Avec le développement rapide des systèmes de production d'énergie photovoltaïque à l'échelle mondiale, les câbles photovoltaïques, composants essentiels reliant les modules PV, les onduleurs et les boîtes de jonction, jouent un rôle déterminant dans la sécurité et la durée de vie d'une centrale solaire. Comparés aux câbles d'alimentation classiques, les câbles photovoltaïques bénéficient de conceptions structurelles et de matériaux hautement spécifiques.
1. Qu'est-ce qu'un câble photovoltaïque ?
Un câble photovoltaïque, également appelé câble solaire ou câble spécifique PV, est principalement utilisé dans les centrales solaires, les systèmes photovoltaïques distribués et les installations photovoltaïques en toiture. Les modèles courants incluent le PV1-F et le H1Z2Z2-K, conformes aux normes internationales telles que EN 50618 et IEC 62930.
Les câbles photovoltaïques étant exposés en permanence aux intempéries, ils doivent fonctionner de manière fiable sous des températures élevées, un fort rayonnement ultraviolet, des températures basses, l'humidité et l'ozone. De ce fait, leurs exigences en matière de matériaux d'isolation et de gainage sont nettement supérieures à celles des câbles ordinaires. Leurs caractéristiques typiques incluent une résistance aux températures extrêmes, une excellente résistance au vieillissement sous UV, une résistance à la corrosion chimique, une ignifugation, un faible impact environnemental et une durée de vie nominale de 25 ans ou plus.
2. Défis liés aux matériaux de câbles dans les applications photovoltaïques
Dans la pratique, les câbles photovoltaïques sont généralement installés directement à l'extérieur. Par exemple, dans certaines régions européennes, la température ambiante des systèmes PV peut atteindre 100 °C par temps ensoleillé. Parallèlement, ces câbles sont soumis à un rayonnement UV continu, à des variations de température entre le jour et la nuit, ainsi qu'à des contraintes mécaniques.
Dans ces conditions, les câbles PVC standard ou les câbles en caoutchouc classiques ne peuvent garantir des performances stables à long terme. Même les câbles en caoutchouc conçus pour fonctionner à 90 °C ou les câbles PVC conçus pour fonctionner à 70 °C sont sujets au vieillissement de l'isolation, à la fissuration de la gaine et à une dégradation rapide de leurs performances lorsqu'ils sont utilisés dans des systèmes photovoltaïques extérieurs, ce qui réduit considérablement la durée de vie du système.
3. Performances essentielles des câbles photovoltaïques : matériaux d’isolation et de gainage spécialisés
Les principaux avantages des câbles photovoltaïques en termes de performance proviennent de leurs composés d'isolation et de gainage spécifiques. Le matériau le plus couramment utilisé aujourd'hui est une polyoléfine réticulée par irradiation, généralement à base de polyéthylène (PE) de haute qualité ou d'autres polyoléfines.
L'irradiation par faisceau d'électrons induit une réticulation des chaînes moléculaires du matériau, transformant sa structure thermoplastique en structure thermodurcissable. Ce procédé améliore considérablement la résistance à la chaleur, au vieillissement et les performances mécaniques. Les polyoléfines réticulées par irradiation permettent un fonctionnement continu des câbles photovoltaïques entre 90 et 120 °C, tout en offrant une excellente flexibilité à basse température, une résistance aux UV, à l'ozone et à la fissuration sous contrainte environnementale. De plus, ces matériaux sont sans halogène et respectueux de l'environnement.
4. Comparaison structurelle et matérielle : câbles photovoltaïques vs câbles conventionnels
4.1 Structure et matériaux typiques des câbles photovoltaïques
Conducteur : Conducteur en cuivre recuit ou conducteur en cuivre étamé, alliant conductivité électrique élevée et résistance à la corrosion
Couche isolante : Composé isolant polyoléfine réticulé par rayonnement (matériau isolant spécifique aux câbles photovoltaïques)
Couche de gaine : Composé de gaine en polyoléfine réticulée par irradiation, assurant une protection extérieure à long terme
4.2 Structure et matériaux typiques des câbles conventionnels
Conducteur : Conducteur en cuivre ou conducteur en cuivre étamé
Couche isolante : composé isolant en PVC ouXLPE (polyéthylène réticulé)composé isolant
Couche de gaine :PVCcomposé de gainage
5. Différences fondamentales de performance dues au choix des matériaux
Du point de vue du conducteur, les câbles photovoltaïques et les câbles conventionnels sont fondamentalement identiques. Les différences essentielles résident dans le choix des matériaux d'isolation et de gainage.
Les isolants et gaines en PVC utilisés dans les câbles conventionnels conviennent principalement aux environnements intérieurs ou relativement tempérés, offrant une résistance limitée à la chaleur, aux UV et au vieillissement. En revanche, les isolants et gaines en polyoléfine réticulée par irradiation, utilisés dans les câbles photovoltaïques, sont spécialement conçus pour un fonctionnement extérieur de longue durée et conservent des performances électriques et mécaniques stables même dans des conditions environnementales extrêmes.
Par conséquent, bien que le remplacement des câbles conventionnels par des câbles photovoltaïques puisse réduire les coûts initiaux, il augmente considérablement les risques de maintenance et raccourcit la durée de vie globale du système photovoltaïque.
6. Conclusion : Le choix des matériaux détermine la fiabilité à long terme des systèmes photovoltaïques
Les câbles photovoltaïques ne sont pas de simples substituts aux câbles ordinaires, mais des produits spécialisés conçus spécifiquement pour les applications photovoltaïques. Leur fiabilité à long terme dépend fondamentalement du choix de matériaux d'isolation et de gainage haute performance, et notamment de l'utilisation appropriée de systèmes de polyoléfines réticulées par irradiation.
Pour les concepteurs, les installateurs et les fournisseurs de câbles des systèmes photovoltaïques, une compréhension approfondie des différences au niveau des matériaux entre les câbles photovoltaïques et les câbles conventionnels est essentielle pour garantir le fonctionnement sûr, stable et à long terme des centrales photovoltaïques.
Date de publication : 31 décembre 2025