Les systèmes photovoltaïques (PV) nécessitent des mesures de protection spécifiques en raison de leurs particularités, telles que l’absence de coupure totale de l’alimentation électrique en courant continu (DC) et leur exposition aux intempéries.
Voici les principales recommandations et exigences techniques pour assurer la sécurité et la durabilité des installations.
1. Protection contre les Chocs Électriques
Normes et Exigences :
- Conformité CEI 60364-7-712 : Les systèmes PV avec une tension de circuit ouvert (UOC) supérieure à 120V DC doivent inclure une isolation double ou renforcée.
- Les dispositifs de commutation (fusibles, disjoncteurs) côté DC ne protègent pas contre les chocs électriques.
- Les dispositifs de surveillance de l’isolation doivent être installés pour détecter les défauts en tenant compte des capacités du système (jusqu’à 500 μF si nécessaire).
Risques à Mitiger :
- Défauts d’isolation DC plus dangereux que ceux en AC (arc prolongé).
- Risque de contact avec des parties conductrices sous tension.
2. Risque d’Incendie et Protection Thermique
Scénarios Critiques :
- Défauts d’isolation entraînant des arcs électriques.
- Courants inverses dans les modules PV défectueux.
- Surcharge des câbles ou équipements.
Mesures Préventives :
- Vérification d’isolation : Assurer l’isolation complète du générateur PV de la terre.
- Protection contre les surintensités :
- Dispositifs conformes aux normes CEI 60364-7-712 et CEI 61730-2.
- Valeurs nominales ajustées en fonction des conditions de fonctionnement pour éviter les déclenchements intempestifs.
Disjoncteurs vs Fusibles :
- Fusibles : Nécessitent des interrupteurs-sectionneurs pour le remplacement sécurisé.
- Disjoncteurs : Précision ajustée pour les câbles de petite section.
3. Protection Contre le Courant Inverse
Détection et Risques :
- Un courant inverse peut survenir lorsqu’un string est défectueux, entraînant un retour de courant des strings sains vers le module défectueux.
- Test obligatoire des modules selon CEI 61730-2 pour garantir leur résistance au courant inverse.
Calcul de Risque :
- Protection contre les surintensités requise si :
1,35⋅IRM<(Ns−1)⋅ISC MAX1,35 \cdot IRM < (N_s – 1) \cdot I_{SC\ MAX}1,35⋅IRM<(Ns−1)⋅ISC MAX où :- IRMIRMIRM : Courant inverse maximal autorisé.
- NsN_sNs : Nombre total de strings.
4. Sécurité des Câbles et Armoires
Conformité Normative :
- Câbles : Suivre les exigences CEI 60364 pour éviter les surcharges et assurer une protection mécanique.
- Armoires DC : Conformes à CEI 61439, avec double isolation et gestion thermique adéquate.
Gestion Thermique :
- Utiliser des boîtiers avec niveaux d’IP adaptés, tout en assurant une dissipation thermique suffisante.
- Attention aux températures élevées, qui augmentent la chaleur des appareillages de commutation.
5. Double Défaut à la Terre
- Cas isolé de la terre :
- Nécessite des dispositifs de surveillance pour identifier les défauts.
- Cas avec mise à la terre d’un pôle :
- Protection par surintensité pour déclencher en cas de défaut.
6. Maintenance et Surveillance
Appareillages :
- Utiliser des dispositifs de surveillance performants pour détecter les défauts avant qu’ils ne deviennent critiques.
- Entretenir régulièrement les protections contre les surcharges et vérifier l’état des câbles et connexions.
Inspection :
- Rechercher les dégradations dues aux intempéries et à la corrosion.
- S’assurer que toutes les connexions externes (boulons, rondelles) sont en acier inoxydable ou galvanisé.
La protection des systèmes PV repose sur une conception rigoureuse et une maintenance régulière. L’intégration de dispositifs de surveillance, de protections contre les surintensités et de matériaux résistants garantit non seulement la sécurité des installations, mais aussi leur longévité et leur performance optimale.