Module 2: Notions de base en électricité solaire – Part 1

Cours sur l’énergie solaire photovoltaique

Module 2: Notions de base en électricité solaire

Première partie

A/ Introduction

L’énergie solaire photovoltaique est une grande opportunité pour les populations africaines, surtout celles des zones rurales, de disposer à moindre cout et à court délai, d’une source d’électricité adaptée à leurs besoins et moyens. C’est l’une des raisons pour lesquelles beaucoup de pays africains placent aujourd’hui les projets d’électrification rurale sur la liste de leurs projets prioritaires.

Ainsi, on comprend facilement l’opportunité, pour les jeunes et les personnes qui cherchent à changer de métiers, de se créer assez facilement un emploi durable, surtout lorsqu’on considère que n’importe qui peut facilement installer un système solaire pouvant apporter le minimum d’électricité pour couvrir les besoins électriques basiques d’un ménage africain, à savoir l’éclairage, la charge de téléphone, ou encore la radio.

Seulement, pour travailler avec l’électricité solaire, il faut, en plus de connaitre les dangers et risques associés à ce travail et les moyens de les prévenir ou de les éliminer complètement, aussi comprendre les notions de base de l’électricité et les termes les plus couramment utilisés dans le domaine.

Ce n’est qu’avec ces deux conditions essentielles qu’on peut mieux comprendre le fonctionnement et le rôle de chaque élément d’une installation solaire, et savoir fournir aux utilisateurs une électricité solaire qui soit abordable, disponible, et sans soucis.

Dans ce second module sur l’énergie solaire photovoltaïque, nous reprenons, de façon très élémentaire et facile à comprendre, les bases générales de l’électricité telles que les atomes et les électrons dans la matière. Ensuite, nous décrivons le circuit électrique de base et les termes qui vont avec. Pour finir, nous présentons l’organisation générale d’une installation électrique ainsi que quelques montages simples et courants.

B/ La matière et l’électricité à la base

La matière est tout ce qui peut être touché par opposition à l’esprit qui est insaisissable. Un matériau est toute matière de base qui sert à fabriquer un objet qu’on appelle matériel.

On considère 4 grandes familles de matière: Les métaux, les polymères, les céramiques, et les composites.

Les métaux étant la famille de matière la plus utilisée en électricité, il convient de noter qu’il en existe 2 sous-familles:

* Les métaux ferreux: ce sont tous les métaux qui comportent seulement ou une plus grande proportion de fer dans le mélange (exemple de la fonte, des aciers, etc);

* Les métaux non ferreux: Ce sont tous les métaux qui ne comportent pas ou très, très peu d’ajout de fer (cuivre, aluminium, or, argent, et leurs alliages etc).

B-1/ Les atomes et leurs électrons dans la matière

Toute matière est faite de particules microscopiques (on ne peut les voir à l’œil nu) qu’on appelle ATOME. L’atome à son tour est constitué d’un noyau et d’ELECTRONS qui sont mobiles autour du noyau de l’atome (imaginez une mangue avec la chair tout autour du noyau qui est à l’intérieur)

Les électrons d’un atome sont rangés par couches successives du noyau vers l’extérieur. C’est le déplacement de ces électrons de la couche extérieure entre les atomes qui crée le courant électriques (si on reprend notre mangue, vous ne mangez que la chair de la mangue – et la peau si vous voulez - et vous jetez le noyau, à moins que vous ne soyez fermier…).

Notons que selon les atomes d’un matériau peuvent laisser plus ou non leurs électrons se déplacer vers d’autres atomes (Ici, prenons l’exemple des maisons - atomes - qui peuvent laisser ou pas leurs enfants – électrons – aller ou non dans d’autres maisons).

Selon que les atomes (maisons) d’un matériau laissent plus ou moins leurs électrons (enfants) se déplacer vers d’autres atomes (maisons), on classe les matériaux en 3 groupes :

* Les matériaux conducteurs: les atomes laissent librement et facilement leurs électrons se déplacer, favorisant le passage du courant électrique. (maisons sans clôtures)

* Les matériaux semi-conducteurs: Les atomes laissent seulement leurs électrons se déplacer à certaines conditions (maisons avec clôtures où les enfants peuvent sortir s’ils ont été sages)

* Les matériaux isolants: Les atomes ne laissent pas leurs électrons se déplacer. (maisons avec clôtures barbelées, et portail avec sentinelle…)

B-1/ Quelques termes utiles

Pour bien comprendre l'électricité, il faut d'abord connaitre les termes qui y sont utilisés, les symboles qui les représentent, et leurs unités.

* L'électron: c'est l'élément qui transporte l'énergie électrique d'un endroit à un autre. S'il n'y'a pas déplacement d'électron, il n'y'a pas d'électricité;

* Le courant électrique appelé aussi intensité (I): c'est la quantité d'électrons qui passe dans un fil à un moment donné. Il s'exprime en ampère (A);

* La tension (T) appelée aussi différence de potentiel (ddp) ou force électromotrice (FEM): c'est la force qui oblige les électrons à quitter un endroit pour aller dans un autre. Elle s'exprime en volt (V).

En prenant l’exemple des humains, faut comprendre ici que c’est la raison qui fait qu’une personne va se déplacer d’un lieu à un autre (la peur, l’argent, un intérêt qu’elle seule connaît…)

* La résistance (R: c'est tout ce qui empêche les électrons de se déplacer d'un endroit à un autre. Elle s'exprime en ohm (Ω);

En entreprenariat, on peut comparer la résistance à tout ce qui va empêcher la marche vers la réussite (les peurs, le manque de moyens, les frustrations, les diverses charges, les trahisons,…).

* La puissance (P): c'est la rapidité avec laquelle les électrons transportent l'énergie électrique d'un point à un autre. Elle s'exprime en watt (W);

En prenant l’exemple d’un conducteur de moto-taxi (motorman, zemidjan, clando, benskineur, boda-boda,…), sa puissance ici signifie sa rapidité à transporter un nombre donné de clients d’un point à un autre. Plus le nombre est grand, plus ce mototaxi est puissant.

* L'énergie (E): c'est le résultat du déplacement des électrons pendant un temps donné. C'est aussi le travail réalisé par ces électrons pendant ce temps-là. Elle s'exprime en wattheure (Wh);

Toujours avec l’exemple du moto-taxi, l’énergie c’est le nombre de personnes transportées ou le montant d’argent gagné pendant une période donnée (une heure, une journée, un mois,…).

* La fréquence (F): c'est le nombre d'aller-retour que font les électrons entre la borne négative et la borne positive d'une source d'énergie électrique dans une seconde. Elle s'exprime en hertz (Hz). Ceci n’est applicable qu’au courant alternatif qui sera expliqué plus tard.

* La section: c'est la taille normalisée d'un fil qui conduit de l'électricité. Elle s'exprime en millimètre carré (mm2). Les sections sont dites normalisées car leurs valeurs sont réglementées.

Un exemple pour illustrer la section des conducteurs est la largeur des routes et rues dans nos villes. On comprend bien avec notre utilisation de ces voies nos dégâts avec les fils électriques…

* Le temps: c'est la période pendant laquelle une activité se passe. Elle s'exprime en seconde (s) mais peut aussi s'exprimer en heure (h).

Une notion qui n’a pas besoin d’exemple puisque tout le monde «lit l’heure» un jour ou l’autre…

* La capacité: c'est la taille de l'espace dans la batterie qui peut garder de l'énergie électrique pour la restituer plus tard. Elle s'exprime en ampère-heure (Ah);

Pour cet exemple, le magasin ou le grenier d’un cultivateur du village peut servir d’exemple. Plus celui-ci est grand, plus on peut y stocker de produits du champ.

C/ Le circuit électrique

C-1/ Le circuit électrique de base

La notion de circuit électrique de base est une notion très simple mais qui n’a pas toujours été correctement expliquée à un bon nombre d’electriciens de métiers (techniciens et ingénieurs). Ce qui fait que, même s’ils peuvent faire tous les calculs les plus complexes et produire des schémas les plus élaborés, ces derniers ont parfois des difficultés, surtout en situation de maintenance.

 En effet, tout système électrique quel qu’il soit (un circuit d’éclairage, l’alimentation électrique d’un immeuble, le système de production et de distribution d’une ville ou d’un pays), peut être ramené à un circuit électrique de base, appelé aussi circuit élémentaire.

Il suffit pour cela de savoir le rôle que joue chaque composant du système afin de regrouper tous ceux qui jouent le même rôle pour ramener l’ensemble sous une forme basique ne comportant que quatre éléments.

C’est une astuce est très utile, surtout en diagnostic de systèmes un peu complexes, lorsqu’il est difficile «seulement «remplacer une à une toutes les pièces jusqu’à ce qu’on trouve la pièce fautive». Cela est faisable et se fait même souvent, mais le coût et le temps nécessaires ne se justifient pas toujours.

Un circuit électrique élémentaire se compose de quatre (4) éléments: la source d’énergie, le conducteur, l’interrupteur, et la charge.

Nous prendrons l’exemple simple d’une famille africaine (père, mère, enfants, et tout le bazar) pour expliquer au fur et à mesure ces éléments.

* La source d'énergie: elle seule DONNE de l'électricité au circuit. Cette source peut être le fournisseur électrique national (SNE, ENEO, etc), un groupe électrogène, un panneau solaire photovoltaïque, une batterie, une pile...etc.

Avec notre exemple de la famille, ici la source d’énergie c’est la personne qui travaille pour apporter de quoi nourrir la famille (le père, la mère, un des enfants, ou tous)

* Le conducteur: c'est tout ce qui CONDUIT l'électricité à travers le circuit. C'est donc le chemin qui peut être un fil de connexion en cuivre, un objet métallique qui relie deux appareils, le corps humain lorsqu'il touche un fil nu alimenté...

Ici, le conducteur représente le chemin et les trajets que la personne qui travaille va suivre pour aller et revenir du travail (la rue, la route, les moyens de transports, etc…)

* L'interrupteur: c'est tout ce qui ARRÊTE/permet le passage de l'électricité dans le circuit. Cela peut être un simple interrupteur de commande d'une ampoule, un disjoncteur, un contacteur, ou une panne.

Ici aussi, l’interrupteur représente tout ce qui peut empêcher ou arrêter la personne qui travaille d’aller et de revenir du travail (une panne des moyens de transport, un embouteillage, un barrage routier, une maladie, un accident, une escale technique, les ennemis, les sorciers du village, ceux du village voisin etc…)

* La charge: c'est tout ce qui CONSOMME l'électricité dans le circuit. Une charge peut être une ampoule, un téléviseur, ventilateur, chargeur de téléphone, ou même les pertes dans le circuit.

Dans notre exemple de la famille africaine, la charge représente tous ceux qui sont pris en charge grâce au salaire de la personne qui travaille (le père, la mère, les enfants, les cousins, les neveux, les tantes, les oncles, les grands-parents, les amis, la belle famille, etc…)

C-2/ Le sens du courant électrique

 Généralement, on considère que le courant électrique dans un circuit a deux sens, le sens électronique et le sens conventionnelle.

 * Le sens électronique: C’est le sens du déplacement des électrons, qui vont de la borne négative (-) de la source à sa borne positive (+).

Comprenons bien que le mot électronique vient du mot électron, donc ici on parle bien du déplacement des électrons (charges négatives) qui vont sortir de la borne négative (- moins) et seront attirés par la borne positive (+ plus) et vont se déplacer vers cette borne (+ plus)

* Le sens conventionnel: il est simplement opposé au sens électronique, donc va de la borne négative (-) de la source à sa borne positive (+).

Comme c’est dit assez clairement, le sens conventionnel est le sens opposé au sens de déplacement des électrons. Si vous voyez les électrons entrer dans votre maison, votre sens conventionnel c’est de sortir de votre maison. Aussi simple que ça.

 NB: Dans la plupart des cas, c'est le sens conventionnel qui est le plus utilisé.

L’explication est simple: les humains aiment plus croire aux choses qu’ils veulent ou qu’ils peuvent voir (avec leurs propres yeux). Comme les électrons ne sont pas visibles et qu’ils ont déjà dit avant que le courant était dans ce sens, je vous laisse deviner la conclusion.

 Autre chose. Il se dit, et ne me demandez pas la source, que le sens conventionnel a été conservé malgré qu’on ait découvert que c’est faux pour respecter une coutume universelle si chère à l’Afrique: le respect des ainés. Alors, à bon entendeur…

   C-3/ Les normes électriques

L’électricité solaire, spécialement celui des systèmes autonomes domestiques, reste dans la majorité des cas dans le domaine de la base tension ou de la très basse tension (pas de panique, ces termes seront expliqués dans le prochain module sur la production électrique).

En l’absence de normes propres aux pays africains (jusqu’à preuve du contraire), les normes électriques qui sont les plus en usage et en vigueur en électricité solaire sont les normes françaises (NF - normes françaises), anglaises (BS – British Standards) et américaines (NEC – National Electrical Codes).

 Dans ce cours sur l’énergie solaire photovoltaïque, nous utilisons les normes françaises. Les normes électriques en basse tensions qui sont généralement utilisées sont NF C 14-100 et NF C 15-100.

* NF C 14-100: c'est la norme pour les installations de branchement à basse tension. Elle fixe les conditions techniques dans auxquelles doivent satisfaire les distributions d’énergie électrique.

* NF C 15-100: c'est la norme pour les installations électriques à basse tension. Elle est la plus connue des normes en électricité car très utilisée par les électriciens de bâtiment.

 C-4/ Le courant continu et le courant alternatif

L’énergie électrique est utilisée en pratique sous deux formes: en courant continu et en courant alternatif.

* Le courant continu: c'est le courant électrique qui est fourni par les piles, les batteries, les panneaux solaires photovoltaïques.

On l'appelle ainsi car ce courant ne change pas de sens. Les électrons quittent toujours un côté de la source d’énergie (la borne négative (le côté -, moins) pour se déplacer vers la borne positive (+, plus). Là, ils entrent dans la source pour prendre de la force avant de sortir de nouveau et aller faire le travail.

Les tensions que l’on retrouve souvent en courant continu sont: 1,5V, 3V, 6V, 9V, 12V, 24V, 48V, 72V, 96V, etc...

Notons qu’on peut aussi obtenir du courant continu à partir de l’alternatif en utilisant un convertisseur de tension (le chargeur de votre telephone portable par exemple).

Etant donné que le phénomène de déplacement des électrons dans un circuit n’est pas souvent très bien compris par beaucoup d’electriciens, nous allons donner un exemple de la vie courante pour bien expliquer cela.

Prenons une maison (source d’énergie) possédant un point d’eau et disposant de deux portes avec chacune une sentinelle. Des employés de la maison (électrons) sortent par une porte (borne -, moins) et vont livrer de l’eau (électricité) dans des seaux chez les clients (charges) avant de revenir s’approvisionner, par l’autre porte (borne +, plus) au point d’eau de la maison, et ainsi de suite.

En courant continu, les employés sortent toujours par la porte du côté de la borne négative marquée (-) et rentrent toujours par la porte du côté de la borne positive marquée (+). On ne peut sortir de la maison que d’un côté et on ne peut rentrer que par l’autre. Cela ne change pas et reste tel pour le business dans cette maison-là.

* Le courant alternatif: c'est le courant électrique du groupe électrogène, de la societé publique d'électricité (secteur), ou d'une éolienne.

On l'appelle ainsi parce que le sens de déplacement des électrons change (alterne) selon une fréquence (temps) donnée.

En réalité, en courant alternatif, les électrons ne se déplacent pas vraiment car, à peine ils font quelques pas pour aller de la borne négative (côté -, moins) à la borne positive (côté +, plus) que la source change la position de ses bornes. Les électrons décident alors de faire demi-tour pour suivre le changement et font encore quelques pas dans l’autre sens et, voilà la source qui change encore ses bornes.

Fatigués, les électrons vont alors décider de jouer le jeu de la source d’énergie. Au départ, ils sortent sagement de la borne négative et dès que la source commence son cinéma, ils restent sur place et se balancent seulement dans selon le sens de la borne positive. Ce mouvement d’ensemble répétitif de tous les électrons du circuit est ce qu’on appelle vibration. Ainsi, c’est la vibration des électrons qui transporte l’énergie et non leur déplacement réel.

Les tensions alternatives usuelles sont: 110V, 220V, 400V, etc...

 Reprenons notre exemple du business de l’eau. En courant alternatif, les employés commencent aussi leur travail en sortant par la borne connue comme négative (non marquée). A peine les premiers ont fait quelques pas dehors avec leurs seaux, suivis par les autres, que la sentinelle leur dit qu’ils doivent faire demi-tour et aller dans l’autre sens. Ils se retournent donc et veulent marcher que la même sentinelle leur dit qu’il s’est trompé et que c’est maintenant l’ancien sens qui est bon.

Entre-temps, il y’a d’autres employés qui attendent dehors à l’autre porte pour entrer chercher l’eau avec leurs seaux. Lorsque leurs collègues qui avaient déjà l’eau sont sortis par l’autre porte, ils ont commencé à rentrer eux aussi. A peine quelques-uns sont entrés pour remplir leurs seaux que leur sentinelle leur dit qu’ils doivent maintenant ressortir par cette même porte car le sens du travail a changé. Ils prennent alors leurs seaux et vont pour sortir quand la même sentinelle, en accord avec l’autre, leur fait savoir qu’il s’est trompé et qu’il faut refaire demi-tour. Et ainsi de suite

 Fatigués de faire du surplace, les employés, qui savent qu’on les paye selon la quantité d’eau reçue par les clients, ont trouvé une astuce pour transporter l’eau malgré le désordre des sentinelles. Ainsi, chaque jour avant le début du travail, ils se mettent en ligne du point d’eau, en passant par chez les clients, jusqu’à nouveau au point d’eau à la maison. Lorsque le signal de démarrage est donné, les employés qui sont à l’intérieur remplissent les seaux et les passent simplement à ceux qui sont devant eux au rythme des ordres et contre-ordres des sentinelles

Les seaux pleins d’eau sortent toujours du même côté (phase) et ceux vident rentrent toujours du même côté (neutre). Personne ne bouge vraiment si ce n’est un mouvement pour prendre un seau et le passer au camarade suivant. Tout le monde est content: les employés sont payes pour la livraison d’eau et les sentinelles continueront à se dire qu’ils se paient bien la tête des employees.

 C-5/ Courant alternatif monophasé et courant altenatif triphasé

 La distribution du courant électrique alternatif se fait généralement en monophasé (appelé aussi le 2 fils) ou en triphasé (appelé aussi le 4 fils).

C-51/ Le courant monophasé

Il est délivré par deux fils, la phase et le neutre. Un troisième fil (vert/jaune) peut s'y ajouter pour la protection (mise à la terre).

* La phase: c’est le conducteur qui apporte l’énergie électrique de la source jusqu’à la charge, c’est-à-dire l’utilisation. La couleur de la gaine de ce conducteur peut être rouge ou toute autre couleur SAUF LE BLEU ET LE VERT JAUNE.

En utilisant notre exemple du transport de l’eau, on peut dire que la phase est le chemin qui permet de convoyer les seaux remplis d’eau de la source dans la maison jusqu’à chez les clients.

* Le neutre: c’est le conducteur qui permet de relier la charge à la source pour que le circuit soit fermé. La couleur de la gaine de ce conducteur est TOUJOURS BLEUE (ceci est la norme).

En reprenant le même exemple du transport de l’eau, le neutre est donc le chemin qui permet aux seaux, vidés de leur eau chez les clients, d’être retournés à la maison pour être remplis encore.

Notons que le monophasé convient surtout aux petits consommateurs d'électricité (maisons, petits commerces, etc...).

* Le fil de protection: C’est le fil qui permet d’envoyer l’énergie électrique à la terre en cas de contact accidentel d’un fil conducteur (phase ou neutre) avec la carcasse de l’appareil (danger d’électrisation ou d’électrocution pour les usagers). La gaine de ce fil est de couleur VERT/JAUNE, c’est-à-dire, Il y’a sur le fil deux traits de couleur verte et jaune (ceci est la norme).

Notons que la carcasse de la source d’énergie est aussi connectée à la terre par un fil de terre. Ce qui fait que les carcasses de la charge et de la source d’énergie sont reliées entre elle par la terre, permettant à toute énergie non utilisée de repartir, en toute sécurité, à la source.

Le fil de terre NE DOIT NORMALEMENT PAS ETRE SOUS TENSION (conduire de l’électricité) sauf en cas de problème. Il devient seulement conducteur le temps de faire son travail de protection.

Avec toujours l’exemple de la vente d’eau, le fil de protection est comme une rigole par laquelle, si un seau plein glisse de la main d’un employé et que l’eau qu’il contient se verse à terre, cette eau repartira jusqu’à la source sans causer de boue partout. On comprend bien ici que les employés ne vont pas volontairement verser l’eau à terre, puisqu’on les paie sur le résultat, et que la rigole permet de minimiser les problèmes en cas d’accident.

C-52/ Le courant triphasé

 Il est délivré par quatre fils (3 fils pour chacune des 3 phases et un fil pour le neutre toujours bleu). On y ajoute souvent le fil de la protection de terre (vert/jaune) peut s'y ajouter.

* Les 3 fils de phase: ce sont trois conducteurs séparés qui apportent l’énergie électrique de la source jusqu’à la charge. leurs gaines peuvent de toute autre couleur SAUF LE BLEU ET LE VERT JAUNE.

* Le neutre: c’est LE CONDUCTEUR qui permet de relier la charge à la source pour fermer le circuit. Même s’il y’a trois fils de phase en triphasé, il n’y’a QU’UN SEUL FIL DE NEUTRE. Cela est largement suffisant puisque qu’une bonne partie de l’énergie électrique est déjà utilisée dans les charges et qu’il faut juste refermer le circuit.

En prenant encore notre exemple de la vente d’eau, disons que le triphasé est nécessaire lorsqu’il y’a beaucoup de clients ou que certains clients demandent beaucoup d’eau. Pour les satisfaire rapidement, on met en place 3 lignes d’employees pour apporter les seaux pleins d’eau vers chez les clients. Lorsque les seaux sont vident, elles pèsent moins et une seule ligne de neutre peut suffire pour les rapporter jusqu’à la source à la maison pour le remplissage.

Notons que le triphasé est utilisé pour la fourniture d’électricité aux gros consommateurs (usines avec grands moteurs et de multiples circuits, etc...)

C-53/ Les domaines du courant alternatif

La plupart des installations domestiques et agricoles en électricité solaire se trouvent dans les domaines de la basse tension. On peut cependant, dans les cas de grandes centrales, se retrouver dans les domaines de la moyenne tension et de la haute tension, ce qui n’est pas souvent le cas lorsqu’on commence dans l’électricité solaire.

Les domaines de tension que l’on rencontre le plus souvent sont donc:

* TBT: Très basse tension: inferieure à 50V AC, ou 120V DC.

* BTA: Basse tension A: située entre 50V et 500V AC ou entre 120V et 750V DC.

* BTB: Basse tension B: située entre 500V et 1.000V AC ou 750V et 1.500V DC.

C-6/ Quelques formules utiles

* U = I x R: (loi d'Ohm): C’est une loi que tout électricien digne de ce nom ne peut ignorer. Elle dit que si une charge consomme un courant I, en multipliant ce courant I par sa résistance R, on trouve la tension U à ses bornes (extrémités).

Simplement dit, cela veut dire que si vous voyez un membre de votre famille sortir sous la pluie et en pleine nuit (résistance), aller acheter à manger avec votre argent (courant), vous trouverez la raison (tension) de son acte.

* P= U x I: Si on multiplie le courant I qui circule dans une charge par la tension U à ses bornes, on a la puissance P qu'elle consomme.

Ici, c’est que si on connait le nombre de jours pendant lesquels une personne n’a pas mangé (tension) et le montant d’argent (courant) qu’elle a pris, on peut facilement savoir la taille de son ventre au retour.

 * P = R x I2 (I au carré): c'est la formule de l'effet joule qui est dérivée de la formule de la puissance. Elle sert à estimer les pertes en ligne.

Si vous envoyez un grand montant d’argent (courant) par l’intermédiaire d’une personne très cupide (résistance), vous savez déjà vos pertes.

D/ Les types de branchement

En électricité, on peut être amené à associer plusieurs sources d’énergie entre elles afin d’avoir une puissance capable de fournir l’énergie nécessaire a un ensemble de charge. Pour faire cette association, selon le travail que l’on veut que ces sources réalisent ensemble, il y’a plusieurs manières de les relier.

Les 3 types de branchements les plus souvent rencontrés sont: le branchement en série; le branchement en parallèle, et le branchement série-parallèle (ou parallèle-série, c’est selon).

D-1/ Le branchement en série

On utilise ce type de branchement lorsqu’on veut avoir une source d’énergie commune délivrant le même courant que chacune des sources mises ensemble mais sous une plus grande tension (généralement la somme des tensions des sources associées). Notons que les sources d’énergie à associer DOIVENT AVOIR, TOUTES, LE MEME COURANT NOMINAL.

* Procédure pour brancher plusieurs sources d’électricité en série: on commence d’abord avec une source dont on connecte la borne positive (+) à la borne (-) de la source suivante. Ensuite on prend la borne (+) restante de cette dernière pour la connecter à la borne (-) d’une autre et ainsi de suite jusqu'à connecter toutes les sources du circuit). A la fin, on considère les 2 bornes négative (-) et positive (+) restantes comme les deux bornes de la source commune obtenue.

Notons qu’en branchement série, les tensions des sources s'ajoutent alors que le courant qui les traverse est le même.

D-2/ Le branchement en parallèle

Lorsqu’on veut avoir une source d’énergie commune délivrant un courant plus grand que celui d’une seule source (généralement la somme des courants des sources associés) mais sous une même tension que celle de chaque source. Notons que les sources d’énergie à associer DOIVENT AVOIR, TOUTE, LA MEME TENSION NOMINALE.

* Procédure pour brancher plusieurs sources d’électricité en parallèle: C’est assez simple car il suffit simplement de relier les bornes positives (+) de toutes les sources d’électricité entre elles pour former la borne positive (+) commune. Ensuite, on relie les bornes négatives (-) de toutes les sources entre elles pour former la borne négative (-) commune.

Notons qu’en parallèle, la tension globale reste la même tandis que le courant commun est la somme des courants de toutes les sources.

 D-3/ Le branchement série-parallèle.

On utilise un tel branchement pour obtenir une source d’énergie commune avec un courant plus fort et une tension plus élevée qu’on n’en obtiendrait avec seulement un branchement en série ou en parallèle. C’est donc simplement une association des branchements série et parallèle.

Selon les cas et les besoins, on trouve les configurations suivantes:

* deux ou plusieurs branchements en série sont ensuite reliés en parallèle entre eux;

* deux ou plusieurs branchements en parallèle sont ensuite reliés en série entre eux.

Notons qu’ici aussi, les sources d’énergie à associer en série doivent respecter les conditions du même courant nominal et celles à associer en parallèle doivent aussi respecter les conditions de la même tension nominale.

E/ La section normalisée des câbles électriques

Les câbles électriques utilisés en électricité sont de différentes tailles selon leur utilisation, c’est-a-dire la quantité de courant qu’ils doivent transporter et la tension électrique sous laquelle ils seront soumis.

Notons cependant, que la variation de taille n’est pas linéaire mais se fait selon une règle stricte et bien définie. C’est pour cela qu’on parle de valeur normalisée des câbles électriques. Cette normalisation permet à differents fabricants de fournir des câbles qui peuvent travailler ensemble sans soucis.

Voici quelques valeurs normalisées de câbles couramment utilisés en électricité solaire:

·        1 mm2

·        1.5 mm2

·        2.5 mm2

·        4 mm2

·        6 mm2

·        10 mm2

·        16 mm2

·        25 mm2

·        35 mm2

·        50 mm2

·        70 mm2

·        95 mm2

 Notons que les câbles viennent sous diverses formes. On trouve:

* Des câbles rigides: monobrins ou multibrins. Ils sont le plus souvent utilisés pour le courant alternatif car l’énergie

* Des câbles souples: monobrins ou multibrins. Ils sont le plus souvent utilisés pour le courant continu.

* Fin de la première partie du module 2 *