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#Actualités du secteur
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Comment les dispositifs de protection contre les surtensions protègent les centrales photovoltaïques
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Comment les dispositifs de protection contre les surtensions protègent les centrales photovoltaïques
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Dans les centrales photovoltaïques, les SPD doivent répondre à des exigences spécifiques pour assurer un fonctionnement continu et la production d'énergie.
Lors de la conception d'une installation photovoltaïque, il est important d'envisager l'installation de dispositifs de protection contre les surtensions (SPD). Les surtensions et les perturbations du réseau peuvent entraîner des temps d'arrêt et réduire les performances de l'installation. Par conséquent, toute condition affectant la production et la distribution d'énergie doit être prise en compte lors de la conception de l'installation électrique.
Pourquoi les SPD sont-ils une priorité absolue dans les centrales photovoltaïques ?
Les panneaux solaires sont installés à l'extérieur pour convertir l'énergie solaire en électricité. Cet emplacement extérieur les expose directement à des conditions difficiles comme la pluie, le vent et la poussière. Parmi les conditions météorologiques, les coups de foudre requièrent une attention particulière car ils peuvent gravement affecter la sécurité et les performances d'une installation photovoltaïque. Ils prennent naissance dans un cumulonimbus et se terminent au sol. Lorsque la foudre frappe le sol, elle décharge de l'énergie, ce qui affecte le champ électrique au sol. Pour l'installation solaire photovoltaïque, cela représente deux risques :
Un impact direct qui peut détruire physiquement l'équipement solaire sur un toit
Des surtensions transitoires passant dans les câbles par couplage magnétique, qui peuvent entraîner l'endommagement de composants sensibles tels que les cartes de circuits imprimés (PCB).
En ce qui concerne l'impact direct, les "protections externes contre la foudre" (ELP) offrent la protection requise conformément à la norme CEI 62305, qui décrit comment évaluer si votre site a besoin d'une telle protection et quelle option privilégier (cages maillées, borne à air, etc.). Le concept est simple : il s'agit de s'assurer que la foudre frappera une tige métallique installée sur le point le plus élevé de votre installation et qu'elle dissipera l'énergie directement dans le sol grâce à un conducteur de descente en cuivre.
En revanche, lorsqu'il s'agit de surtensions transitoires, les SPD sont nécessaires. Ils sont installés en parallèle dans les cartes de protection des circuits pour dévier l'énergie vers la terre et limiter la surtension jusqu'à une valeur acceptable pour l'équipement final.
Dès que l'ELP est installé dans une installation PV, il est obligatoire d'installer également un SPD. Si l'installation photovoltaïque n'est pas équipée d'une PEL, l'installation d'un SPD est fortement recommandée pour limiter les perturbations du réseau (surtensions transitoires).
Comment fonctionne un SPD pour protéger le côté DC des centrales solaires ?
Pour garantir que l'énergie circule d'abord vers la terre et limiter les surtensions, le composant le plus important est le varistor à oxyde métallique (MOV, "Varistor" signifiant VARI-able resi-STOR). Ce composant a une propriété telle que, dans des conditions normales (pas de surtensions), la résistance est suffisamment élevée pour que les courants nominaux ne puissent pas le traverser. A partir d'un certain niveau de surtension, la résistance va rapidement chuter, ouvrant le chemin vers la terre et revenant à un état normal une fois l'énergie dissipée. Ce processus permet de limiter le niveau de surtension atteignant tous les équipements connectés en aval.
SPD de type 1+2 ou SPD standard de type 2, lequel est le bon ?
Il existe différents types de SPD qui varient en termes de résistance : Type 1, Type 2, et Type 1+2. Un SPD de type 1 peut faire face à une frappe directe qui apporte une surtension énergétique, tandis qu'un type 2 limite les surtensions provenant de sources diverses. Les deux caractéristiques peuvent être combinées dans un "Type 1+2" pour une protection complète.
Dans les installations photovoltaïques, le défi consiste à choisir la protection contre les surtensions appropriée pour résister aux courants de forme d'onde 10/350 µs à énergie pure (presque 10 fois plus puissants que les formes d'onde 8/20 µs du type 2) tout en tenant compte de l'espace. Dans un onduleur ou une boîte de jonction, l'espace est toujours une priorité absolue. La série BRPV de Britec fournit une protection contre les surtensions DC de type 1+2 et de type 2. Elle peut protéger contre les surtensions dues à la foudre ou aux surtensions du réseau.