Comportement à long terme des connecteurs photovoltaïques

On les trouve par millions sur les toits des maisons suisses : les connecteurs pour installations photovoltaïques. Avec son produit de marque MC4, la société internationale Stäubli Electrical Connectors SA, avec son siège social à Allschwil, est le leader mondial du marché des connecteurs photovoltaïques. L’entreprise a mandaté le laboratoire photovoltaïque de la Haute école spécialisée bernoise pour étudier le comportement de vieillissement des connecteurs photovoltaïques (PV) dans la pratique.

Fiche signalétique

  • Département responsable Technique et informatique
  • Institut Institut pour la recherche sur l’énergie et la mobilité IEM
  • Durée (prévue) 01.07.2021 - 30.06.2023
  • Responsable du projet Prof. Dr. Christof Bucher
  • Direction du projet Matthias Burri
  • Équipe du projet Mischa Benjamin Müller
    Luciano Borgna
  • Partenaire Stäubli Electrical Connectors AG
  • Mots-clés Stratégie énergétique 2050, énergies renouvelables, approvisionnement en énergie décentralisé, photovoltaïque, comportement à long terme des installations photovoltaïques

Contexte

Les installations photovoltaïques ont une longue durée de vie. En dehors d’une surveillance – automatique en général –, de l’exploitation, elles ne nécessitent pratiquement aucun entretien. Le câblage du champ de modules est souvent laissé en l’état pendant plusieurs décennies. Pour garantir son efficacité, la qualité des connecteurs utilisés et la manipulation correcte lors de l'installation jouent un rôle central. Le connecteur le plus répandu en Suisse est le « Original MC4 », produit par le leader du marché, Stäubli Electrical Connectors SA (anciennement Multi-Contact), qui a établi le critère mondial.

Mandant
 

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Objectifs

Dans le cadre de ce projet de recherche, les caractéristiques de vieillissement des connecteurs PV seront déterminées sur le terrain. De nombreux connecteurs sur diverses installations photovoltaïques doivent être examinés par le laboratoire des systèmes photovoltaïques de la BFH. Les facteurs suivants seront pris en compte:

  • Âge des connecteurs
  • Conditions de montage des connecteurs (protection contre la pluie / le soleil / les températures extrêmes)
  • Type de connecteurs (connecteurs d’origine, connecteurs croisés)
  • Type de sertissage (sertissage par le fabricant ou créé sur le terrain)

Grâce aux résultats, le fabricant espère obtenir des inputs supplémentaires pour améliorer la qualité de ses produits. Quant au secteur photovoltaïque, il aura une meilleure idée du vieillissement d’un composant critique des installations photovoltaïques.

Différents connecteurs utilisés pour les installations PV Agrandir l'image
Différents connecteurs utilisés pour les installations PV.

Mise en œuvre

Pour commencer, une procédure de test est définie pour vérifier les connecteurs. Elle combine les exigences de trois normes CEI, d’une norme UL et de trois normes EN. Sont en particulier prises en compte les exigences de test selon la norme CEI 62852 «Connecteurs pour applications en courant continu pour systèmes photovoltaïques – Exigences de sécurité et essais». Outre la mesure précise de la résistance des connecteurs sous différentes intensités de courant, des tests d’humidité et de haute tension notamment sont effectués.

Il est nécessaire de tester les connecteurs d’un éventail d’installations photovoltaïques aussi large que possible. La procédure de vérification des connecteurs se déroule comme suit:

  1. Les exploitant-e-s et les sociétés d’installation intéressées s’adressent au chef de projet, Matthias Burri. Les instructions détaillées pour la livraison des échantillons de connecteurs sont remises.
  2. Pour chaque installation photovoltaïque, au moins trois échantillons de connecteurs entre deux panneaux photovoltaïques doivent être découpés, de même que trois échantillons de connecteurs entre le module photovoltaïque et le câblage. Lors du découpage et du transport des connecteurs, les connecteurs et les câbles doivent être tant que possible maintenus en place. Ils ne doivent en aucun cas être séparés les uns des autres. Les exigences détaillées concernant la découpe et le transport des connecteurs sont communiquées par le laboratoire photovoltaïque.
  3. Les connecteurs sont testés dans le laboratoire de la BFH à Berthoud.
  4. Les fournisseurs de connecteurs obtiennent un retour sur l’état de leurs connecteurs.

La société Stäubli met gratuitement à disposition des connecteurs de rechange et, si nécessaire, des rallonges électriques. Les frais de remplacement des connecteurs sont à la charge des parties qui les font tester. En compensation, elles obtiennent des informations sur l’état de leurs connecteurs.

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