La croissance mondiale des installations photovoltaïques (PV) gagne de nouveaux domaines d’application qui présentent des conditions ambiantes complexes. Environ 35 % de la superficie des continents constituent par définition des déserts : généralement dépeuplées et économiquement peu exploitables, ces surfaces offrent des possibilités d’utilisation efficaces, par exemple pour l’installation de centrales solaires photovoltaïques dans les déserts chauds et arides d’Amérique du Sud, d’Afrique, du sud de l’Europe ou encore du Moyen-Orient.
De la même façon, les zones situées à haute altitude conviennent elles aussi à la production d’électricité solaire. Compte tenu de l’altitude élevée, les centrales PV y produisent environ 50 % d’énergie de plus que dans les plaines. Le très fort rayonnement solaire et un ciel rarement couvert créent les conditions idéales pour un rendement électrique élevé. Les régions de haute montagne en Europe se prêtent à ce type d’installations, mais aussi et surtout la chaîne montagneuse des Andes en Amérique du Sud, où de plus en plus de centrales PV sortent de terre à plus de 2 000 m d’altitude.
Normes de sécurité à fortes températures
Du fait de cette évolution du marché, le comité technique TC82 de la Commission électrotechnique internationale (CEI) va davantage différencier les exigences posées aux installations dans différentes plages de température ambiante et rédiger la nouvelle édition de la norme de sécurité pour les modules PV, CEI 61730-1, pour les applications à une température de service ne dépassant pas 70 °C (98e percentile [1]). Pour les applications à des températures ambiantes plus élevées, comme par exemple pour les installations dans des régions désertiques, les exigences du référentiel CEI TS 63126 s’appliqueront.
La norme CEI TS 63126 décrit non seulement les exigences thermiques pour les modules PV, mais aussi pour les composants ajoutés tels que les boîtiers de jonction PV ou les connecteurs PV, pour deux niveaux de température. Les deux catégories suivantes s’appliquent aux modules :
Niveau de température 1 : supérieur ou égal à 80 °C (T98e[2])
Niveau de température 2 : supérieur ou égal à 90 °C (T98e).
Dans cette spécification technique, le paragraphe 6.3 décrit les exigences pour les connecteurs PV selon la norme CEI 62852 pour une utilisation au niveau de température indiqué ci-dessus. Selon ce document, les températures limites supérieures (ULT) des connecteurs doivent avoir une valeur minimale :
ULT pour les connecteurs à installer
dans des modules PV de niveau 1 : au moins 95 °C
ULT pour les connecteurs à installer
dans des modules PV de niveau 2 : au moins 105 °C
Exigences de sécurité à haute altitude
Les exigences posées pour la coordination de l’isolation dans les normes de sécurité relatives aux produits électriques sont habituellement définies pour les altitudes de service ne dépassant pas 2 000 mètres. Pour les applications à plus haute altitude, les exigences doivent être corrigées pour tenir compte des distances d’isolement, puisqu’à ces altitudes, la pression atmosphérique plus faible réduit la résistance des installations électriques contre les claquages sur la distance d’isolement. Par conséquent, la distance d’isolement minimale doit être multipliée par un facteur de correction indiqué au tableau A.2 de la norme CEI 60664-1:2020 ou être vérifiée avec une tension de choc supérieure.
Stäubli, un pionnier : les premiers connecteurs PV pour les températures et les altitudes élevées
Les systèmes de connexion de Stäubli pour les applications DC dans le domaine photovoltaïque se démarquent depuis plus de 20 ans par une qualité de contact élevée et une grande durabilité. Les produits MC4 originaux de Stäubli sont désormais les premiers connecteurs PV répondant, conformément à la méthode d’essai de TÜV Rheinland, aux exigences définies pour les installations dans les modules PV de niveau de température 2. Ainsi, les connecteurs PV de Stäubli ont été testés pour les installations PV dans des conditions climatiques allant au moins jusqu’à 105 °C.
Il s’agit des types suivants : MC4 (R60127190), MC4-Evo2 (R60127169), PV-ADXP4-S2 (R60127181), PV-ADX4-Evo (R60127171), PV-AZX4-Evo2 (R60149724). Le TÜV Rheinland a également attesté que ces types de connecteurs conviennent aux applications à des altitudes d’au moins 4 000 m au-dessus du niveau de la mer.
« Nous sommes très heureux d’être le premier fabricant au monde de connecteurs PV remplissant cette exigence. Nous pouvons ainsi, preuves à l’appui, recommander à nos clients les connecteurs MC4 et MC4-Evo 2 originaux pour ces applications prometteuses dans des conditions extrêmes, telles que les régions de haute altitude ou les climats très chauds », explique Guido Volberg, Senior Consultant Product Regulatory Affairs chez Stäubli Renewable Energy.
[1] Pour 98 applications sur 100
[2] Pour 98 sur 100
