Micro-réseau pour serres Câblage d'un système agri-photovoltaïque de 1,5 MW / 3,2 MWh

Une serre en activité est un environnement humide. L'eau s'évapore chaque jour des cultures et du sol, et lorsque le soleil se couche, la structure déverse de la condensation sur tout ce qui se trouve à l'intérieur, y compris les câbles électriques et les points de raccordement. Tel est l’environnement de fonctionnement d’un micro-réseau de 1,5 MW / 3,2 MWh situé à Westland, aux Pays-Bas, où une entreprise horticole commerciale équilibre la production solaire sur toiture et les charges d’éclairage LED des cultures sur site. Le câblage du micro-réseau de la serre relie les systèmes de stockage, de conversion et de distribution d’éclairage. Nous avons fourni des connecteurs enfichables de la série CN issus de notre gamme dédiée au stockage d’énergie, avec le modèle CN10 sur les circuits principaux de 300 A CC, ainsi que des faisceaux de câbles pré-rassemblés en usine et adaptés au schéma électrique du site.

Aperçu du projet

Les défis liés au câblage des micro-réseaux dans les serres

À cette échelle, le câblage d'un micro-réseau de serre constitue un système environnemental et thermique, et non un simple ensemble de connexions individuelles. Trois contraintes ont guidé la conception.

L'humidité et la condensation qui ne disparaissent jamais complètement

Les serres horticoles se situent à l’extrémité de la plage pour laquelle la plupart des connecteurs à courant continu sont conçus. L’irrigation et la transpiration des plantes maintiennent une humidité relative élevée pendant la majeure partie de la journée, et les variations de température entre la nuit et le matin entraînent de la condensation sur toutes les surfaces froides. Les boîtiers de connecteurs standard peuvent retenir cette humidité au niveau du joint d’étanchéité. Au cours d’une saison de culture, la corrosion au niveau de la zone de contact se traduit par une augmentation de la résistance de contact et de la température, et non par un coupure soudaine du circuit. Pour un circuit de 300 A, cette évolution est importante.

Un courant de 300 A contre l'enveloppe chaude d'une serre

L'éclairage LED des cultures consomme un courant constant et de forte intensité pendant les longues heures d'obscurité de l'hiver néerlandais, et la batterie du micro-réseau doit assurer la circulation du courant dans les deux sens. À l'intérieur d'une serre, la température ambiante est déjà élevée près de la ligne de toiture et des rayonnages d'éclairage. Un connecteur de 300 A dispose d’une marge de hausse de température fixe, et toute perte de marge due à un raccord défectueux, à un contact sous-dimensionné ou à un câble aux spécifications incompatibles réduit la durée de vie utile de l’ensemble du circuit. La connexion doit rester dans les limites de cette marge de hausse de température pendant des heures de charge continue, et pas seulement au moment du test indiqué sur la plaque signalétique.

Cycles de culture et variations saisonnières de la luminosité

L'horticulture fonctionne selon les cycles de culture, et non selon des créneaux d'entretien. Entre deux cultures, les équipes modifient la disposition des éclairages, ajoutent des zones d'éclairage et reconfigurent la distribution en courant continu, souvent dans l'urgence. Chaque déconnexion et reconnexion présente un risque de confusion de polarité ou de raccord mal enfiché, et chaque minute d’arrêt liée à un changement d’éclairage représente une perte de production. Dans une serre remplie de câbles lourds qui se ressemblent tous après une saison d’utilisation, le câblage doit permettre de reconnaître immédiatement une connexion correcte et rendre difficile toute connexion inversée.

La solution : connecteurs et assemblages de câbles de la série CN adaptés à l'environnement des serres

Pour le câblage du micro-réseau de la serre, nous avons associé des connecteurs de stockage à enfichage de la série CN à des faisceaux de câbles pré-rassemblés en usine. La phase de définition des spécifications est tout aussi importante que le connecteur lui-même ; c’est pourquoi les deux ont été vérifiés par rapport à la tension du projet, aux courants continus et de crête, au cahier des charges des câbles et aux conditions d’humidité de la serre avant même qu’un mètre de câble ne soit coupé. L'EPC a reçu un kit de câblage, et non une boîte de pièces à assembler sur place.

• Verrouillage rapide et automatique, déverrouillage à l'aide d'une seule touche. Le loquet à encliquetage assure à chaque fois une connexion électrique et mécanique parfaite, avec une durée de vie nominale de plus de 500 cycles d'accouplement. Les zones d'éclairage peuvent être déconnectées pour être reconfigurées, puis reconnectées rapidement, sans nécessiter les outils requis pour une connexion vissée.
• Contacts à ressort à doigt pour courants élevés. Les contacts en cuivre pur T2Y plaqués argent sont dotés d'une conception à ressort en forme de doigt qui maintient une pression de contact stable sous une charge prolongée, ce qui permet de maintenir la résistance de contact à 0,5 mΩ ou moins (mesurée à 100 mA) sur les circuits principaux du CN10.
• Contrôle de la polarité intégré à la configuration. Les boîtiers « positifs » et « négatifs » se distinguent visuellement par leur couleur, et la configuration approuvée pour ce projet comprenait des demi-boîtiers à polarité contrôlée par clavette ; ainsi, un raccordement inversé ne peut tout simplement pas être réalisé. Dans un micro-réseau où les équipes travaillent entre deux cycles de culture et sous la pression du temps, cela permet d'éliminer l'erreur de câblage la plus coûteuse avant même qu'elle ne se produise.
• Options de raccordement pour les barres omnibus et les bornes. Les embouts à trou fileté, à vis, à écrou et à trou traversant s'adaptent directement aux barres omnibus des batteries, aux bornes des onduleurs et aux barres de distribution d'éclairage, grâce à des sorties de câbles pivotant à 360 degrés qui permettent un acheminement soigné des câbles dans les allées de maintenance exiguës.
• Assemblages coupés à longueur. Chaque tronçon est raccordé en usine et mesuré en fonction du plan du site. L'équipe sur place assemble les jonctions au lieu de sertir les câbles, ce qui réduit les interventions sous tension continue à l'intérieur de la serre.

Connecteurs de stockage de la série CN : intensité nominale par modèle

Le courant nominal constitue le point de départ naturel pour le câblage d’un micro-réseau de serre. La série CN couvre une plage de 70 A à 500 A en cinq tailles, jusqu’à 1 500 V CC ; le choix s’effectue donc en fonction du circuit. Les circuits de distribution de la batterie et de l’éclairage de 300 A sont raccordés au CN10 avec un câble de 95 mm². Pour les zones d’éclairage plus petites, on peut opter pour le CN08 avec un câble de 35 mm². Une seule gamme de connecteurs, un seul jeu d’outils, une seule liste de pièces de rechange pour l’ensemble de l’installation.

Caractéristiques techniques de la série (série CN)

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Ce que nous avons personnalisé

Il ne s'agissait pas d'une simple vente de connecteurs standard. C'est d'ailleurs rarement le cas pour le câblage des micro-réseaux de serres. Le client avait besoin d'un système de câblage adapté à la configuration de son site, et chacune des variables ci-dessous a été configurée avant la production.

• Configuration du câble. La longueur, la section des conducteurs, l'isolation, la couleur de la gaine, le rayon de courbure et le sens de pose doivent correspondre au schéma unifilaire et au plan de répartition de l'éclairage du site, les circuits positifs et négatifs devant être clairement distingués visuellement.
• Configuration des connecteurs. Modèle et intensité nominale, type de raccordement (trou fileté, vis, écrou ou trou traversant), affectation des paires de connexion polarisées à clavette et accessoires de protection.
• Qualité de l'assemblage. Raccordement en usine à l'aide d'outillage adapté, spécifications de couple documentées pour les raccords à vis et à écrou, et contrôle de chaque raccord avant l'emballage.
• Identification et conditionnement. Étiquettes de pièces, marquage des numéros de série ou des lots, plans d'assemblage et emballages spécifiques au projet, afin que l'équipe chargée de la réception puisse associer chaque kit à une section du schéma d'implantation.

Mode d'expédition

L'EPC a fourni le schéma unifilaire électrique, la liste des câbles et le plan de la serre. Notre ingénieur d'application a adapté les dimensions des connecteurs et les raccordements aux interfaces de la batterie, de l'onduleur et du réseau d'éclairage, puis a assemblé en usine les faisceaux de câbles à la longueur requise, en y joignant les étiquettes et les schémas d'assemblage correspondants. Les échantillons ont été expédiés trois jours après la validation du plan d'implantation, et le lot de production a suivi selon le calendrier convenu.

Ces quatre étapes s'appliquent également à votre projet :

1. Critique. Veuillez nous communiquer les spécifications électriques, l'interface des connecteurs, le schéma de câblage et le plan du site afin que nous puissions procéder à une première étude de faisabilité.
2. Exemple. Échantillons de prototypes en 3 jours ; outillage sur mesure en 20 jours.
3. Approuvé. Vérifiez la configuration, le plan, les étiquettes et la documentation correspondante avant le lancement de la production.
4. Livrer. Ensembles spécifiques à chaque projet, assortis d'exigences convenues en matière de contrôle, d'emballage et de livraison.

Résultats du projet

Les lots de câbles de distribution en courant continu ont été livrés avec des raccords à verrouillage à clé unique, des connexions terminées en usine et des paires de polarité à clé, le tout documenté conformément au schéma d'implantation du site. L'équipe sur place a assemblé les raccords sans sertissage sur site, et le contrôle de polarité a éliminé le risque d'inversion de polarité de leur liste de contrôle pour le changement de saison.

Nous ne publions les données spécifiques à un projet, telles que la durée d'installation, l'élévation de température mesurée et les intervalles de maintenance, que lorsqu'elles sont étayées par les dossiers du projet. Demandez le dossier de synthèse du projet sous réserve d'un accord de confidentialité (NDA).

Pourquoi le câblage de ce micro-réseau de serre résiste-t-il à une forte humidité ?

Un témoignage réel d'un client sera inséré ici, dès que l'entreprise horticole ou l'EPC en aura approuvé un.

Qualité et conformité

Les connecteurs de stockage d'énergie de la série CN utilisés dans ce projet sont certifiés conformes à UL 1977 et UL 4128, portent le marquage CE et sont conformes à la directive RoHS. Les documents de certification sont fournis pour chaque référence livrée. La norme UL 1977 s'applique aux connecteurs destinés à des applications d'alimentation électrique. La norme UL 4128 s'applique aux demi-connecteurs d'interconnexion entre cellules et entre niveaux pour les systèmes de batteries. Le marquage CE est conforme aux directives européennes applicables ; voir la Guide de la Commission européenne sur le marquage « CE ». PVLinkTech applique les normes de qualité IATF 16949, ISO 9001, ISO 13485 et ISO 14001.

À propos de la norme CEI 62619 dans le cadre de ce projet : La norme CEI 62619 concerne la sécurité du système de batteries au lithium à usage industriel utilisé dans ce micro-réseau, et non celle des connecteurs d’interconnexion. Le système de stockage par batterie du projet est conforme à la norme CEI 62619:2022. Notre offre comprend les connecteurs CC de la série CN ainsi que les faisceaux de câbles reliant la batterie, le système de conversion et le réseau de distribution d'éclairage. Voir Code IP pour savoir ce que couvre et ce que ne couvre pas l'indice de protection IP67.

Remarque technique : l'intensité nominale, l'élévation de température et l'indice de protection IP dépendent de la section finale du câble, des conditions ambiantes et de la conception globale du système. Les valeurs de résistance de contact indiquées sont celles figurant dans la fiche technique du produit, pour un courant d'essai de 100 mA. Veuillez confirmer la configuration approuvée auprès d'un ingénieur d'application.

Applications typiques

• Câblage d'un micro-réseau pour serres destiné à des sites agro-photovoltaïques associant des panneaux solaires installés sur le toit, un système de stockage par batterie et un éclairage LED des cultures, comme dans cet exemple agrivoltaïque configuration
• Circuits CC « batterie-onduleur » et « batterie-réseau de distribution » dans les micro-réseaux commerciaux et industriels
• Interconnexions à courant élevé pour les zones d'éclairage horticole à LED et la reconfiguration saisonnière de l'éclairage
• Câblage sur mesure à courant élevé destiné aux équipementiers (OEM) spécialisés dans les systèmes de stockage d'énergie, aux maîtres d'œuvre (EPC) de serres et aux intégrateurs
• Kits de câblage de remplacement et d'entretien pour les micro-réseaux et les systèmes d'alimentation électrique de serres déjà installés

Périmètre : cette étude de cas porte sur les connecteurs d'alimentation et les assemblages de câbles sur mesure, et non sur la fourniture d'un système complet de stockage d'énergie par batterie.

Autres études de cas

• Câblage de l'armoire BESS — 5 MW/10 MWh, Allemagne
• Connecteurs solaires flottants : projet de 120 MW en Indonésie
• Solutions de raccordement pour installations photovoltaïques
• Solutions de raccordement pour le stockage par batterie

Ryan

Blogueur technique et expert du secteur

Je pense que le véritable savoir-faire ne doit pas se limiter à l'atelier. À travers mon blog, je partage des informations sur le secteur et je traduis des normes industrielles complexes en solutions techniques claires et pratiques — aborder la technologie par écrit et garantir la qualité de la production.