Réponse rapide : comment choisir un parafoudre DC pour le solaire ?
Choisissez un Parafoudre DC pour le solaire en confirmant d'abord cinq points : la tension maximale en circuit ouvert de la chaîne PV, si l'installation nécessite une protection de type 2 ou de type 1+2, l'emplacement d'installation du parafoudre, la longueur minimale des câbles de connexion du parafoudre, et la norme ou les spécifications du projet applicables.
Pour la plupart des systèmes PV résidentiels en toiture et commerciaux, le processus de sélection est le suivant :
| Décision | Réponse pratique |
|---|---|
| Quel appareil est nécessaire côté PV ? | Un parafoudre DC spécifiquement conçu pour le PV, et non un parafoudre AC |
| Quelle tension nominale est la plus importante ? | Ucpv, sélectionnée au-dessus de la tension en circuit ouvert (Voc) maximale de la chaîne PV par temps froid |
| Type 2 ou Type 1+2 ? | Type 2 pour de nombreuses applications de surtensions induites ; Type 1+2 lorsque l'exposition aux courants de foudre est plus élevée |
| Où est-il installé ? | Boîtier de jonction, entrée CC de l'onduleur, ou aux deux extrémités d'un long parcours de câble CC |
| Quelles normes sont importantes ? | IEC 61643-31 et IEC 61643-32 pour les parafoudres CC PV ; IEC 61643-11 pour les parafoudres côté CA |
| Quel détail d'installation est souvent omis ? | Des câbles de raccordement du parafoudre courts et directs pour réduire l'élévation de tension inductive lors d'une surtension |
Un Parafoudre DC pour le solaire est un dispositif de protection contre les surtensions installé du côté courant continu d'un système photovoltaïque. Son rôle est de limiter les surtensions transitoires causées par les surtensions induites par la foudre, les manœuvres de commutation ou les longs câbles extérieurs avant que cette tension n'atteigne l'onduleur, le coffret de jonction, l'équipement de surveillance ou d'autres composants du côté courant continu.
Dans un système solaire photovoltaïque, la protection contre les surtensions n'est pas seulement un accessoire au niveau du tableau de distribution CA. Les chaînes photovoltaïques sont souvent installées sur des toits, des terrains dégagés, des structures surélevées ou via de longs chemins de câbles. Ces conducteurs CC peuvent capter l'énergie de surtension induite lors d'une activité foudre à proximité, même si le champ de panneaux n'est pas directement frappé. C'est pourquoi une conception complète de protection solaire prend normalement en compte l'emplacement du parafoudre CC, l'emplacement du parafoudre CA, le cheminement des câbles, la liaison équipotentielle, la mise à la terre et le niveau de tenue de l'onduleur.
Pour les acheteurs VIOX et les tableautiers, la question pratique est simple : quel dispositif de protection contre les surtensions doit être sélectionné pour le côté CC photovoltaïque, et où doit-il être installé ?
Qu'est-ce qu'un parafoudre (SPD) dans un système solaire ?
SPD signifie dispositif de protection contre les surtensions. Dans un système solaire, un parafoudre limite les pics de tension de courte durée en dérivant le courant de surtension vers la terre de protection ou le système de liaison équipotentielle. Il ne remplace pas les fusibles, les disjoncteurs, les sectionneurs ou une mise à la terre appropriée. Il fonctionne en complément de ces derniers.
Dans les systèmes photovoltaïques, les parafoudres sont généralement classés par emplacement :
| Emplacement du parafoudre (SPD) | Rôle typique | Type d'appareil typique |
|---|---|---|
| Champ photovoltaïque ou coffret de jonction | Limite l'énergie de surtension captée par les câbles CC extérieurs des chaînes | Parafoudre DC, généralement de type 2 ou de type 1+2 selon l'exposition à la foudre |
| Entrée CC de l'onduleur | Protège l'onduleur contre les surtensions côté DC provenant du champ photovoltaïque | DC SPD |
| Sortie AC de l'onduleur ou tableau de distribution AC | Limite les surtensions côté AC provenant du réseau ou du câblage de distribution | CA SPD |
| Lignes de surveillance et de communication | Protège les câbles de données, RS485, Ethernet, capteurs ou interfaces de surveillance | Parafoudre pour signaux/données adapté au type de signal |
La règle la plus importante est que le parafoudre doit correspondre au circuit qu'il protège. Une entrée PV DC nécessite un parafoudre classé pour le PV DC. Un tableau de distribution AC nécessite un parafoudre AC.
Parafoudre CC vs Parafoudre CA pour le solaire : quelle est la différence ?
Une installation solaire peut nécessiter une protection contre les surtensions à la fois en CC et en CA, mais les dispositifs ne sont pas interchangeables.
| Point de comparaison | Parafoudre CC pour le solaire photovoltaïque | Parafoudre CA pour la sortie solaire/côté réseau |
|---|---|---|
| Installé sur | Chaînes PV, boîtiers de jonction, entrée CC de l'onduleur | Sortie CA de l'onduleur, tableau de distribution CA, tableau principal |
| Paramètre de tension principale | Ucpv ou tension maximale de fonctionnement en courant continu pour systèmes photovoltaïques | Uc ou MCOV pour la tension des systèmes en courant alternatif |
| Direction standard typique | IEC 61643-31 pour les parafoudres connectés au côté courant continu des installations photovoltaïques ; IEC 61643-32 pour les conseils de sélection et d'application | IEC 61643-11 pour les parafoudres basse tension en courant alternatif |
| Problématique de l'arc et de la déconnexion | Le comportement de l'arc en courant continu est plus exigeant car le courant continu ne présente pas de passage naturel par zéro | Le courant alternatif passe par zéro à chaque cycle, ce qui modifie le comportement d'interruption |
| Erreur courante | Utilisation d'un parafoudre AC sur le côté DC d'une installation photovoltaïque | Supposer que le parafoudre côté AC protège à lui seul le champ photovoltaïque et l'entrée DC de l'onduleur |
Si le système comporte des chaînes photovoltaïques alimentant un onduleur, le parafoudre côté AC situé au tableau de distribution ne protège pas entièrement l'onduleur contre les surtensions entrant par l'entrée DC. La protection côté DC doit être évaluée séparément.
Parafoudre DC Type 2 vs Type 1+2 : lequel choisir ?
La plupart des acheteurs de systèmes solaires demandent d'abord s'ils ont besoin d'un parafoudre DC Type 2 ou Type 1+2. La réponse dépend de l'exposition à la foudre, de la configuration du système, de la présence d'un système de protection contre la foudre externe, du cheminement des câbles et des exigences du projet.
| État de l'installation solaire photovoltaïque | Point de départ recommandé | Pourquoi c’est important |
|---|---|---|
| Installation photovoltaïque résidentielle en toiture sans protection contre la foudre externe et avec une exposition modérée | Parafoudre CC de type 2 | Protège contre les surtensions induites et les transitoires de commutation |
| Installation photovoltaïque commerciale en toiture avec de longs câbles CC | Parafoudre CC de type 2 aux points d'entrée CC clés ; envisager plusieurs emplacements | La longueur des câbles augmente le risque de surtension induite et la surface de boucle |
| Champ photovoltaïque sur montage au sol exposé, sommet de colline, terrain dégagé ou zone à forte activité foudre | Un parafoudre CC de type 1+2 peut être requis par l'évaluation des risques de conception | Probabilité plus élevée de pénétration de courant de foudre partiel dans le système |
| Le bâtiment est équipé d'un système de protection externe contre la foudre et la distance de séparation ne peut être maintenue | Le parafoudre DC de type 1+2 est couramment sélectionné | Le système photovoltaïque peut être exposé aux composantes du courant de foudre |
| Station d'onduleurs à grande échelle ou à haute valeur ajoutée | Stratégie de protection coordonnée de type 1+2 et de type 2 | Les temps d'arrêt et les coûts de remplacement justifient une protection étagée |
Pour une explication plus détaillée des rôles des dispositifs de type 1, type 2 et type 3, consultez le guide VIOX SPD Type 1 vs Type 2 vs Type 3.
Note technique : Le type n'est pas identique à la tension nominale
Un parafoudre DC de type 2 n'est pas automatiquement adapté à tous les systèmes photovoltaïques. Il nécessite toujours une vérification correcte de la tension Ucpv, de la configuration des pôles, du comportement en court-circuit et de la méthode d'installation. Un champ photovoltaïque de 600V, 1000V ou 1500V nécessite des contrôles de tension différents, même si les trois projets utilisent une protection de type 2.
Comment sélectionner l'Ucpv pour un parafoudre DC solaire
Le paramètre de tension le plus important pour un parafoudre DC photovoltaïque est UCVP, souvent décrit comme la tension de fonctionnement continu maximale pour les applications photovoltaïques en courant continu. Le parafoudre doit rester stable pendant la tension de circuit ouvert normale la plus élevée du champ photovoltaïque, y compris l'augmentation de tension par temps froid.
Ne sélectionnez pas le parafoudre DC uniquement en fonction de la tension DC nominale de l'onduleur. Partez de la tension de circuit ouvert maximale de la chaîne photovoltaïque.
Utilisez ce concept :
Voc_max = Nsérie x Voc_module_STC x [1 + |betaVoc| x (25 - Tmin)]
Où ?
- Nsérie = nombre de modules connectés en série par chaîne
- Voc_module_STC = tension en circuit ouvert du module dans les conditions de test standard
- betaVoc = coefficient de température de la Voc du module par degré Celsius, converti en forme décimale
- Tmin = température minimale prévue de la cellule ou ambiante, selon la méthode de calcul du projet
Choisissez ensuite un parafoudre DC avec une valeur Ucpv supérieure à la tension maximale calculée de la chaîne PV, en suivant la fiche technique du parafoudre et la norme du projet.
| Classe de système photovoltaïque | Liste restreinte des tensions typiques pour parafoudres CC | Précautions de sélection |
|---|---|---|
| Système photovoltaïque 600V | Classe Ucpv 600V ou supérieure appropriée | Confirmer que la Voc par temps froid ne dépasse pas la valeur nominale du parafoudre |
| Système photovoltaïque 1000V | Classe Ucpv 1000V ou supérieure appropriée | Vérifier la longueur de la chaîne et le coefficient de température du module |
| Système photovoltaïque 1500V | Classe de parafoudre (SPD) CC pour système photovoltaïque 1500V | Confirmer que le dispositif est spécifiquement conçu pour une utilisation en courant continu photovoltaïque 1500V |
La gamme de parafoudres VIOX comprend des familles de SPD CC pour les classes de tension photovoltaïque courantes, incluant des options 500V, 600V, 800V, 1000V, 1200V et 1500V sur le page produit du parafoudre VIOX. Le modèle final doit toujours être adapté à la tension réelle de la chaîne photovoltaïque, à la norme du projet et à l'environnement d'installation.
Exemple pratique : Choix de l'Ucpv pour une chaîne photovoltaïque en climat froid
Supposons qu'une chaîne photovoltaïque ait une tension en circuit ouvert totale de 900V dans des conditions de test standard. Le coefficient de température de la tension en circuit ouvert (Voc) du module est de -0,31 % par degré Celsius, et la température de conception minimale est de -10°C.
La différence de température par rapport à 25°C est :
25 - (-10) = 35°C
L'augmentation de tension par temps froid est de :
900V x 0,003 x 35 = 94,5V
La tension maximale estimée en circuit ouvert de la chaîne est :
900V + 94,5V = 994,5V
Dans ce cas, un parafoudre (SPD) PV de 1000V Ucpv pourrait être trop proche du maximum calculé, en fonction de la tolérance de la fiche technique, de la marge du projet et des règles de conception locales. Un parafoudre PV DC de 1200V serait souvent une option plus pertinente, sous réserve de l'examen des spécifications de l'onduleur et du projet.
Cet exemple est volontairement simplifié. Les projets réels doivent utiliser la fiche technique des modules, les limites de l'onduleur, les données de température locales et la norme de conception applicable.
Sélection de parafoudres (SPD) DC solaires par type de système
Les différents projets photovoltaïques ne nécessitent pas la même configuration de protection contre les surtensions. Un petit système résidentiel en toiture, une toiture commerciale avec de longs chemins de câbles CC et une station d'onduleurs à l'échelle industrielle présentent des niveaux d'exposition et des exigences de maintenance différents.
| Type de système photovoltaïque | Approche typique du parafoudre (SPD) côté CC | Ce qu'il faut vérifier |
|---|---|---|
| Photovoltaïque résidentiel en toiture | Parafoudre CC de type 2 près de l'entrée CC de l'onduleur ou dans un petit coffret de jonction à proximité | Ucpv, manuel de l'onduleur, réglementation locale, exigence de parafoudre côté CA |
| Photovoltaïque commercial en toiture | Parafoudre CC de type 2 dans les coffrets de jonction et/ou près des entrées de l'onduleur | Longueur du cheminement de câbles, liaison équipotentielle, exposition à la foudre en toiture, état de l'enveloppe |
| Champ photovoltaïque au sol | Type 2 ou Type 1+2 selon l'exposition et le risque de foudre | Distance par rapport à l'onduleur, densité de foudre sur site, grille de mise à la terre, longues boucles de câbles extérieurs |
| Système photovoltaïque avec système de protection contre la foudre externe | Le parafoudre CC de type 1+2 est couramment évalué aux points d'entrée CC | Distance de séparation, liaison équipotentielle, concept de protection contre la foudre selon la norme IEC 62305, spécification du projet |
| Station d'onduleurs à l'échelle industrielle | Protection étagée au niveau du champ/boîtier de jonction, de l'entrée CC de l'onduleur et de la sortie CA | Coordination, surveillance, signalisation à distance, cartouches de rechange, accès pour maintenance |
| Stockage d'énergie photovoltaïque avec batterie | La stratégie de parafoudre CC doit être examinée séparément pour le côté photovoltaïque, le côté batterie et le côté onduleur/convertisseur | Classe de tension CC, courant de défaut, compatibilité des dispositifs, exigences du fournisseur de BESS |
L'objectif de ce tableau n'est pas de remplacer la conception technique. Il aide les acheteurs à poser de meilleures questions lors des appels d'offres avant de sélectionner un modèle de parafoudre CC spécifique.
Schéma de connexion du parafoudre CC pour les systèmes solaires photovoltaïques
Un schéma de connexion correct pour un parafoudre DC solaire doit illustrer clairement un concept clé : le parafoudre est connecté en parallèle avec le circuit DC photovoltaïque, et non en série avec le chemin du courant de charge.
Le courant de la chaîne PV circule à travers le circuit DC normal vers l'onduleur. Le parafoudre fournit un chemin de dérivation des surtensions depuis les conducteurs DC vers la terre de protection ou le système de liaison équipotentielle lorsqu'une surtension transitoire apparaît.
| Élément du schéma | Représentation correcte | Erreur courante |
|---|---|---|
| Conducteurs PV+ et PV- | Continuité à travers la protection et l'isolation DC vers l'entrée de l'onduleur | Dessiner le parafoudre comme s'il transportait le courant normal de la chaîne en série |
| DC SPD | Connecté entre les conducteurs PV et la terre de protection (PE)/liaison équipotentielle selon la configuration du système | Connexion d'un seul pôle là où le système nécessite une protection multipolaire |
| Terre de protection ou barre de liaison équipotentielle | Représenté comme un chemin court à faible impédance près du parafoudre (SPD) | Long conducteur vert/jaune acheminé autour du coffret pour une meilleure présentation |
| Coffret de jonction ou entrée CC de l'onduleur | Représenté comme le point d'installation physique | Placement du parafoudre (SPD) loin de l'équipement protégé |
| CA SPD | Indiqué séparément sur la sortie de l'onduleur ou sur le tableau CA | En supposant qu'un parafoudre CA protège l'ensemble du côté CC photovoltaïque |
Pour un système photovoltaïque typique, le schéma doit normalement montrer ces niveaux de protection :
- Les chaînes photovoltaïques entrent dans un coffret de combinaison solaire.
- Le coffret de jonction comprend des fusibles CC ou des disjoncteurs CC si nécessaire, un sectionneur CC ou un interrupteur-sectionneur, et un parafoudre CC.
- La sortie CC combinée est acheminée vers l'entrée CC de l'onduleur.
- Si la ligne CC est longue, un autre parafoudre CC est installé près de l'entrée de l'onduleur.
- La sortie CA de l'onduleur est protégée séparément par un parafoudre CA approprié au niveau du tableau de distribution CA ou du panneau de sortie de l'onduleur.
Où installer un parafoudre DC dans un système solaire
L'emplacement du parafoudre est tout aussi important que son choix. Un parafoudre correctement dimensionné mais mal positionné ou doté de câbles trop longs peut laisser passer une tension résiduelle élevée vers l'onduleur.
| Point d'installation | Quand l'utiliser | Note pratique sur la sélection |
|---|---|---|
| À l'intérieur du coffret de jonction PV | Systèmes multi-strings, point de jonction extérieur du champ photovoltaïque, longues distances de câblage | Souvent le meilleur emplacement pour la protection contre les surtensions DC côté champ photovoltaïque |
| Près de l'entrée DC de l'onduleur | Protection de l'électronique de l'onduleur contre les surtensions CC entrantes du système photovoltaïque | Particulièrement important lorsque l'onduleur est éloigné du champ de panneaux |
| Aux deux extrémités, côté champ/boîtier de jonction et côté onduleur | Longue distance de câble CC entre le champ de panneaux et l'onduleur | Aide à limiter la tension de surtension aux deux extrémités du câble |
| Tableau de distribution CA | Protection contre les surtensions côté réseau ou côté sortie de l'onduleur | Nécessite un parafoudre CA, et non un parafoudre CC |
| Armoire de communication ou interface de surveillance | Lignes de données, télésurveillance, RS485, Ethernet, capteurs | Nécessite un parafoudre (SPD) de signal adapté au type de ligne de données |
La configuration existante de protection photovoltaïque peut également inclure disjoncteurs miniatures CC et un Interrupteur sectionneur CC. Ces dispositifs remplissent des fonctions différentes de celles du parafoudre. Le disjoncteur CC (MCB) protège contre les surintensités dans le contexte d'application approprié, l'interrupteur-sectionneur assure la coupure/l'isolation, et le parafoudre limite les surtensions transitoires.
La règle des 10 mètres : quand un seul parafoudre CC ne suffit pas
Dans de nombreuses conceptions photovoltaïques, la distance entre le champ PV et l'onduleur détermine si un seul emplacement de parafoudre CC est suffisant. Une règle de conception courante est :
- Si la distance du câble CC entre le champ PV et l'onduleur est courte, un seul parafoudre CC près de l'entrée de l'onduleur ou dans le coffret de jonction à proximité peut suffire, selon la configuration du système.
- Si le cheminement du câble CC dépasse environ 10 mètres, une protection aux deux extrémités doit être envisagée : un parafoudre (SPD) près du champ photovoltaïque ou du coffret de jonction, et un autre près de l'entrée CC de l'onduleur.
La raison ne tient pas uniquement à la distance. Les longs câbles extérieurs peuvent capter des tensions de surtension induites, et une surtension pénétrant par une extrémité peut toujours créer une tension dommageable à l'autre extrémité si le point de protection est trop éloigné.
Pour les travaux d'EPC et d'assemblage de tableaux, considérez la règle des 10 mètres comme un point de contrôle de conception, et non comme un substitut aux normes de projet, à l'évaluation des risques de foudre ou aux exigences du fabricant de l'onduleur.
Maintenir une longueur de câble courte pour le parafoudre CC
Le câblage du parafoudre constitue un chemin de décharge pour les surtensions à haute fréquence. Lors d'une surtension rapide, chaque centimètre supplémentaire de conducteur ajoute une chute de tension inductive. Le principe physique de base est :
V = L x di/dt
Où ?
- V est l'élévation de tension inductive ajoutée par le conducteur
- L est l'inductance du câblage
- di/dt est le taux de montée du courant de surtension
C'est pourquoi un câble de parafoudre (SPD) parfaitement acheminé peut être inefficace s'il forme une longue boucle autour du coffret. Dans les pratiques d'installation basées sur les normes CEI, la longueur totale de connexion sur le chemin de protection du parafoudre est généralement maintenue aussi courte que possible, 0,5 m étant souvent utilisé comme objectif clé pour des connexions efficaces.
Conseils d'installation pratiques :
- Montez le parafoudre à proximité des conducteurs et de la barre de liaison qu'il protège.
- Évitez les longues boucles entre le parafoudre et le conducteur PE/de liaison.
- Évitez les coudes prononcés dans la mesure du possible.
- Maintenez les chemins positifs, négatifs et de liaison compacts et directs.
- Utilisez des sections de conducteurs et une protection de secours conformes aux exigences du fabricant du parafoudre et aux normes applicables.
Comment choisir les caractéristiques nominales d'un parafoudre CC pour le solaire
Lors de la comparaison des fiches techniques de parafoudres CC, ne vous basez pas sur un seul chiffre. La sélection doit prendre en compte la tension, la capacité de courant de choc, le niveau de protection, le comportement en court-circuit et la visibilité de la maintenance.
| Paramètre | Signification | Pourquoi c'est important dans le domaine du solaire photovoltaïque |
|---|---|---|
| UCVP | Tension maximale de fonctionnement continu pour une utilisation en courant continu photovoltaïque | Doit être supérieure à la tension en circuit ouvert maximale du système photovoltaïque dans des conditions de froid |
| En | Courant de décharge nominal, généralement pour des événements de surtension répétés | Indique la durabilité face à des surtensions induites répétées |
| Imax | Courant de décharge maximal dans le contexte d'un test de parafoudre de type 2 | Aide à comparer la gestion des pics de surtension au sein d'une même catégorie d'appareil |
| Jeimp | Courant d'impulsion pour les dispositifs de type 1 ou de type 1+2 | Pertinent là où un courant de foudre partiel peut être présent |
| En haut | Niveau de protection de la tension | Un niveau de protection (Up) plus bas signifie généralement une tension résiduelle plus faible, mais doit être évalué en tenant compte de la coordination et de la longueur des câbles d'installation |
| Direction Iscpv / SCCR | Comportement en court-circuit ou tenue au courant avec protection de secours requise | Critique car le courant de défaut CC photovoltaïque et le comportement de déconnexion diffèrent des systèmes CA |
| Configuration des pôles | Configuration 2P, 3P ou configuration PV spécifique à l'application | Doit correspondre au câblage CC photovoltaïque mis à la terre, non mis à la terre ou spécifique au système |
| Indication d'état | Indicateur visuel et signalisation à distance en option | Aide les équipes de maintenance à savoir quand la cartouche du parafoudre a atteint sa fin de vie |
Ne comparez pas les valeurs nominales en kA sans contexte
Il est tentant de choisir la valeur en kA la plus élevée sur une fiche produit. Ce n'est pas toujours la meilleure méthode de sélection. Un courant de décharge nominal plus élevé peut être utile, mais seulement si l'appareil correspond également aux exigences de Ucpv, Up, de court-circuit, de classification de type, d'emplacement d'installation et de coordination avec les protections amont/aval.
Parafoudre DC Type 1+2 pour le solaire : quand est-ce pertinent ?
Un parafoudre DC de Type 1+2 combine les caractéristiques de courant de foudre et de limitation de surtension dans une même gamme d'appareils. Dans les projets photovoltaïques, il est particulièrement pertinent lorsque le côté DC peut être exposé à une énergie de surtension plus élevée.
Envisagez un parafoudre DC de Type 1+2 lorsque :
- Le bâtiment est équipé d'un système de protection contre la foudre externe.
- Le câblage du champ photovoltaïque ne peut pas maintenir une séparation adéquate par rapport au système de protection contre la foudre.
- Le champ est installé dans un endroit exposé, en plein champ ou au sommet d'une colline.
- Le site présente une densité de foudre élevée ou un coût d'indisponibilité élevé.
- Le cahier des charges du projet exige une protection parafoudre capable de supporter les courants de foudre.
Utilisez un parafoudre CC de type 2 lorsque :
- Le projet nécessite principalement une protection contre les surtensions induites et les transitoires de commutation.
- Il n'y a pas de système de protection externe contre la foudre affectant le champ photovoltaïque.
- Le fabricant de l'onduleur ou la conception du projet spécifie une protection contre les surtensions CC de type 2.
- Une protection est ajoutée à l'intérieur d'un coffret de jonction ou d'un tableau CC côté onduleur pour la protection standard des installations photovoltaïques résidentielles/commerciales.
IEC 61643-31 et IEC 61643-32 : Quelles normes sont importantes ?
Pour la protection contre les surtensions CC des installations solaires photovoltaïques, la référence IEC clé est la série IEC 61643 :
- IEC 61643-31 couvre les exigences et les méthodes d'essai pour les parafoudres connectés au côté CC des installations photovoltaïques.
- CEI 61643-32 fournit les principes de sélection et d'application pour les parafoudres connectés au côté CC des installations photovoltaïques.
- IEC 61643-11 s'applique aux parafoudres connectés aux réseaux de distribution basse tension CA.
Cette distinction est importante car un parafoudre CC pour installation solaire photovoltaïque n'est pas simplement un parafoudre CA avec une étiquette différente. Le contexte des essais, le comportement en tension, les exigences de déconnexion et les risques liés à l'application diffèrent.
Pour les projets en Amérique du Nord, les normes UL 1449 et les exigences du code électrique local peuvent également être pertinentes. Pour tout marché, l'ingénieur du projet doit confirmer l'édition exacte de la norme, son adoption locale, les exigences du manuel de l'onduleur et les exigences de l'autorité compétente.
Documents à demander avant d'approuver un parafoudre DC pour installation solaire
Pour les achats B2B, la question la plus pertinente n'est pas seulement “ quel est le prix ? ”, mais “ quelle documentation prouve que ce parafoudre est adapté à l'application PV DC ? ”
| Document ou preuve | Pourquoi c’est important |
|---|---|
| Fiche technique du parafoudre DC | Confirme Ucpv, In, Imax, Iimp le cas échéant, Up, la configuration des pôles et la méthode de raccordement |
| Documentation de test ou de conformité selon la norme IEC 61643-31 | Aide à vérifier que le dispositif est destiné à la protection contre les surtensions PV DC, et non uniquement à une utilisation avec des parafoudres AC basse tension |
| Schéma de câblage du fabricant | Empêche une connexion incorrecte des pôles, un mauvais acheminement du conducteur de protection (PE) et une configuration de mise à la terre inadaptée |
| Instruction de protection de secours | Confirme si un fusible en amont, un disjoncteur CC (MCB) ou une autre protection est requis |
| Description de l'indication de fin de vie | Confirme la fenêtre visuelle, le comportement de la cartouche débrochable et le contact de télésignalisation optionnel |
| Conseils relatifs à l'environnement et au coffret | Important pour les boîtiers de jonction extérieurs, les fortes chaleurs, l'humidité, les sites côtiers et les risques de condensation |
Si le fournisseur ne peut pas clairement indiquer si le produit est destiné à une utilisation photovoltaïque CC, l'acheteur ne doit pas le considérer comme un parafoudre solaire CC.
Erreurs courantes lors de l'installation de parafoudres solaires
Erreur 1 : Utiliser un parafoudre AC sur le côté DC
Il s'agit de l'erreur de sélection la plus dangereuse. Les circuits photovoltaïques DC nécessitent une protection contre les surtensions spécifiquement conçue pour le courant continu. Un parafoudre AC peut ne pas gérer en toute sécurité la tension et le comportement d'interruption du courant continu d'un circuit photovoltaïque.
Erreur 2 : Choisir une tension Ucpv trop faible
Le temps froid augmente la tension en circuit ouvert (Voc) du système photovoltaïque. Si la tension nominale du parafoudre est sélectionnée en fonction de la tension nominale du système plutôt que de la Voc maximale calculée, le parafoudre peut être sollicité lors d'un fonctionnement normal.
Erreur 3 : Protéger uniquement le côté AC
Un parafoudre AC au niveau du tableau de distribution est utile, mais il ne dispense pas d'évaluer l'exposition aux surtensions du côté DC. Les entrées DC des onduleurs sont souvent les composants électroniques les plus coûteux directement connectés à de longs câbles photovoltaïques extérieurs.
Erreur 4 : Installer le parafoudre trop loin de l'équipement protégé
Un câble long entre le parafoudre (SPD) et l'entrée de l'onduleur réduit la qualité de la protection. Le parafoudre doit être placé à proximité de l'équipement ou du point d'entrée du câble qu'il protège.
Erreur 5 : Longueurs de câbles excessives et grandes boucles de câblage
Les câbles du parafoudre ne se comportent pas comme un câblage électrique basse fréquence classique lors d'une surtension. Les câbles longs ajoutent une tension inductive. Maintenez le chemin de décharge court, direct et compact.
Erreur 6 : Ignorer les signaux d'état à distance
Dans les centrales photovoltaïques commerciales, une cartouche de parafoudre défaillante peut passer inaperçue si l'appareil ne dispose que d'un indicateur visuel à l'intérieur d'un boîtier fermé. Les contacts de signalisation à distance aident les équipes de maintenance à identifier l'état de fin de vie sans attendre la prochaine inspection manuelle.
Erreur 7 : Conception inadéquate des coffrets extérieurs
Les boîtiers de jonction extérieurs sont exposés à la chaleur, aux rayons ultraviolets, à l'humidité et à la condensation. Un parafoudre CC installé dans un coffret mal conçu peut vieillir plus rapidement, même si ses caractéristiques nominales semblent correctes. Pour les armoires solaires extérieures, vérifiez l'indice de protection du coffret, les conditions thermiques, l'étanchéité des presse-étoupes, le contrôle de la condensation et l'accès pour la maintenance.
Liste de contrôle pour la sélection des parafoudres CC destinés aux acheteurs de systèmes solaires
Utilisez cette liste de contrôle avant de demander un prix ou d'approuver une conception de parafoudre PV.
| Élément de contrôle | Ce qu'il faut confirmer |
|---|---|
| Tension du système PV | 600V, 1000V, 1200V, 1500V, ou classe CC spécifique au projet |
| Tension en circuit ouvert (Voc) maximale de la chaîne PV | Inclure la correction pour basse température, pas seulement la tension nominale |
| Type de DPS | Type 2 ou Type 1+2 selon l'exposition à la foudre et la conception du projet |
| Point d'installation | Boîtier de jonction, entrée CC de l'onduleur, aux deux extrémités, ou sortie CA |
| Côté CC vs côté CA | Parafoudre DC pour entrée PV ; parafoudre AC pour sortie onduleur ou côté réseau |
| UCVP | Doit être adapté à la tension DC maximale calculée de l'installation PV |
| En haut | Doit être coordonné avec le niveau de tenue de l'équipement protégé et la longueur des câbles |
| In / Imax / Iimp | Correspondre au niveau d'exposition, à la classification de type et aux spécifications du projet |
| Comportement en court-circuit | Confirmer les exigences de protection de secours ou Iscpv/SCCR à partir de la fiche technique |
| Configuration des pôles | Correspondre au câblage PV mis à la terre, flottant ou spécifique au système |
| Indication d'état | Indicateur visuel, cartouche remplaçable, contact distant si nécessaire |
| Normes | IEC 61643-31/32, UL 1449 ou exigences locales selon le marché |
Format de spécification recommandé pour les parafoudres PV
Pour des demandes de prix plus claires, n'écrivez pas seulement “ prix parafoudre solaire ”. Envoyez une spécification incluant les conditions de conception réelles.
Exemple de format de demande de prix (RFQ) :
| Champ RFQ | Exemple de saisie |
|---|---|
| Application | PV en toiture / PV au sol / station d'onduleurs commerciale |
| Tension du système PV | 1000V DC ou 1500V DC |
| Voc maximale de la chaîne | Valeur calculée à température minimale |
| Type de DPS | Parafoudre DC de type 2 ou parafoudre DC de type 1+2 |
| Point d'installation | Coffret de jonction et/ou entrée DC de l'onduleur |
| Configuration des pôles | 2P, 3P ou spécifique au projet |
| Sens de montage normalisé requis | IEC 61643-31, UL 1449 ou exigence locale |
| Surveillance de l'état | Visuel uniquement ou contact de signalisation à distance |
| État de l'enveloppe (coffret) | Salle d'onduleur intérieure, coffret de jonction extérieur, site côtier, forte chaleur |
Ce format aide VIOX ou tout fournisseur qualifié à présélectionner la famille de parafoudres CC appropriée au lieu de proposer un appareil qui ne correspond qu'à un seul mot-clé.
FAQ
Un seul parafoudre peut-il protéger à la fois le côté CC photovoltaïque et le côté sortie CA ?
Non. Un parafoudre CC protège le côté entrée PV, tandis qu'un parafoudre CA protège la sortie de l'onduleur ou le côté réseau/distribution. Une conception complète de protection contre les surtensions solaires évalue souvent les deux côtés, car l'énergie de surtension peut pénétrer par les câbles PV extérieurs ou par le réseau de distribution CA.
Comment savoir s'il faut installer un ou deux parafoudres CC ?
Vérifiez la distance entre le champ PV ou le coffret de jonction et l'onduleur. Si le cheminement des câbles CC est court, un parafoudre CC correctement placé peut suffire selon la conception du système. Si le cheminement des câbles CC est long, généralement environ 10 mètres ou plus, les ingénieurs évaluent souvent l'installation de parafoudres aux deux extrémités : un près du champ ou du coffret de jonction et un près de l'entrée CC de l'onduleur.
Que se passe-t-il si Ucpv est inférieur à la tension réelle de la chaîne PV ?
Le parafoudre peut interpréter la tension de fonctionnement normale du PV comme une condition de surtension. Cela peut provoquer une surchauffe, une fin de vie prématurée, une indication de défaillance intempestive ou un mode de défaillance dangereux. Ucpv doit être sélectionné au-dessus de la tension en circuit ouvert par temps froid de la chaîne PV, et non seulement au-dessus de la tension nominale de l'onduleur.
Pourquoi la longueur des câbles est-elle importante si le parafoudre (SPD) possède une faible valeur Up ?
La valeur Up indiquée sur la fiche technique du parafoudre est mesurée dans des conditions de test normalisées. Dans une armoire réelle, des câbles longs ajoutent une tension inductive lors d'une surtension rapide. La tension résiduelle effective au niveau de l'onduleur peut être supérieure à la valeur Up marquée sur le parafoudre si le cheminement des câbles est long, en boucle ou mal raccordé.
Un parafoudre DC de type 1+2 est-il toujours préférable à un parafoudre DC de type 2 ?
Pas toujours. Le type 1+2 est utile lorsqu'une exposition aux courants de foudre est attendue, comme dans les systèmes équipés d'une protection contre la foudre externe ou les installations très exposées. Pour de nombreux systèmes photovoltaïques standards en toiture ou commerciaux où les surtensions induites sont la préoccupation principale, un parafoudre DC de type 2 correctement sélectionné peut être le choix approprié. La décision doit suivre l'analyse des risques de foudre du projet et les exigences de conception locales.
Le parafoudre DC doit-il être installé avant ou après l'interrupteur-sectionneur DC ?
La position exacte dépend de la conception du coffret de jonction ou de l'entrée de l'onduleur, ainsi que du schéma de câblage du fabricant. Le point important est que le parafoudre doit être connecté à proximité des conducteurs protégés et de la barre de liaison avec des câbles courts. Il ne doit pas être placé loin simplement pour des raisons de commodité dans l'agencement de l'armoire.
Quel signal à distance un parafoudre DC solaire doit-il fournir pour les systèmes photovoltaïques commerciaux ?
Les systèmes photovoltaïques commerciaux et industriels utilisent souvent des parafoudres avec une fenêtre d'état visuel et un contact de signalisation à distance optionnel, généralement câblé vers un système de surveillance, un circuit d'alarme ou un système de contrôle de supervision. Cela aide les équipes de maintenance à détecter un parafoudre en fin de vie sans avoir à ouvrir manuellement chaque coffret de jonction.
Un parafoudre CC solaire peut-il protéger l'onduleur si le coffret de jonction est éloigné ?
Seulement partiellement. Si le coffret de jonction est éloigné de l'onduleur, le câble reliant les deux peut encore capter des tensions de surtension induites. Dans ce cas, un second parafoudre CC près de l'entrée CC de l'onduleur peut être nécessaire pour réduire la tension de surtension atteignant l'onduleur.
Quels documents dois-je demander à un fournisseur de parafoudres CC avant de les utiliser dans un coffret de jonction PV ?
Demandez la fiche technique du parafoudre CC, le schéma de câblage, la valeur nominale Ucpv, les valeurs nominales In/Imax ou Iimp, la valeur Up, les instructions de protection de secours, les détails sur l'indication de fin de vie, ainsi que la documentation de test ou de conformité relative à la norme IEC 61643-31 le cas échéant. Pour les coffrets de jonction extérieurs, confirmez également les exigences environnementales et de boîtier.
Un parafoudre CC remplace-t-il les fusibles PV, les disjoncteurs CC (MCB) ou les interrupteurs-sectionneurs CC ?
Non. Un parafoudre CC limite les surtensions transitoires. Les fusibles PV ou les disjoncteurs CC protègent contre les surintensités le cas échéant, et les interrupteurs-sectionneurs CC assurent la commutation ou l'isolation. Ces dispositifs remplissent des fonctions différentes et doivent être coordonnés dans la conception du coffret de jonction ou de l'entrée de l'onduleur.
Conclusion
Le meilleur parafoudre CC pour le solaire ne se choisit pas uniquement sur la base de la valeur kA la plus élevée. Il se choisit en faisant correspondre la tension CC PV, le rôle de type 2 ou type 1+2, l'emplacement d'installation, la longueur du câble, la longueur des conducteurs, la conception de la mise à la terre/liaison équipotentielle et les normes pertinentes telles que IEC 61643-31 et IEC 61643-32.
Pour la plupart des acheteurs, la séquence d'évaluation correcte est :
- Confirmer si le point de protection se situe côté courant continu (DC) ou côté courant alternatif (AC).
- Calculer la tension en circuit ouvert (Voc) maximale de la chaîne photovoltaïque dans des conditions froides.
- Sélectionner une classe Ucpv appropriée.
- Choisir entre le Type 2 et le Type 1+2 en fonction de l'exposition à la foudre.
- Placer le parafoudre (SPD) à proximité de l'équipement protégé et maintenir les câbles courts.
- Confirmer la protection de secours, l'indication d'état et l'environnement du boîtier.
Si vous sélectionnez des produits SPD DC pour des boîtiers de jonction photovoltaïques, la protection d'entrée d'onduleur ou des tableaux de distribution solaire, VIOX peut vous aider à trouver la solution adaptée. Gamme de parafoudres (SPD). à la classe de tension réelle, au point d'installation et aux exigences du projet.
