Protection des centrales photovoltaïques
Face à une demande croissante, les parcs solaires constituent un pilier important de la production d’énergie renouvelable. Si vous souhaitez investir dans une centrale solaire ou si vous participez à un tel projet, vos priorités sont claires :
• assurer la disponibilité de l’installation
• minimiser les coûts d’entretien et de réparation
Une exploitation sans faille garantit non seulement l’approvisionnement des consommateurs, mais influence également la rentabilité du parc solaire et, le cas échéant, le respect des critères d’appels d’offre ou de subventions. Au cœur des sujets actuels autour des énergies renouvelables, les champs photovoltaïques doivent répondre à des exigences élevées en termes de stabilité du réseau. Souvent, elles doivent avoir une durée de vie d’au moins 20 ans. De plus, elles sont évaluées en fonction de leur taux de rendement annuel, c’est-à-dire de leur production d’électricité.
Chaque panne affecte ces exigences. C’est pourquoi la protection contre la foudre et les surtensions est un aspect qui doit être pris en compte dès le début de la phase de planification. En tant qu’expert, nous vous aidons à obtenir des analyses fiables, des conceptions élaborées et des solutions de protection personnalisées.
Pour protéger une installation photovoltaïque, la première étape est d’effectuer une analyse des risques.
L’analyse des risques selon la norme IEC 62305-2 vous permet d’assurer que votre concept de protection contre la foudre est compréhensible pour toutes les parties prenantes, qu’il a été optimisé sur le plan technique et économique et qu’il offre la protection nécessaire à un coût raisonnable. Vous pouvez confier l’ensemble de l’analyse des risques à nos experts de DEHN Engineering Services. Une autre option est d’effectuer l’analyse des risques vous-même avec l’application DEHNrisk, de manière rapide et simple.
Une protection adaptée pour chaque structure d’installation.
En planifiant et en réalisant des mesures de protection contre la foudre et les surtensions, on distingue les parcs solaires dotés d’onduleurs centraux de ceux dotés d’onduleurs de chaînes (onduleurs strings).
Pour protéger ces champs PV, il faut mettre en place des dispositifs de capture. Souvent, les tiges de capture sont installées sur les mêmes structures métalliques que les modules photovoltaïques. Située en aval de la tige de capture, la structure de montage sert donc aussi de conducteur de descente et de lien vers le système de mise à la terre. Des dispositifs de capture sont également utilisés pour les bâtiments d’exploitation et les systèmes de stockage sur batterie.
Les exemples suivants montrent les différents concepts de protection en fonction du type d’installation.
Solution de protection pour les parcs solaires à onduleur central
En général, les parcs photovoltaïques avec un onduleur centralisé sont équipés de boîtiers de commutation de générateur , appelés « DC Combiner Box » ou « distribution secondaire DC », ainsi que d’un onduleur central installé à proximité du transformateur. Normalement, les boîtiers de commutation se trouvent sur les cadres de montage des modules photovoltaïques, à l’endroit où les onduleurs strings sont collectés et distribués vers l’onduleur central.
En cas d’un impact de foudre direct dans le dispositif de capture ou la structure métallique, ce réseau DC étendu sert de conducteur entre le potentiel de terre local du champ de modules et la surface équipotentielle « distante » du transformateur d’alimentation ou de l’onduleur central. Des courants de foudre traversent alors le réseau DC, que la résistance de terre soit relativement faible ou élevée. Pour faire face aux courants de foudre, des parafoudres combinés de type 1 + 2 sont nécessaires pour protéger les composants DC, en plus des dispositifs de protection côté AC.
Solution de protection pour les parcs solaires avec des onduleurs strings
Dans les installations avec des onduleurs string décentralisés, des courants de foudre partiels traversent les conducteurs AC, contrairement aux systèmes dotés d’un onduleur central. C’est pourquoi des parafoudres combinés de type 1 + 2 doivent être installés sur le côté AC des onduleurs de string et sur le côté basse tension du transformateur d’alimentation.
Lorsqu’un système de prise de terre approprié est intégré, les onduleurs string et le champ PV raccordé forment une surface équipotentielle locale, de sorte qu’aucun courant de foudre ne peut circuler dans le réseau DC. Sur le côté DC, des parafoudres de type 2 (par ex. DEHNguard M YPV) sont donc suffisants. Les interfaces de communication sont elles aussi protégées par des parafoudres très basse tension.
Conformité aux normes
- Norme IEC 62305 relative à la protection contre la foudre
- La norme IEC TR 63227:2020 décrit des mesures de protection spécifiques qui doivent être prises en compte lors de la réalisation de systèmes de protection contre la foudre et les surtensions.
- Les normes IEC 60364-4-44 Section 443, IEC 60364-5-53 Section 534 et IEC 60364-7-712 couvrent la mise en œuvre de mesures de protection contre les surtensions, également dans le cas d’une configuration sans système extérieur de protection contre la foudre.
