L'énergie solaire et les panneaux solaires prennent une place de plus en plus importante dans nos vies. Presque tout le monde connaît le concept de panneaux solaires et leur fonctionnement. Cependant, outre les panneaux solaires, des termes comme « doigts de cellules solaires » et « barres omnibus solaires » sont également importants pour le fonctionnement des systèmes solaires. Dans cet article, nous allons expliquer ce que sont les barres omnibus solaires, les doigts de cellules solaires, leur fonction, etc.
Que sont les barres omnibus solaires ?
Un jeu de barres solaire est un fine bande d'aluminium ou de cuivre Situé entre les cellules d'un panneau solaire, son rôle est de séparer les cellules solaires et de conduire le courant continu qu'elles collectent à partir des photons solaires vers l'onduleur solaire. L'onduleur solaire convertit ensuite le courant continu en courant alternatif.
La taille d'un jeu de barres détermine la quantité maximale de courant transportable en toute sécurité. En général, les jeux de barres des panneaux solaires sont plats. Cette surface plane leur confère un rapport surface/section élevé, ce qui leur permet de dissiper la chaleur plus efficacement. L'isolation peut entourer complètement les jeux de barres ou être soutenue par des isolateurs.
Dans l'industrie solaire, les jeux de barres sont reliés aux panneaux solaires par des connexions soudées. Ils sont généralement intégrés à des canalisations, des panneaux ou des appareillages de commutation. En revanche, dans les panneaux solaires, les jeux de barres solaires sont généralement intégrés à des canalisations, les longs jeux de barres étant protégés par des gaines. À quoi servent les jeux de barres dans les cellules solaires ? Ce type de disposition permet aux nouveaux circuits de se ramifier n'importe où le long des canalisations, créant ainsi de multiples points de transmission le long du réseau solaire. Vous comprenez maintenant ce que sont les jeux de barres solaires et à quoi servent les jeux de barres dans les cellules solaires.
Que sont les doigts de cellules solaires ?
Après avoir vu ce que sont les barres omnibus solaires et leur rôle dans les cellules photovoltaïques, explorons maintenant les contacts des cellules photovoltaïques. Les cellules photovoltaïques en silicium sont métallisées avec de fines bandes imprimées sur leurs faces avant et arrière. Ces bandes de contact sont appelées barres omnibus solaires. Dans les cellules photovoltaïques, lorsque des photons les frappent, les barres omnibus conduisent le courant continu (CC) produit par la cellule. Les contacts des cellules photovoltaïques sont des grilles métalliques ultrafines placées perpendiculairement aux barres omnibus. Ils collectent le courant continu produit et l'acheminent vers les barres omnibus.
Qu'est-ce que la technologie et le module Multi Busbar ?
Dans l'industrie solaire, la demande de panneaux solaires haute performance, à un prix raisonnable, est immense. Cette demande croissante incite à expérimenter la structure des cellules et modules solaires. L'une des principales modifications ou innovations apportées aux panneaux solaires consiste à intégrer plusieurs jeux de barres.
Généralement, les barres omnibus des panneaux solaires sont en cuivre plaqué argent pour améliorer la conductivité électrique sur leur face avant et minimiser l'oxydation sur leur face arrière. Plusieurs barres omnibus sont utilisées pour connecter les cellules solaires entre elles, ce qui permet de générer de l'électricité à haute tension.
Un panneau équipé de plusieurs jeux de barres offre un potentiel d'économies important. En effet, la métallisation nécessite moins de revêtement d'argent en face avant. Dans la fabrication de cellules solaires photovoltaïques, la métallisation joue un rôle crucial. En effet, le revêtement d'argent pour le dépôt des bus et des fils est l'une des étapes les plus coûteuses de la fabrication des cellules. Les jeux de barres multiples permettent de réduire la résistance série totale des cellules solaires interconnectées. Vous avez maintenant compris ce qu'est la technologie des jeux de barres multiples et ce qu'est un module solaire à jeux de barres multiples. Voyons maintenant ce qu'est un jeu de barres à 9 fils dans un panneau solaire.
Qu'est-ce que la barre omnibus 9 dans un panneau solaire ?
Neuf barres omnibus dans un panneau solaire signifient que le module qui le compose contient plusieurs cellules dotées de neuf barres omnibus. Plus le nombre de barres omnibus est élevé, plus la conductivité électrique du panneau est importante. D'autres types de panneaux solaires, comme les modèles 3BB, 4BB et 5BB, étaient déjà disponibles sur le marché. La surface d'une cellule solaire standard est constituée d'une grille de barres omnibus et de contacts. Vous comprenez maintenant ce que signifie « neuf barres omnibus » dans un panneau solaire. Voyons également comment choisir la taille des barres omnibus.
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Comment choisir la taille d'un jeu de barres ?
Le calcul de la taille des jeux de barres est une étape essentielle pour éviter toute surchauffe d'un système électrique. La plupart des ingénieurs électriciens, consultants et électriciens utilisent une règle courante pour choisir la taille des jeux de barres : la méthode de l'approximation. Auparavant, le calcul de la taille des jeux de barres était manuel, et c'est là que la règle empirique a été utile.
La règle empirique indique la quantité de courant qu'une barre omnibus de 1 mm² (mm²) peut supporter. Le cuivre et l'aluminium sont les deux matériaux couramment utilisés pour la fabrication des barres omnibus. Chacun possède sa propre capacité de résistance au courant.
- Un 1 mm² de jeu de barres en cuivre peut sans environ 1.2 Ampères.
- Un 1 mm² de jeu de barres en aluminium peut supporter près de 0.7 ampères.
Il est évident que ces exemples ne sont pas conformes aux normes internationales , car les valeurs de tolérance n'y figurent pas. Certains utilisent une barre omnibus en cuivre pour fournir 1.5 ampères, tandis que d'autres utilisent une barre omnibus en aluminium pour fournir 1 ampère.
Au fil du temps, cette règle primitive est devenue peu fiable pour les courants élevés de plusieurs milliers d'ampères. Il est désormais nécessaire d'effectuer un calcul précis avec une norme appropriée. Vous devriez ainsi comprendre comment choisir la taille d'un jeu de barres.
Quels facteurs prendre en compte lors du calcul de la taille des barres omnibus électriques ?
Lors de l'analyse et du calcul de la taille des jeux de barres électriques, voici quelques facteurs à prendre en compte :
- Forces électrodynamiques et résonances mécaniques dans des conditions normales et extrêmes (défectueuses).
- Espacement minimal entre phase et terre et entre phases.
- Sélection d'un dispositif de verrouillage d'isolateur de jeu de barres approprié.
- Installation de boulons adéquate et sûre pour les connexions de jeux de barres multiples.
- Effets thermiques produits par l'isolateur et le jeu de barres dans des conditions normales et extrêmes (défectueuses).
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Comment dimensionner un jeu de barres ?
Le courant n'est pas le seul facteur déterminant la taille du jeu de barres. L'échauffement du jeu de barres doit être conforme aux spécifications des normes nationales ou internationales. Ces normes sont :
1. Norme américaine, ANSI C37.20
Cette norme stipule que la température maximale est supérieure d'environ 65 °C à la température ambiante sur 24 heures. La température ambiante est de 40 °C. Des boulons de terminaison argentés sont utilisés. L'élévation de température admissible est de 30 °C en l'absence de boulon.
2. Norme britannique, BS 159
Cette norme stipule que l'élévation de température maximale est d'environ 50 °C supérieure à la température ambiante sur 24 heures. À son maximum, la température ambiante est de 35 °C à 40 °C.
Le principe de base pour dimensionner une barre omnibus en cuivre est de 1250 1 A/2 pouce carré (po²) ou 2 A/1 mm² (mm²). Cependant, ces valeurs peuvent varier selon les régions. Il s'agit d'une première étape, et pour la décision finale, vous devez tenir compte d'autres facteurs. Assurez-vous de consulter le catalogue du fabricant avant de prendre votre décision finale.
De quoi dépend la taille du jeu de barres ?
Outre les facteurs que nous avons appris précédemment, il existe également certains domaines d'application que vous devez prendre en compte lors du calcul des jeux de barres.
1. Tableau principal : Chaque colonne montante ne comporte qu’une seule sortie. Cela a permis de réduire le coût et la taille du tableau principal.
2. Chute de tension : Dans les barres omnibus, la chute de tension est inférieure à celle des câbles électriques. Cela s’explique par la plus faible impédance des barres omnibus.
3. Nombre de circuits : Pour tous les étages, un seul circuit est nécessaire.
4. Dimensions de la colonne montante : Généralement, les dimensions d’une barre omnibus supportant un courant de 1 600 A sont de 185 x 180 mm. Comparée aux câbles électriques transportant le même courant, la barre omnibus est nettement moins coûteuse à utiliser pour la construction d’une colonne montante.
5. Incendie et sécurité : Les matériaux isolants utilisés pour les barres omnibus ne produisent pas d'effets corrosifs ni de gaz toxiques susceptibles de provoquer un incendie.
6. Temps d'installation : Le temps d'installation de la barre omnibus est assez court.
7. Niveau de tenue aux défauts : Les barres omnibus ont des intensités maximales admissibles beaucoup plus élevées. Généralement, une colonne montante de 1 600 A peut supporter environ 60 à 70 kA.
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Quels sont les types de barres omnibus ?
Les barres omnibus sont disponibles en différentes dimensions : 100 x 10 mm, 80 x 8 mm, 50 x 6 mm, 60 x 8 mm, 40 x 5 mm et 40 x 4 mm. Leur utilisation pour la distribution d’énergie dépend de facteurs tels que la flexibilité, le coût et la fiabilité. Lors du choix de leur agencement, il est essentiel que celui-ci soit simple, facile à installer et économique. De plus, la maintenance ne doit pas perturber la distribution d’énergie.
Les différents types de jeux de barres sont expliqués ci-dessous-
1. Disposition d'une seule barre omnibus
L'agencement à jeu de barres unique est relativement simple et facile. Dans ce type d'agencement, un seul bus avec un standard. Les transformateurs, les générateurs et les alimentations sont reliés au jeu de barres.
Le disjoncteur commande les générateurs, les départs et le transformateur. Lors des opérations de maintenance, des sectionneurs sont utilisés pour isoler les départs, les générateurs et les transformateurs de la barre omnibus.
Avantages de la disposition à barre omnibus unique
- L'utilisation est facile et simple
- Moins d'entretien
- Coût moindre
Inconvénients de la disposition à barre omnibus unique
- En cas de défaut dans ce type de dispositif, les alimentations seront déconnectées et toute la distribution d'énergie sera interrompue.
- Il n'est pas très flexible et n'est utilisé que dans les tableaux de distribution, les petites sous-stations et les petites centrales électriques où il n'y a pas besoin d'une distribution continue d'énergie.
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2. Disposition d'une barre omnibus unique avec sectionnement des bus
Il s'agit d'un type d'installation principalement utilisé dans les grandes gares. Dans cette configuration, plusieurs unités sont installées à l'aide d'un jeu de barres sectionné. Des sectionneurs et des disjoncteurs sont utilisés.
Dans ce dispositif, les sectionneurs servent à séparer la section défectueuse afin de protéger le système contre un arrêt. Même l'utilisation d'un disjoncteur supplémentaire n'entraîne aucune augmentation de coût.
Avantages de la disposition d'une barre omnibus unique avec sectionnement des bus
- Il est facile de supprimer la section défectueuse et cela sans aucune perte de continuité d'alimentation.
- Dans de telles barres omnibus, les sections individuelles du bus peuvent être réparées sans perturber la section globale de la barre omnibus.
- Il dispose d'un réacteur limiteur de courant qui permet de réduire les défauts dans les sections du jeu de barres.
Inconvénients de la configuration à barre omnibus unique avec sectionnement des bus
- L'utilisation de données supplémentaires circuit les disjoncteurs et les isolateurs dans le système augmentent les coûts.
3. Disposition des bus principaux et de transfert
Ce type de jeu de barres est conçu par combinant la barre omnibus principale et le type auxiliaire. Pour ce faire, un coupleur de bus est utilisé pour connecter les interrupteurs et disjoncteurs isolés. En cas de surcharge, un coupleur de bus permet de transférer la charge d'un jeu de barres à un autre. Dans ce cas, pour transférer la charge, les potentiels des deux jeux de barres doivent être similaires. De plus, le jeu de barres principal doit être ouvert et rapproché pour transférer la charge.
Avantages de la disposition des bus principaux et de transfert
En cas de défaut, le principal avantage est de déplacer la charge d’un type à un autre.
- Les coûts d’entretien et de réparation sont moindres.
- Grâce au potentiel du bus, les relais peuvent être actionnés.
- Il est assez facile de déplacer la charge sur n’importe quel autre bus.
Inconvénients de la disposition des bus principaux et de transfert
- Comme l’ensemble du système utilise deux jeux de barres, le coût augmente.
- Si un défaut survient dans l’une des sections du bus, l’ensemble du système peut tomber en panne.
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4. Disposition à double bus et double disjoncteur
Dans ce type d'installation, on utilise deux barres omnibus avec deux disjoncteurs . Par conséquent, aucun équipement spécifique tel qu'un coupleur de barres ou un interrupteur n'est requis.
Avantages de la configuration à double bus et double disjoncteur
- Comme il n’y a aucune perte de continuité due à des défauts, il offre une fiabilité et une flexibilité maximales.
- Bien que la charge soit transférée d’un bus à un autre, il n’y aura aucun changement dans la continuité de l’alimentation du système.
Inconvénients de la configuration à double bus et double disjoncteur
- En raison des deux jeux de barres et des disjoncteurs supplémentaires, le coût du système et de sa maintenance est bien plus élevé. Ces types de jeux de barres sont utilisés dans les sous-stations.
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5. Disposition de barres omnibus doubles sectionnées
Dans ce type de configuration de barres omnibus, une barre auxiliaire est utilisée en complément du système de barres omnibus principales sectionnées. Pour la maintenance et les réparations, n'importe quelle section de la barre omnibus principale peut être retirée. Ces sections peuvent ensuite être raccordées à n'importe quelle barre omnibus auxiliaire du système. Compte tenu de son coût élevé, il n'est pas nécessaire de sectionner la barre omnibus auxiliaire.
6. Disposition d'un disjoncteur et demi
Dans un tel système, trois disjoncteurs sont utilisés pour deux circuits. Chaque circuit utilise la moitié du disjoncteur. Ce système est principalement utilisé dans les grandes stations.
Avantages de la configuration à un disjoncteur et demi
- Ce type de système protège le système contre la perte d’alimentation électrique.
- Il peut être utilisé pour faire fonctionner des relais.
- Dans un tel agencement, il est assez facile d’ajouter des circuits supplémentaires au système.
Inconvénients de la configuration à un disjoncteur et demi
- Ce type de système a un coût de maintenance assez élevé.
- Il possède un circuit complexe en raison du système de relais.
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7. Disposition du réseau principal en anneau
Il s'agit d'un système organisé en anneau . Il est réalisé en reliant l'extrémité de la barre omnibus principale du système à son point de départ.
Avantages de la configuration en anneau principal
- Grâce à sa disposition en anneau, ce type de jeu de barres dispose de deux voies d'alimentation. Ainsi, les défauts n'affectent pas le fonctionnement du système.
- Sans affecter le fonctionnement global du système, les défauts d’une section particulière de l’ensemble du système peuvent être réparés.
- Dans un tel agencement, il est facile d'entretenir le disjoncteur et cela sans provoquer d'interruption de l'alimentation.
Inconvénients de la configuration en anneau principal
- Si l’un des disjoncteurs est ouvert, le système sera surchargé.
- Il existe des risques de complications lors de l'ajout d'un nouveau circuit.
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8. Disposition des mailles
Il s'agit d'un type de réseau de barres omnibus alimenté par quatre disjoncteurs installés dans la maille. Le circuit est raccordé en amont du nœud. Un défaut sur l'une des sections peut entraîner l'ouverture de la maille formée par les barres omnibus.
Le maillage est utilisé dans les postes électriques nécessitant un grand nombre de circuits. Il assure également une sécurité contre les défauts. De plus, il présente un manque de possibilités de commutation.
Les jeux de barres sont de plus en plus intégrés aux panneaux solaires et jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des systèmes solaires. Il est donc essentiel de les connaître. Après avoir lu cet article, vous aurez répondu à toutes vos questions sur les jeux de barres solaires.
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