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Qu’il s’agisse de l’exposition ou de la surface couverte par les systèmes photovoltaïques et les bâtiments associés, il existe toujours un risque de décharge de foudre. Les dommages qui en résultent peuvent affecter

des composants individuels ou détruire un système complet. Les courants de foudre et les surtensions sont souvent la cause de dommages subis par les onduleurs et les modules PV. Ces dommages représentent des coûts de réparation conséquents pour les opérateurs et ont également un impact majeur sur la viabilité économique de toute l’installation... Weidmüller fournit des solutions complètes conformes à toutes les normes pertinentes, évitant ainsi de telles conséquences tout en garantissant une intégration fiable dans le cadre des réglementations de la protection contre le courant de foudre.

Exigences de l’application et dispositions légales

Les exigences spécifiques en matière de protection contre la surtension dépendent de l’application elle-même. En termes d’installation sur des bâtiments, il convient d’établir une distinction entre l’installation de modules PV sur le toit d’un bâtiment public déjà équipé d’une protection paratonnerre et l’installation sur un bâtiment non équipé d’une telle protection, comme un entrepôt. Si une protection extérieure contre la foudre est installée, il est préférable de considérer les modules PV comme des unités isolées sur le toit. L’installation d’un système photovoltaïque ne représente aucun risque supplémentaire de décharge de foudre. Toutefois, le système doit être installé dans la zone de protection, afin de ne produire aucun effet nuisible. Le respect de la distance de séparation requise par la norme CEI 62305-3 (VDE 0185-305-3 supplément 5) est essentiel. Si ce n’est pas possible, des courants de foudre partiels doivent être pris en compte, par exemple à l’aide de câbles de générateur secteur blindés, afin de réduire les surtensions induites. Avec une section suffisante d’au moins 16 mm², le blindage du câble peut être également utilisé pour contrôler les courants de foudre partiels.

Sinon, il est possible d’utiliser des composants de protection parafoudre de type I au niveau du point d’entrée dans le bâtiment, de manière à protéger la transition entre les zones de protection parafoudre 0 et 1.

« Pour permettre à nos clients de configurer leurs systèmes photovoltaïques actuels et futurs, nos solutions satisfont toujours aux toutes dernières exigences en matière d’applications et de produits. Notre gamme complète d’appareils de protection contre la surtension satisfait déjà à la norme actuelle EN 50539-11:2012, qui stipule comment la protection contre la surtension des systèmes photovoltaïques doit être conçue du côté tension DC », explique Ralf Güthoff, spécialiste de la protection surtension et parafoudre chez Weidmüller. « Alors que les appareils de protection contre la surtension du côté AC des systèmes basse tension sont actuellement la norme, plusieurs points doivent être pris en compte pour les applications à tension DC. Le défi consiste à concevoir des appareils de protection contre la surtension pour la tension hors charge maximale des modules PV et pour la disponibilité et la sécurité maximales des systèmes ».

Prévention efficace des hypothèses les plus défavorables

L’emplacement le plus adapté pour les appareils de protection contre la surtension dans un système photovoltaïque dépend du type du système, de sa conception et de la distance. Dans le cas d’un petit bâtiment avec protection extérieure contre la foudre avec système photovoltaïque monté sur le toit, il est courant de ne protéger que l’entrée DC de l’onduleur, les longueurs de câbles étant réduites. Sur des bâtiments industriels plus grands, comme des entrepôts ou des usines de production, les câbles entre le module PV et l’onduleur peuvent dépasser les 10 mètres de long. Les appareils de protection surtension doivent alors être installés à proximité du module PV et de l’onduleur.

Initialement, les appareils de protection contre la surtension étaient conçus uniquement pour les tensions AC du réseau normal. Le photovoltaïque a entraîné l’apparition d’applications dans le cadre desquelles les produits doivent résister à des tensions DC élevées. Une conséquence potentielle de l’utilisation de solutions inadéquates est l’apparition de défauts d’isolation sur le module après des années d’utilisation. Cela entraîne l’application de la totalité de la tension du module PV au pôle opérationnel de l’appareil de protection contre la surtension, qui se trouve alors en surcharge. Si les appareils de protection contre la surtension basés sur des varistances à oxyde métallique sont chargés en permanence, en raison de tensions continues excessives, le dispositif de sectionnement risque d’être détruit ou déclenché. Pour les systèmes photovoltaïques à tension élevée, l’hypothèse la plus défavorable est le déclenchement d’un incendie via l’activation du dispositif

de sectionnement, suite à l’arc de commutation généré. L’utilisation de mécanismes de protection surintensité en amont ne résout pas ce problème, puisque le courant de court-circuit du module PV n’est que légèrement supérieur au courant nominal.

La nouvelle gamme de protections surtension VARITECTOR PU est une solution pratique conforme aux toutes dernières normes. « Nos équipements sont spécialement conçus pour les applications photovoltaïques et préviennent efficacement l’activation involontaire des dispositifs de sectionnement » déclare Ralf Güthoff. « L’hypothèse la plus défavorable d’un incendie est ainsi efficacement évitée ».

Ces protections contre la surtension s’intègrent facilement dans des coffrets de raccordement pré-câblés. Pour répondre aux demandes de ses clients, Weidmüller a développé de nombreuses configurations standard de coffrets de raccordement mais aussi une protection et une surveillance optimum. La société réalise également des solutions personnalisées à la demande.