chemins de câbles peuvent être fixés sous les panneaux solaires au-dessus du sol. Les codes locaux ou spécifiques au secteur peuvent exiger d'autres méthodes de fixation.
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