Protection des installations photovoltaïques contre la foudre et les surtensions
Assurer la rentabilité et l’autonomie de vos installations
Qu’il s’agisse de se rendre plus indépendant des fournisseurs d’électricité dans le secteur résidentiel, de réduire les coûts énergétiques en installant des systèmes sur les toits des bâtiments industriels ou de créer des parcs solaires à grande échelle pour alimenter des régions entières en électricité verte : Les installations photovoltaïques représentent un élément clé de la production d’électricité renouvelable. Cependant, elles sont vulnérables aux surtensions dues à l’orage, à la foudre ou aux fluctuations inattendues du réseau électrique. Pour répondre aux exigences normatives, éviter les pannes, et sécuriser les investissements, des mesures de protection sont indispensables.
Protégez vos installations photovoltaïques avec nos concepts de protection contre la foudre et les surtensions.
Apprenez-en plus sur nos solutions de protection pour les installations photovoltaïques.
Protection fiable des systèmes de production d’énergie renouvelable
Installations PV des bâtiments
L’installation photovoltaïque est l’élément clé de la gestion d’énergie professionnelle. Protégez vos composants contre les dommages évitables et les pannes coûteuses.
Parcs solaires photovoltaïques
Un système de protection contre la foudre adapté protège le parc solaire contre les coups de foudre directs et les surtensions transitoires. Il sécurise l’exploitation de la centrale et protège les modules, les onduleurs et le système de surveillance de l’installation.
Protection conforme aux normes des installations photovoltaïques
La protection contre la foudre et les surtensions joue un rôle central lors de la planification et de la réalisation d’installations photovoltaïques. Pour exploiter l’installation de manière sûre et efficace, il faut notamment respecter les consignes normatives suivantes.
- IEC 60364-7-712
- IEC 62305-3
- IEC 60364-4-44
Services
Nous accompagnons votre projet, de la planification jusqu’à sa mise en œuvre, et au-delà. Découvrez notre gamme étendue d’outils pratiques et de services.
Nous offrons un service d’accompagnement technique et de planification de système de protection contre la foudre et les surtensions. Il inclut des solutions sur mesure et des recommandations pour assurer la sécurité des infrastructures électriques en toute conformité avec les normes en vigueur.
Tests indépendants, performants et accrédités de produits, d’installations et de systèmes selon la norme DIN EN ISO / IEC 17025. Les tests et les résultats sont documentés dans des rapports de test reconnus au niveau international.
FAQs
Non, la mise en place d’une installation photovoltaïque habituelle sur un bâtiment n’augmente pas le risque de foudre.
La protection contre les surtensions est essentielle pour protéger l’installation photovoltaïque des dommages dus aux pics de tension inattendus. Ceux-ci peuvent être provoqués par des événements externes, par ex. des impacts de foudre directs ou indirects, ou des manœuvres de commutation.
Voici une explication simplifiée du fonctionnement :
- Détection des surtensions : Les parafoudres (en anglais : SPD = Surge Protective Devices) sont conçus pour surveiller en permanence la tension et réagir en cas de pics inhabituels.
- Mise à la terre der surtension : Lorsqu’une surtension se produit, les parafoudres dévient l’excès d’énergie vers la terre avant qu’il n’atteigne les parties sensibles de l’installation photovoltaïque.
- Protection des composants de l’installation : En déviant d’éventuelles surtensions vers la terre, les parafoudres protègent les modules photovoltaïques, l’onduleur et d’autres appareils électroniques.
Il existe deux types de protection contre les surtensions :
- Les parafoudres AC : Protègent le côté « courant alternatif » de l’installation.
- Les parafoudres DC : Protègent le côté « courant continu », notamment les modules photovoltaïques et l’onduleur.
Si une installation photovoltaïque n’est pas protégée contre les surtensions, les conséquences d’un coup de foudre peuvent être graves. Voici quelques scénarios possibles :
- Dommage total : Un impact de foudre direct sur l’installation peut entraîner un dommage total. Dans ce cas, les modules photovoltaïques, l’onduleur et d’autres composants électroniques risquent d’être irrémédiablement endommagés.
- Dommages indirects : Les impacts de foudre indirects sur d’autres parties du bâtiment ou sur des lignes peuvent elles aussi provoquer des surtensions qui endommagent l’installation photovoltaïque.
- Défaillance d’appareils : Les surtensions peuvent provoquer la défaillance d’appareils techniques, ce qui risque d’entraîner des travaux de réparation coûteux.
- Danger d’incendie : Les surtensions peuvent également provoquer des incendies, ce qui met en danger non seulement l’installation, mais l’ensemble du bâtiment.
Il est donc important d’installer une bonne protection contre les surtensions afin de minimiser ces risques et d’assurer la sécurité et longévité de l’installation photovoltaïque.
Les parafoudres sont répartis en trois classes : type 1, 2 ou 3. Les parafoudres diffèrent par leur capacité d’écoulement ainsi que par leur niveau de protection, c’est-à-dire la tension maximale qui peut se produire en cas de décharge.
Classe 1 = protection globale
Ces parafoudres ont la capacité de courant de choc la plus élevée. Ils sont conçus pour gérer la charge d’un coup de foudre direct. Si le niveau de protection du parafoudre de type 1 est plus élevé que la résistance à la tension des appareils en aval, un parafoudre de type 2 doit être intégré.
Classe 2 = protection ciblée
Ces parafoudres sont conçus pour gérer les courants de choc attendus en cas d’un impact de foudre indirect.
Classe 3 = protection fine
Ces parafoudres ont la capacité de courant de choc la plus basse. Ils protègent les appareils sensibles comme les ordinateurs, les téléviseurs etc.
Cela dépend de la présence ou non d’un système extérieur de protection contre la foudre. Si un tel système est installé, un autre facteur décisif est de savoir si la distance de séparation nécessaire entre le système de protection contre la foudre et les composants photovoltaïques est respectée ou non. Découvrez les propositions de protection dans WPX029.
DEHN ne fait pas seulement la distinction entre les différents types de parafoudres, mais aussi entre les gammes Red/Line et Yellow/Line.
- La gamme Red/Line comprend les types de parafoudres destinés à la protection de la partie basse tension.
- Les parafoudres Yellow/Line sont conçus pour être utilisés au niveau des lignes de signalisation et de communication, pour les courants faibles (également appelés très basse tension).
Non. Les parafoudres DEHN peuvent dévier des courants de foudre à plusieurs reprises. Cela a été prouvé par différents tests en laboratoire et confirmé par notre longue expérience sur le terrain.
Cependant, il est recommandé de contrôler régulièrement si les parafoudres sont encore opérationnels. Le marquage vert-rouge dans le voyant indique si l’appareil est fonctionnel ou défectueux.
- Câbles de tension continue :
Si le câble de tension continue est plus long que 10 m, un parafoudre de type 2 doit être installé au niveau de la connexion avec les modules photovoltaïques. - Onduleur :
Installation de parafoudres de type 2 en amont et en aval de l’onduleur. - Installation électrique du bâtiment :
Pour protéger les appareils électriques du bâtiment, il est recommandé d’installer un parafoudre de type 1 au niveau du point d’entrée du réseau d’énergie.
- Onduleur :
Installation de parafoudres de type 1 en amont et en aval de l’onduleur. - Installation électrique du bâtiment :
Pour protéger les appareils électriques du bâtiment, il est recommandé d’installer un parafoudre de type 1 au niveau du point d’entrée du réseau d’énergie.
Pour protéger l’installation contre la foudre, il n’est pas nécessaire de relier les cadres des modules au système de prise de terre. Il suffit d’y intégrer la structure de montage. Cependant, certains types de modules nécessitent une mise à la terre (voir les indications du fabricant des modules).
Certains composants d’une installation photovoltaïque doivent être mis à la terre afin d’éviter les accidents ou les dommages matériels au niveau de l’installation. Voici les principaux éléments qui doivent être mis à la terre :
- Cadres des modules photovoltaïques :
Pour protéger l’installation contre la foudre, il n’est pas nécessaire de relier les cadres des modules au système de prise de terre. Il suffit d’y intégrer la structure de montage. Cependant, certains types de modules nécessitent une mise à la terre (voir les indications du fabricant des modules). - Structure de montage :
La structure de support des modules photovoltaïques doit être mise à la terre, surtout si elle est en acier ou en aluminium. - Chemins de câbles et gaines de protection métalliques :
Il est recommandé d’inclure toutes les pièces métalliques reliées au câblage de l’installation dans la liaison équipotentielle. - Boîtier d’onduleur :
Si l’onduleur possède un boîtier métallique, celui-ci doit être mis à la terre.
La mise à la terre est prescrite par la loi et doit être réalisée conformément aux normes, par ex. IEC 60364-5-54 et IEC 62305-3.
La mise à la terre sert à dévier les charges électriques excédentaires en toute sécurité. Si une installation photovoltaïque n’est pas correctement mise à la terre, cela peut entraîner plusieurs problèmes graves :
- Chocs électriques : Il y a un risque accru de chocs électriques.
- Danger d’incendie : Une mise à la terre insuffisante peut provoquer des incendies.
- Dommages au niveau de l’installation : L’efficacité et les performances de l’installation photovoltaïque peuvent être affectées, car la mise à la terre contribue également à protéger l’installation contre les surtensions.
- Interférences électromagnétiques : Sans mise à la terre, des interférences électromagnétiques peuvent perturber le fonctionnement de l’installation et diminuer la production d’énergie.
La mise à la terre est donc un aspect de sécurité critique qui ne doit pas être négligé.
La liaison équipotentielle est une mesure de sécurité importante dans une installation photovoltaïque. Elle sert à compenser les différences de tension entre les parties conductrices de l’installation.
- Prévention des chocs électriques : La liaison équipotentielle permet d’équilibrer les tensions dangereuses entre les parties de l’installation, réduisant ainsi le risque de choc électrique.
- Protection contre les surtensions : La liaison équipotentielle aide à protéger l’installation contre les surtensions qui peuvent être provoquées par des impacts de foudre indirects ou des manœuvres de commutation au sein du réseau.
- Prévention des risques d’incendie et de court-circuit : Une liaison équipotentielle appropriée minimise le risque d’incendies et de courts-circuits qui peuvent être causés par des tensions inégales.
- Réduction des interférences électromagnétiques : Les perturbations électromagnétiques peuvent entraver les performances de l’installation. La liaison équipotentielle contribue à minimiser ces perturbations.
La mise à la terre de l’onduleur d’une installation photovoltaïque est une mesure importante pour protéger l’installation et les personnes. Les étapes suivantes sont nécessaires pour mettre à la terre un onduleur :
- Sélection du bon système de mise à la terre :
Il faut choisir un système de mise à la terre conforme aux normes, par ex. IEC 60364-5-54 et IEC 62305-3. - Connexion à la barre principale de mise à la terre :
L’onduleur doit être relié à la barre principale de mise à la terre. Celle-ci est à son tour reliée au conducteur principal de mise à la terre (prise de terre en fondation). - Raccordement du conducteur de protection :
Un conducteur de protection doit relier l’onduleur à la barre principale de mise à la terre afin de dévier d’éventuels courants de défaut ou les surtensions vers la terre. - Contrôle de l’installation :
Après la mise en place du système de prise de terre, il est recommandé de contrôler l’installation pour s’assurer que la mise à la terre a été réalisée correctement et conformément aux normes.
Pour mettre à la terre une installation photovoltaïque, on utilise généralement des câbles qui répondent aux normes et aux exigences relatives aux installations électriques.
Type de câble : Il est recommandé d’utiliser des câbles conformes à la norme IEC 62930, spécifiés pour le câblage d’installations photovoltaïques.
Section du conducteur : La section du conducteur du câble de mise à la terre doit être dimensionnée de manière à pouvoir dériver le courant attendu en toute sécurité. Souvent, on utilise un câble 1 x 16 mm² GN-GE pour mettre à la terre le système de montage de l’installation photovoltaïque. Concernant les critères de distinction, il y a certaines différences :
- Bâtiment avec installation photovoltaïque, sans protection extérieure contre la foudre
- Bâtiment avec installation photovoltaïque, avec protection extérieure contre la foudre et distance de séparation suffisante
- Bâtiment avec installation photovoltaïque, avec protection extérieure contre la foudre, sans distance de séparation suffisante
Il est important de sélectionner et d’installer les câbles conformément aux réglementations et aux normes en vigueur, par ex. IEC 60364-5-54 et IEC 62305-3.
La profondeur de la mise à la terre d’une installation photovoltaïque dépend des conditions locales. L’absence de gel doit être garantie. Pour ceci, une profondeur de pose d’au moins 0,5 m est nécessaire. Cette profondeur garantit que l’installation de mise à la terre est protégée contre le gel et peut fonctionner de manière fiable. La profondeur de pose doit être choisie de manière à minimiser les influences du gel, de la sécheresse du sol et de la corrosion. Des longueurs de mise à la terre de 9 m se sont avérées avantageuses.
Pour mettre à la terre une installation photovoltaïque, il faut une section de câble conforme aux exigences de sécurité et aux normes. Selon la norme IEC 60364-5-54, la section doit être de 6 mm² minimum (cuivre). Si la mise à la terre remplit également une fonction de surintensité, par exemple pour la protection contre la foudre, une section de câble de 16 mm² minimum est requise.
Modules photovoltaïques, structure de montage, câblage :
Les dispositifs de capture sont installés de manière que ces composants se trouvent dans la zone de protection et qu’un impact de foudre direct sur les parties de l’installation soit empêché. Afin d’éviter les décharges électriques, les câbles du système de protection contre la foudre doivent être posés à une distance suffisante par rapport aux composants de l’installation photovoltaïque (distance de séparation). Cette distance doit être calculée avec précision, par exemple par un expert en protection contre la foudre.- Structure de montage :
La structure de montage métallique est reliée à la barre principale de mise à la terre. Si l’installation s’étend sur une grande surface, la connexion peut également se terminer sur une barre de liaison équipotentielle.
Important : Toute liaison directe entre la structure de montage et les câbles du système de protection contre la foudre doit être évitée.
Modules photovoltaïques, structure de montage, câblage :
Les dispositifs de capture sont installés de manière que ces composants se trouvent dans la zone de protection et qu’un impact de foudre direct sur les parties de l’installation soit empêché. Les dispositifs de capture sont reliés plusieurs fois aux modules ou à la structure de montage. Ces connexions doivent être conçues de manière à supporter les courants de foudre partiels.- Cadres des modules, structure de montage :
Les matériaux et dispositifs de jonction des pièces métalliques doivent être capables de transmettre des courants de foudre partiels.
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