Comment sélectionner un parafoudre pour les systèmes solaires photovoltaïques (Guide IEC 61643)

L'investissement à long terme dans les systèmes photovoltaïques assure des décennies d'énergie propre et fiable. L'un des trois aspects les plus souvent négligés, mais pourtant les plus dommageables, est…Oui Les systèmes photovoltaïques sont particulièrement vulnérables aux surtensions causées par la foudre ou les perturbations du réseau. Ces surtensions peuvent engendrer des réparations coûteuses, des arrêts de production imprévus et, dans certains cas, l'annulation des garanties sur les équipements critiques non protégés.

Dispositifs de protection contre les surtensions (DPS) Le parafoudre constituera la première ligne de défense pour protéger les systèmes photovoltaïques (PV) contre les surtensions. Lorsqu'il est correctement sélectionné et installé, le parafoudre approprié protège le système PV, y compris les panneaux solaires, les onduleurs et les batteries, contre les dommages et répond à toutes les normes applicables, notamment la CEI 61643-11Voici un résumé de tout ce que vous devez savoir sur les SPD, notamment comment réduire les risques, augmenter le retour sur investissement et assurer le fonctionnement fiable de votre système photovoltaïque (PV).

Dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) : essentiels pour la protection des systèmes photovoltaïques (PV).

Les systèmes photovoltaïques sont soumis à des tensions élevées en courant continu (CC) côté solaire et en courant alternatif (CA) côté réseau. Par conséquent, ils sont très sensibles aux surtensions électriques. Les principaux types de surtensions affectant les systèmes photovoltaïques sont les suivants :

• Coups de foudre directs ou indirects : Même lorsque la foudre ne touche pas ou ne se trouve pas à proximité des panneaux photovoltaïques, les champs électriques générés peuvent provoquer des surtensions transitoires sur ces panneaux, ce qui pourrait entraîner des transitoires de haute tension se propageant directement dans les câbles CC jusqu'à l'onduleur.
• Commutation du réseau et transitoires de charge : Les systèmes photovoltaïques sont également exposés à des risques de surtensions sur le réseau électrique ou lors de la mise en marche ou de l'arrêt de gros appareils électriques, ce qui peut endommager l'équipement CC et le réseau électrique connecté à l'onduleur.

Les dispositifs de protection contre les surtensions (DPS) assurent la protection en redirigeant l'énergie électrique transitoire vers la terre, empêchant ainsi les surtensions dangereuses d'atteindre votre équipement et de l'endommager.

CEI 61643-11 : Norme internationale relative aux dispositifs de protection contre les surtensions photovoltaïques (SPD)

Lors du choix d'un dispositif de protection contre les surtensions (DPS) pour un système photovoltaïque, il est essentiel de respecter la norme CEI 61643-11. Cette norme spécifie les exigences de performance et de sécurité des DPS installés dans les réseaux de distribution basse tension. Pour déterminer le type de DPS le plus adapté à votre système, veillez à prendre en compte les paramètres suivants :

• Niveau de protection contre les surtensions (vers le haut) : Tension maximale admissible au niveau du dispositif connecté, provenant du parafoudre. Pour protéger les appareils sensibles, tels que les onduleurs, la tension Up doit être aussi basse que possible (idéalement 2,5 kV ou moins).
• Courant de décharge nominal (en pouces) : Courant de décharge maximal admissible pour un parafoudre lors de surtensions multiples. Plus le courant nominal est élevé, plus le parafoudre est résistant.
• Tension de fonctionnement continue maximale (Uc) : La tension de fonctionnement continue maximale d'un SPD doit pouvoir supporter la tension en circuit ouvert maximale du système lui-même (par exemple, Voc).
• Type de SPD : Les parafoudres sont classés en types 1, 2 ou 3 en fonction du type de système électrique protégé et du niveau de protection nécessaire.

Choisir un parafoudre qui a été testé et approuvé selon la norme IEC 61643-11 garantit que le parafoudre a été testé dans des conditions réelles pour ses performances, ce qui est extrêmement important pour les systèmes photovoltaïques solaires commerciaux et industriels.

Étape 1 : Évaluer les risques de surtension CA et CC de votre système photovoltaïque

Les systèmes photovoltaïques présentent deux zones de vulnérabilité, et une solution appropriée est nécessaire pour chacune d'elles.

Côté DC (Du champ photovoltaïque à l'onduleur) : Les champs photovoltaïques sont exposés aux intempéries, notamment à la foudre, qu'elle soit directe ou indirecte. Un parafoudre CC doit avoir une tension en circuit ouvert maximale (Voc) correspondant à celle du champ photovoltaïque et résister aux décharges de haute énergie et aux conditions extérieures.

Côté AC (De l'onduleur au réseau) : En raison des surtensions du réseau et des impacts de foudre, la section du système située entre l'onduleur et le réseau peut également être exposée à des surtensions. Une coordination avec les dispositifs en amont, tels que… Disjoncteur miniatureLe choix des disjoncteurs (MCB) est crucial, tout comme l'adaptation des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) à la tension nominale du réseau.

Étape 2 : Choisir le type de SPD approprié

Il existe trois principaux types de parafoudres pour assurer le meilleur degré de protection contre les surtensions à différents points d'une installation électrique :

SPD : Pour la plupart des systèmes photovoltaïques raccordés au réseau, il est recommandé d'installer au minimum un parafoudre de type 2 côté courant alternatif et côté courant continu. Dans les zones à risque élevé ou moyen, il est conseillé d'ajouter un parafoudre de type 1 au point de raccordement du système photovoltaïque.

Étape 3 : Spécifications techniques à prendre en compte

Lors du choix d'un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) pour votre système photovoltaïque solaire, vous devez porter une attention particulière aux spécifications suivantes :

1. Pour Protection contre les surtensions des systèmes CC

• Tension de fonctionnement continue maximale (Uc) : La Uc doit être égale ou supérieure à la tension en circuit ouvert CC la plus élevée (Voc) du système donné ; par conséquent, si vous avez un système de 1 000 V CC, vous aurez besoin d'un SPD d'une capacité d'au moins 1 200 V CC.
• Polarité : Le parafoudre doit être polarisé pour correspondre à l'équipement/système (c'est-à-dire que les bornes positive et négative doivent être alignées).
• Temps de réponse: Choisissez des parafoudres avec un temps de réponse

2. Pour la protection contre les surtensions CA

• Tension nominale (Un) : Faites correspondre cette valeur à la tension de votre réseau électrique, par exemple 230/400 V CA.
• Valeur de tenue au court-circuit (Iscw) : assurez-vous qu'elle corresponde au courant de défaut disponible (AFC).
• Coordination avec les disjoncteurs : assurer la compatibilité entre le parafoudre et les disjoncteurs en amont.

3. Considérations environnementales

• Indice de protection contre les infiltrations : IP65 ou supérieur pour les installations extérieures.
• Plage de températures de fonctionnement : de -40 °C à +85 °C.
• Boîtier durable : résistant aux UV et aux intempéries.

Étape 4 : Éviter les erreurs courantes de sélection des SPD

En tant que propriétaire/exploitant d'un système photovoltaïque, un petit investissement dans l'achat de parafoudres adaptés contribuera à assurer son succès à long terme. Voici cinq erreurs courantes à éviter lors du choix d'un parafoudre pour votre système photovoltaïque :

• Utilisation d'une tension nominale incorrecte : assurez-vous de vérifier que la tension nominale du parafoudre correspond à la tension en circuit ouvert (Voc) du système.
• Absence de clarification de la coordination avec un MCB : vérifiez que le SPD et le MCB ont été testés ensemble afin d’éviter les risques inutiles.
• Ne pas installer de parafoudre côté CC du système : le champ photovoltaïque est très sensible aux surtensions ; les parafoudres CC devraient être votre priorité absolue lors de l’installation.
• Utilisation d'appareils non certifiés : évitez les appareils non testés qui ne sont pas conformes à la norme IEC 61643.
• Absence de mise à la terre : assurez-vous que le parafoudre est connecté à un système de mise à la terre à faible impédance.

Liste de vérification finale avant l'achat d'un parafoudre pour votre système photovoltaïque solaire

Avant d'acheter un parafoudre pour votre système photovoltaïque solaire, assurez-vous qu'il réponde aux critères suivants :

• Le SPD doit être conforme à la norme IEC 61643-11.
• Le parafoudre doit avoir la même tension nominale pour les côtés CC et CA de votre système photovoltaïque.
• Le SPD doit avoir le type de protection approprié (types 1, 2 ou 3) en fonction de la façon dont votre système utilise la protection.
• Le dispositif de protection contre les surtensions (SPD) doit être correctement coordonné avec les disjoncteurs miniatures (MCB) en amont, afin de garantir une sécurité et une fiabilité maximales.
• Le SPD est conçu pour les environnements extérieurs difficiles avec un indice de protection minimal IP65.
• Le SPD possède un niveau de protection contre les basses tensions (Up) suffisamment bas pour protéger les éléments sensibles, tels que les onduleurs.
• Le SPD est certifié par un laboratoire tiers réputé (par exemple, TÜV ou UL).

Conclusion

Protéger votre installation photovoltaïque avec un parafoudre adapté est bien plus qu'une simple obligation réglementaire : c'est un investissement judicieux pour une solution fiable et durable. En suivant ce guide et en comprenant les différents éléments à prendre en compte pour choisir un parafoudre, vous garantirez la protection de votre installation contre les surtensions, réduirez les risques de panne et optimiserez la production d'énergie de votre système photovoltaïque.

Si vous souhaitez protéger votre investissement ou obtenir des conseils éclairés sur le meilleur parafoudre pour votre installation photovoltaïque, veuillez nous contacter. Contactez notre équipe. Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) approprié garantira que votre système photovoltaïque vous fournira une énergie fiable et propre pendant de nombreuses années.