EOW March 2014

Article technique

Développement d’un câble pour systèmes de production d’énergie photovoltaïque Par Arifumi Matsumura*, Masaki Nishiguchi Shigeru Kubo, Fitel Photonics Laboratory, Furukawa Electric Co Ltd, Japon

Résumé Furukawa a développé un câble pour systèmes de production d’énergie photo- voltaïque qui répond aux exigences de la Norme TÜV 2Pfg1169/2007 [1] et de la Norme JCS4517 [2] . Pour satisfaire aux exigences de ces normes, un câble pour systèmes de production d’énergie photovoltaïque requiert des matériaux isolants et de revêtement sans halogènes. En outre, le câble doit être résistant à la propagation verticale de la flamme, aux hautes et aux basses températures et aux acides. Il est également nécessaire que le câble présente un indice de température supérieur à 120ºC, les températures dans le milieu de travail pouvant varier de -40ºC à +90ºC. La température à laquelle l’on obtient 50 pour cent des résidus résultant du vieillissement après 20 000 heures doit être supérieur à 120ºC. En particulier, les caractéristiques clés exigées sont celles liées à la résistance à la détérioration thermique. Pour ce nouveau câble, on a utilisé le polyéthylène réticulé comme isolant et la polyoléfine réticulée hautement incombustible comme matériau de revêtement, d’où la conformité aux spécifications sus-indiquées. En outre, il a été confirmé que l’utilisation pratique de ce câble ne présente aucun problème en termes de caractéristiques d’écorçage et d’égouttement. Il est également possible de fabriquer ce câble sans utiliser aucun équipement de pontage (“bridging”) comme les machines d’irradiation avec des faisceaux d’électrons. Ce câble présente de nombreux avantages en termes de coûts et représente une réponse pour la production à grande échelle.

1 Introduction Pendant ces dernières années, alors qu’il avait un intérêt croissant pour les problèmes environnementaux dans le monde entier, les activités de production de l’énergie renouvelable telles que la production d’énergie éolienne, photovoltaïque et de la biomasse ont reçu une impulsion considérable. En ce qui concerne la production d’énergie photovoltaïque, les installations de dimensions supérieures à 1 mégawatt, les soi-disant “mega solar”, se sont rapidement répandues. une augmentation de la demande de câbles qui sont déployés dans ces installations de production d’énergie. Actuellement, chaque pays applique ses normes pour garantir la fiabilité des câbles électriques utilisés pour ces installations de production d’énergie. En Europe on applique les normes TÜV 2Pfg1169, alors qu’en Amérique du Nord on utilise les normes UL4703 [3] . Récemment, au Japon, on a établit les normes JCS4517 basées sur les normes TÜV 2Pfg1169. Compte tenu que chaque pays applique des normes uniques, la demande de câbles compatibles avec la totalité des normes ne cesse d’augmenter. D’autre part, il est nécessaire de développer des câbles moins couteux pour une majeure distribution de ces installations. À ce jour, la demande de câbles à coût réduit est considérablement supérieure par rapport à la demande de câbles intégrés. En tenant compte des circonstances susmentionnées, Furukawa a développé un câble qui répond aux exigences des normes TÜV et JCS. Dans le futur, on prévoit

2 Un câble développé récemment pour les systèmes de production de l’énergie photovoltaïque La propriété la plus requise pour un câble conçu pour les systèmes de production d’énergie photovoltaïque est la résistance thermique, propriété également requise pour les normes TÜV et JCS. Généralement, pour répondre à la norme relative à cette propriété, un fil électrique de polyoléfine incombustible sans halogènes est irradié au moyen de faisceaux d’électrons. Toutefois, dans une installation “mega solar” future, la capacité du courant électrique sera supérieure et l’on prévoit une augmentation des sections des câbles. Cependant, la capacité d’irradiation avec des faisceaux d’électrons est limitée. En outre, dans le cas de câbles de dimensions réduites pour courants électriques bas, le coût de l’équipement d’irradiation est élevé, et il est requis d’effectuer la connexion (“bridging”) sans irradiation avec des faisceaux d’électrons. Le nouveau câble répond donc à la norme relative aux propriétés de résistance thermique avec la méthode du bridging qui n’effectue pas l’irradiation d’électrons dans les matériaux de polyoléfine. Les principales propriétés physiques d’un câble pour systèmes de production d’énergie photovoltaïque récemment développé sont décrites ci-après.

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Mars 2014