Dimmensionner ses câbles électriques en solaire.

Rédigé par Franck. Posté dans Solaire led, Ecologie, Economie, Innovation

Dimmensionner ses câbles électriques en solaire

Article sur le dimensionnement des câbles électriques

Notre article à pour but de vous aider à sélectionner au mieux vos câbles électriques pour éviter toute chute de tension afin d'obtenir le maximum de votre installation solaire photovoltaique.

1.) Résistance d'un câble électrique

La résistance d'un câble électrique dépend principalement de plusieurs facteurs.

  • La résistivité du matériaux utilisé.
  • La longueur du câble électrique utilisé.
  • La section ( diamètre ) du câble électrique utilisé.
  • L'intensité du courant qui va circuler dans le câble électrique ( en Ampères ).
  • La température dans le câble électrique.

Dans notre exemple, nous allons baser nos calculs sur la base de câbles électriques en cuivre car c'est le conducteur le plus utilisé dans les installations électriques de tous types. Sa résistivité est parfaitement connue et oscille entre 16x10-9 à une température de 0°C et 17x10-9 pour une température de 25°C, soit 0.000000016 à 0°C et 0.000000017 pour une température de 25°C ( Degrés Celsius ).

Pour faire simple, pour connaître la résistance d'un câble électrique en fonction de ces élements il existe naturellement une méthode de calcul :

  • R = Résistance en ohm (Ω).
  • ρ = Résistivité du matériaux ( cuivre 25°C = 0.000000017 ) en ohm par mètre (Ω.m).
  • L = longueur du câble électrique en mètre (m).
  • S = Section du câble électrique en mètre-carré (m²) au lieu de mm².
Il nous faut donc résoudre la section du câble électrique en m² au lieu de mm², pour cela il suffit de diviser par 1 millions ( 1,000,000 ne pas mettre les virgules bien sur ) puisque 1m² = 1,000,000mm².

La formule est donc la suivante : R = ρ X L / S
Que l'on traduira en bon Français par Résistance = Résistivité multipliée par la longueur du câble électrique divisé par la sectio du câble électrique.

Exemple concret n°1...

Câble électrique en cuivre de 10m, par une température de 25°C sur une section de 5mm²

R = 0.000000017 X 10 / 0,000005
Soit R = 0.034 Ω

Exemple concret n°2...

Câble électrique en cuivre de 10m, par une température de 25°C sur une section de 10mm²

R = 0.000000017 X 10 / 0,00001
Soit R = 0.017 Ω

Exemple concret n°3...

Câble électrique en cuivre de 20m, par une température de 25°C sur une section de 10mm²

R = 0.000000017 X 20 / 0,00001
Soit R = 0.034 Ω

Si vous augmentez la longueur ( exemple 2 et 3), ou si vous réduisez la section ( exemple 2 et 1), vous augmentez alors la résistance du câble électrique.
La résistance est proportionnelle à la longueur et à la section du câble électrique. Si vous doublez la longueur vous multipliez par 2 sa résistance et si vous doublez la section du câble électrique pour une même longueur vous divisez par 2 sa résistance. Tout est donc question de longueur et de section.

2.) La perte en watt dans un câble électrique.

Maintenant que nous savons qu'un câble électrique possède sa propre résistance en fonction de sa longueur et de sa section il nous faut aussi déterminer la perte engendrée par cette résistance des câbles électriques.

Une petite partie de l'électricité transportée par un câble électrique se transforme en chaleur, il se produit donc une baisse de tension que l'on appelle généralement Chute de Tension ou l'effet joule. S'il se produit une chute de tension, c'est à dire une baisse du voltage qui circule à travers le câble électrique alors il y aura aussi une baisse de l'intensité en Ampère.

Heureusement, il existe aussi une méthode de calcul pour connaitre la perte en watts consommés par le câble électrique et également sa chute de tension exprimée en volts.

  • P = Perte en Watt (W).
  • R = Résistance en ohm (Ω) que l'on à déterminé plus haut.
  • I = Intensité en Ampère (A).

La formule est donc la suivante : P = R X I²
Que l'on traduira en bon Français par Perte = Résistance en ohm multipliée par l'intensité qui circule dans les câble électrique au carré.

Mais comme tout le monde le sait, pour faire circuler du courant il faut 2 câbles, un pour l'aller et un pour le retour... par conséquent la formule complète devient : P = R X I² x 2

Exemple concret n°1...

Câble électrique en cuivre de 20m, par une température de 25°C sur une section de 10mm² traversé par un courant de 5A ( soit 60 W)

P = 0,034 x 5²
Soit P = 0.034 X 25
Soit P = 0.85 W
Soit une chute de tension de 0.85 W / 5A = 0.17v sur un câble
Soit une chute de tension globale de 1.7 W / 5A = 0.34v

Exemple concret n°2...

Câble électrique en cuivre de 20m, par une température de 25°C sur une section de 10mm² traversé par un courant de 10A ( soit 120 W)

P = 0,034 x 10²
Soit P = 0.034 X 100
Soit P = 3.4 W
Soit une chute de tension de 3.4 W / 10A = 0.34v sur un câble
Soit une chute de tension globale de 6.8 W / 10A = 0.68v

Exemple concret n°3...

Câble électrique en cuivre de 20m, par une température de 25°C sur une section de 5mm² traversé par un courant de 10A ( soit 120 W)

P = 0,068 x 10²
Soit P = 0.068 X 100
Soit P = 6.8 W
Soit une chute de tension de 6.8 W / 10A = 0.68v sur un câble
Soit une chute de tension globale de 13.6 W / 10A = 1.36v

Exemple concret n°4...

Câble électrique en cuivre de 20m, par une température de 25°C sur une section de 2.5mm² traversé par un courant de 10A ( soit 120 W)

P = 0,136 x 10²
Soit P = 0.136 X 100
Soit P = 13.6 W
Soit une chute de tension de 13.6 W / 10A = 1.36v
Soit une chute de tension globale de 27.2 W / 10A = 2.72v !

Si vous augmentez l'intensité du courant ( exemple 1 et 2 ) vous multipliez par 2 la chute de tension mais vous engendrez une perte bien plus conséquente puisqu'elle est mulitipliée par 8 ( total câble aller + retour ) et si vous divisez par 2 la section du câble électrique pour une intensité égale vous multipliez par 2 la chute de tension.

Limiter la chute de tension.

Pour conserver une efficacité optimale de votre installation, il vous faut limiter la chute de tension dans les câbles électriques de votre installation solaire. Le lien suivant vous apportera quelques solutions.

Conclusion, vous savez maintenant comment proportionner vos câbles électriques.
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