GuidEnR PHOTOVOLTAÏQUE > Parafoudre de la partie continu d'une installation photovoltaïque - Technologies 
 
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Parafoudre CC d'une installation photovoltaïque

Dans une installation photovoltaïque, les parafoudres ont pour rôle de protéger les modules photovoltaïques et les onduleurs contre les risques de surtensions induites dans le circuit de la partie continue.

Les surtensions sont à l'origine d'effets secondaires particulièrement perturbateurs sur les équipements de l'installation photovoltaïque, voire destructeurs.
Indépendamment des surtensions dûes à la foudre, les surtensions industrielles sont également une réalité (surtension de manoeuvre et de commutation, surtension d'interaction entre réseaux).
Une protection systématique contre les surtensions est donc recommandée pour tout type d'installation électrique (dont photovoltaïque), comme en témoignent de nombreuses destructions ou pannes récurrentes inexpliquées de matériels d'exploitation.

Le plan de ce cours est la suivant :

PARAFOUDRE CC D'UNE INSTALLATION PHOTOVOLTAÏQUE

  1. Les parafoudres DC photovoltaiques - Définitions
  2. Technologies et choix des parafoudres
  3. Emplacement des parafoudres photovoltaïques côté continu
  4. Atténuer les surtensions : règle de câblage
  5. Normes des parafoudres photovoltaïques côté continu


Technologies et choix des parafoudres



Afin de répondre efficacement aux contraintes imposées par les différents réseaux électriques, plusieurs technologie de parafoudres sont disponibles.
Ainsi, les parafoudres peuvent contenir différents composants internes :
  • les éclateurs,
  • les varistances,
  • les diodes d'écrêtage
Ces composants ont pour but de limiter rapidement les tensions apparaissant à leurs bornes : cette fonction est obtenue par modification brutale de leur impédance à un seuil de tension déterminée.
Deux comportements sont possibles :
  • Amorçage : le composant passe de l'état de très haute impédance au quasi court-circuit; c'est le cas des éclateurs.
  • Ecrêtage : après un seuil de tension déterminé, le composant, passant en faible impédance, limite la tension à ses bornes (varistances et diodes d'écrêtage).
Ces familles comportent plusieurs variantes et sont suceptibles d'être associées entre elles afin de procurer des performances optimisées.

Les parafoudres photovoltaïques utilisent la technologie d'écrêtage. Ils sont composés d'une varistance, composants non-linéaire à base d'oxyde zinc (ZnO) permettant de limiter la tension à ses bornes : ce fonctionnement en écrêtage permet d'éviter le courant de suite, ce qui rend ce composant particulièrement adapté à la protection des réseaux d'énergie BT (Basse Tension) tels que la partie continue d'une installation photovoltaïque.

Le niveau kéraunique


Les parafoudres sont définis par la norme NF EN 61643-11 en 2 types de produits, correspondant à des classes d'essai. Ces contraintes spécifiques dépendent essentiellement de la localisation du parafoudre dans l'installation et des conditions extérieures.
  1. Parafoudre de type 1
    Ces dispositifs sont conçus pour être utilisés sur des installations où le risque "foudre" est très important, notamment en cas de présence de paratonnerre sur le site. La norme NF EN 61643-11 impose que ces parafoudres soient soumis aux essais de Classe 1, caractérisés par des injections d'ondes de courant de type 10/350 μs (IIMP), représentatives du courant de foudre généré lors d'un impact direct. ces parafoudres devront donc être particulièrement puissants pour écouler cette onde très énergétique.
  2. Parafoudre de type 2
    Destinés à être installés en tête d'installation sur des sites où le risque d'impact direct est considéré comme inexistant, les parafoudre de type 2 protègent l'ensemble de l'installation. Ces parafoudres sont soumis à des tests en onde de courant 8/20 μs (IMAX et IN).
Le choix entre un parafoudre de type 1 et de type 2 se fait en fonction du niveau kéraunique du site et de la présence ou non d'un paratonnerre. Le guide UTE C15 712 présente le tableau suivant :

Choix du parafoudre photovoltaïque


Le niveau kéraunique d'un site est déterminé grâce à la carte ci-dessous :

Carte du niveau kéraunique en France
Le niveau kéraunique, noté NK, définit le nombre de jours par an où l’on entend le tonnerre, à un endroit donné.

Ce niveau kéraunique n'est pas à confondre avec la densité de foudroiement (nombre de coups de foudre au km² par an, noté Ng).

La carte ci-contre donne le niveau kéraunique en fonction de la localisation en France.

Par exemple, dans le département de la Savoie (zone orange), le niveau kéraunique est compris entre 30 et 35. Cela signifie qu'il y a entre 30 et 35 coups de tonnerre par an dans ce département.

A partir d'un niveau kéraunique supérieur à 25, le tableau précédent indique quel type de parafoudre est à installer.