Calcul de la Chute de Tension en Photovoltaïque
Optimiser ses installations solaires avec le calcul de chute de tension
Le photovoltaïque, ou PV, constitue aujourd’hui l’une des énergies renouvelables les plus plébiscitées pour alimenter nos habitations et bâtiments en électricité verte. Mais pour garantir un fonctionnement optimal d’une installation solaire, un paramètre technique reste trop souvent négligé: le calcul de la chute de tension. En quoi consiste ce calcul? Quelle influence a-t-il sur les performances? Comment l’optimiser? C’est ce que nous allons voir dans cet article.
De quoi parle-t-on exactement?
Sur toute installation électrique, y compris une installation photovoltaïque, il se produit naturellement une dissipation d’énergie le long des câbles, aussi appelée “chute de tension”. Concrètement, cela signifie qu’une partie de la tension fournie par les panneaux solaires est perdue sous forme de chaleur dans les connexions et les câbles, avant d’arriver à l’onduleur ou au point d’injection sur le réseau électrique.
Plus cette chute de tension est élevée, plus cela impacte les performances globales et le rendement de l’installation. Il est donc essentiel de la limiter au maximum par un dimensionnement adapté. La règle générale veut que la chute de tension totale reste inférieure à 3% de la tension de fonctionnement. Au-delà, des dysfonctionnements sont à prévoir.
Pour un système en autoconsommation de 48V par exemple, la chute maximale admissible serait de 48V x 3% = 1,44V.
Comment calculer cette chute?
Heureusement, des formules mathématiques bien précises existent pour déterminer facilement cette chute de tension en fonction des caractéristiques de votre installation. Les paramètres à connaître sont :
- U = Tension du circuit en Volt
- I = Intensité traversant le câble en Ampère
- R = Résistance des câbles en Ohm
- L = Longueur des câbles en mètre
Et la formule permettant de calculer la chute de tension ΔU est la suivante:
ΔU = 2 x L x R x I
Avec:
- R = ρ x L / S
Où ρ est la résistivité du matériau du câble (cuivre = 0.018 Ωmm2/m) et S la section du câble en mm2.
Pour plus de précision, il est même recommandé de mener ce calcul de chute de tension sur chaque portion du circuit électrique indépendamment, pour corriger ensuite l’orientation des strings de panneaux si besoin et garantir une répartition équilibrée.
Quel impact sur le photovoltaïque?
Une chute de tension excessive sur une installation solaire peut conduire à différents problèmes:
● Baisse de la production: à tension réduite, le courant débité par les panneaux diminue également, ce qui réduit la puissance finale disponible.
● Dysfonctionnements de l’onduleur: celui-ci nécessite une plage de tension d’entrée bien spécifique pour fonctionner. Si la chute est trop haute, ses seuils de protection internes peuvent s’activer et le faire disjoncter.
● Échauffement voire endommagement des câbles: l’effet Joule induit par cette dissipation d’énergie provoque une montée en température des conducteurs, qui peut devenir dangereuse.
● Recours à des sections de câbles plus grandes: pour compenser la chute, on augmente souvent la section des câbles, ce qui alourdit les coûts.
Tous ces impacts peuvent significativement réduire le rendement global et la rentabilité de votre installation solaire. D’où l’importance cruciale de ce calcul!
Comment optimiser votre installation?
Heureusement, plusieurs bonnes pratiques existent pour minimiser cette chute de tension sur une installation photovoltaïque:
● Bien répartir les strings de panneaux entre les différentes entrées de l’onduleur pour équilibrer les tensions.
● Raccourcir au maximum les liaisons en plaçant l’onduleur au plus près des panneaux.
● Choisir des câbles de section adaptée, notamment pour les départs les plus longs.
● Utiliser des connecteurs et protections assurant une résistance de contact minimum.
● Vérifier régulièrement le serrage optimal de toutes les connexions.
● Si besoin, compenser la chute en sur-dimensionnant très légèrement la tension de système.
En appliquant ces quelques principes, limitant les pertes résistives et maintenant la tension à son niveau nominal, votre installation photovoltaïque pourra délivrer toute sa puissance et sa rentabilité maximales. Et cela, en grande partie grâce à ce calcul souvent méconnu de la chute de tension!
Conclusion
Le bon dimensionnement électrique d’une installation solaire passe donc en premier lieu par ce calcul essentiel de la chute de tension dans les câblages. En comprenant son influence et en l’optimisant grâce aux bonnes pratiques, vous garantissez des performances PV maximales pour un meilleur retour sur investissement. Alors n’hésitez plus à inclure ce paramètre dans le planning de votre prochain projet!