Chemin de câbles pour installations d'énergies renouvelables : guide de sélection et d'installation

Parcourez un parc solaire ou un site éolien pour la première fois et ce qui surprend la plupart des gens, ce ne sont pas les panneaux ou les turbines. C’est le volume considérable de câbles qui les relient. Les installations d'énergie renouvelable génèrent de l'électricité dans de nombreuses petites unités distribuées, puis la collectent dans des onduleurs, des transformateurs et des sous-stations. Cela signifie des parcours de câbles longs et répétitifs, souvent à l'extérieur, souvent dans des conditions côtières ou désertiques, et presque toujours exposés au soleil, à la pluie et aux variations de température. Le chemin de câbles pour installations d'énergies renouvelables n'est donc pas un accessoire mineur. C'est la structure qui maintient ces itinéraires organisés, protégés et entretenus pendant les vingt-cinq années pendant lesquelles l'actif est censé fonctionner.

Pourquoi les sites d'énergie renouvelable ont besoin d'une approche différente en matière de chemins de câbles

Une usine conventionnelle concentre généralement ses charges électriques dans une ou deux pièces. Une installation d’énergie renouvelable les répartit sur des hectares. Un parc solaire de 50 MW peut comporter des centaines de tronçons de chaînes, des dizaines de boîtiers de combinaison et plusieurs stations d'onduleurs, tous reliés par un câble qui doit être transporté au-dessus du sol, au-dessus d'une membrane de toit ou le long d'une tour de turbine. Les parcs éoliens ajoutent de longs circuits de collecte entre les turbines. Les composés de stockage de batterie ajoutent un câblage CC et de contrôle dense dans un très faible encombrement.

Cette disposition crée un ensemble cohérent de demandes :

• Des itinéraires longs et répétitifs où la vitesse d'installation et l'espacement constant des supports comptent plus que les détails élaborés.
• Exposition extérieure permanente, y compris les UV, les brouillards salins, le sable, la pluie battante et dans certaines régions de fortes chutes de neige.
• De larges variations de température, qui déplacent le métal et modifient le comportement de l'isolation des câbles au fil du temps.
• Accès pour l'inspection et l'imagerie thermique, car les défauts dans un générateur photovoltaïque sont beaucoup plus faciles à détecter lorsque les câbles sont visibles plutôt que enterrés.
• Une durée de vie à la hauteur du bien, généralement 20 à 30 ans, sans programme de repeinture.

Aucun de ces points n'est exotique, mais ensemble, ils poussent les spécifications vers des systèmes ouverts, résistants à la corrosion et facilement extensibles plutôt que vers des systèmes fermés et décoratifs.

Comparaison des types de bacs les plus souvent spécifiés

Le tableau ci-dessous est un point de départ approximatif. La bonne réponse dépend toujours du site, des tailles de câbles et du code local, mais c'est ainsi que les principales familles font généralement le tri.

Les familles de plateaux que nous construisons pour les projets renouvelables

Nous fabriquons des chemins de câbles à Yangzhong, dans le Jiangsu, depuis 2016, et les travaux renouvelables représentent désormais une bonne part de ce qui quitte notre usine. Trois familles de produits reviennent sans cesse.

Échelle à câbles pour les parcours de collecte d'énergie

Là où de lourds câbles électriques quittent les onduleurs, les transformateurs et les sous-stations, une échelle ouverte offre une ventilation, un serrage facile et de l'espace pour les rayons de courbure généreux dont ces câbles ont besoin. Les échelons sont généralement réglés à 250 ou 300 mm, et les rails latéraux supportent une charge sur plusieurs mètres lorsque les supports sont soigneusement planifiés. C’est la manière la moins compliquée de gérer les gros conducteurs à l’extérieur.

Échelle à câbles droite pour les chemins de câbles électriques lourds Plateau ouvert de type échelle pour les parcours d'onduleurs, de transformateurs et de sous-stations, supportant de gros câbles avec ventilation, espace de serrage et charge jusqu'à 200 kg/m. Voir le produit →

Plateau perforé pour guirlande solaire et travaux sur toiture

Sur les systèmes photovoltaïques installés sur le toit et au sol, le plateau perforé constitue souvent le juste milieu. La base perforée permet à l'eau de pluie de s'écouler, permet à l'air de circuler sous les câbles et donne à l'installateur la liberté de les attacher à presque n'importe quel point. Il permet également de maintenir le câblage des chaînes CC visuellement ordonné, ce qui s'avère rentable lors de la mise en service et lors de la recherche ultérieure des pannes. Les sections droites et les courbures correspondantes suffisent généralement à couvrir un réseau entier.

Chemin de câbles perforé droit pour câblage solaire photovoltaïque Plateau perforé ouvert avec drainage et circulation d'air pour PV en toiture ou au sol, offrant un assemblage modulaire et des largeurs de 100 mm à 1000 mm. Voir le produit →

Plateau FRP où règne la corrosion

Les parcs solaires côtiers, les plates-formes offshore et les sites proches des usines chimiques peuvent raccourcir étonnamment rapidement la durée de vie d’un système en acier peint. Le plateau FRP élimine le problème à la source car il n'y a pas de métal susceptible de rouiller et il est non conducteur, ce que certains opérateurs préfèrent en particulier dans les zones DC. Cela coûte plus cher au départ et évite le débat sur la repeinture plus tard.

Chemin de câbles FRP droit pour les sites côtiers corrosifs Plateau FRP non conducteur et ignifuge pour les installations offshore, chimiques et côtières où la résistance à la rouille et l'isolation électrique sont importantes. Voir le produit →

Les plateaux en treillis métallique et les goulottes fermées ont également leur place, généralement pour les courts trajets internes dans les stations d'onduleurs et les bâtiments de contrôle où la légèreté et l'apparence soignée comptent plus que la résistance de la portée.

Détails de conception qui déterminent si le système dure

La plupart des échecs dont nous parlons ne sont pas dramatiques. Ils proviennent de petits détails qui ont été ignorés au stade de la conception. Quelques-uns à vérifier sur chaque projet :

• Dilatation thermique. Les longs trajets droits à l'extérieur nécessitent des joints de dilatation ou des raccords coulissants, généralement tous les 30 mètres ou selon les instructions du fabricant, sinon le plateau se déforme sur un support fixe.
• Portées et charge de support. Le poids du câble, le soulèvement par le vent sur les toits exposés et l'accumulation de neige doivent tous être pris en compte, et pas seulement le poids propre du plateau.
• Continuité de mise à la terre. Lorsque le plateau est utilisé dans le cadre du chemin du conducteur de protection, les joints nécessitent des cavaliers de liaison ou du matériel de connexion répertorié, et le tracé doit être testé lors de la remise.
• Regroupement et déclassement des câbles. Le fait de remplir hermétiquement un plateau modifie la dissipation thermique, et les chaînes DC y sont particulièrement sensibles dans les climats chauds.
• Couper les bords et retoucher. Chaque champ découpé dans un système galvanisé ou peint doit être traité, car c'est là que commence la corrosion.
• Dégagement et accès. Laisser une passerelle ou un espace d'inspection permet d'économiser des heures plus tard lorsqu'une caméra thermique doit scanner la baie.

Si votre projet est spécifique au PV, notre article sur le rôle du chemin de câbles perforé dans les systèmes d'énergie solaire va plus loin dans la disposition des cordes et le drainage.

Pratique d'installation sur site

La séquence ci-dessous est celle que nous recommandons aux équipes d'installation, et elle permet de limiter les retouches sur les grands sites.

1. Examinez l'itinéraire et marquez les positions de support avant l'arrivée de tout plateau, en tenant compte des joints de dilatation et des joints de mouvement du bâtiment.
2. Placez les supports et les supports sur une ligne cohérente, car un plateau errant est difficile à aligner plus tard et semble négligent à un inspecteur.
3. Installez d'abord les sections droites, puis installez les coudes, les tés, les croix et les réducteurs là où l'itinéraire tourne réellement.
4. Reliez chaque joint comme spécifié et enregistrez les lectures avant de tirer les câbles.
5. Tirez le câble avec des rouleaux à chaque changement de direction afin que l'isolant ne soit pas gratté sur les rails latéraux ou les bords des échelons.
6. Fixez les câbles aux intervalles spécifiés, en laissant suffisamment de jeu pour le mouvement thermique et les futurs travaux de terminaison.

Ce qu'ajoute l'expérience réelle du projet

Le travail renouvelable est rarement autonome. Un fabricant qui a fourni des installations solaires, de stockage et industrielles a tendance à remarquer les détails qui manquent à un fournisseur général, comme par exemple la façon dont un projet de toiture photovoltaïque nécessite une réflexion en matière de drainage différente de celle d'un hall de données. Vous pouvez voir un échantillon de projets que nous avons fournis sur notre site, notamment JTC Solar Roof 2 et Solar Nova 5 à Singapour, des constructions de semi-conducteurs et pharmaceutiques et l'aménagement d'un data center. Chacun nous a appris quelque chose sur la sélection des finitions, l’emballage et les délais de livraison que nous intégrons désormais en standard dans les devis.

Travailler avec un fabricant sur vos spécifications

Parce que nous produisons le plateau nous-mêmes plutôt que de le revendre, les longueurs non standard, les modèles de trous, les finitions et l'étiquetage OEM sont tous réalisables. Si vous préparez un dossier d’appel d’offres, voici les points qui méritent d’être confirmés au plus tôt :

• La finition dont vous avez réellement besoin, qu'elle soit pré-galvanisée, galvanisée à chaud, en acier inoxydable ou en FRP, et l'environnement auquel elle sera confrontée.
• Exigences de charge et de portée, y compris toutes les données locales sur le vent ou la neige.
• Si le plateau fait partie du chemin de terre et quel matériel de mise à la terre est requis.
• Calendrier de livraison en fonction de votre séquence d'installation, car les sites renouvelables sont souvent construits par phases.

Envoyez-nous vos dessins ou une liste de spécifications et nous vous répondrons avec une proposition simple, comprenant les accessoires nécessaires pour un parcours complet plutôt que partiel. C'est la partie du travail que nous apprécions le plus : transformer un câblage complexe en quelque chose que l'équipe peut installer rapidement et avec lequel le client peut vivre pendant des décennies.