En résumé : Un coffret de raccordement solaire regroupe plusieurs chaînes de panneaux solaires en une seule sortie avant d'alimenter l'onduleur. Il simplifie le câblage, renforce la sécurité grâce à une protection contre les surintensités et réduit les coûts d'installation. Cependant, il n'est généralement nécessaire que pour les systèmes comportant quatre chaînes de panneaux ou plus.
Qu'est-ce qu'un boîtier de combinaison solaire ?
Un coffret de combinaison solaire est un boîtier électrique qui combine la sortie de plusieurs chaînes de modules photovoltaïques pour la connexion à l'onduleur. Il abrite des fusibles de protection contre les surintensités d'entrée pour plusieurs chaînes, dont le nombre varie de 3 à 52.
Considérez-le comme un hub central où convergent tous les câbles de vos panneaux solaires avant d'être acheminés vers l'onduleur. Au lieu de faire passer des dizaines de câbles distincts directement vers votre onduleur, le boîtier de raccordement centralise tout en un seul point de connexion clair et facile à gérer.
Le coffret de raccordement solaire est similaire à une boîte de jonction : il s'agit d'un boîtier électrique qui regroupe plusieurs fils et câbles via différents ports. Ce dispositif, d'apparence simple, joue un rôle crucial pour rendre les installations solaires plus sûres, mieux organisées et plus rentables.
Comment fonctionne un boîtier de combinaison solaire ?
Le fonctionnement d'un coffret de raccordement solaire est simple mais essentiel. Chaque conducteur de chaîne est relié à une borne à fusible et les sorties des entrées protégées par fusible sont regroupées sur un seul conducteur reliant le coffret à l'onduleur.
Voici le processus étape par étape :
- Étape d'entrée : Plusieurs chaînes de panneaux solaires entrent dans le boîtier de combinaison via des bornes individuelles
- Étape de protection : Chaque chaîne passe par son propre fusible ou disjoncteur pour la protection contre les surintensités
- Étape de combinaison : Un jeu de barres ou un bornier regroupe toutes les entrées protégées
- Étage de sortie : Un seul câble de plus grande capacité transporte l'énergie combinée vers l'onduleur
Le combineur solaire prend en charge la sortie de plusieurs cellules photovoltaïques et les combine en une seule ligne avant de les transmettre à l'onduleur. Ce processus maintient les tensions de chaque chaîne tout en additionnant les courants, maximisant ainsi la puissance délivrée à l'onduleur.
Composants clés à l'intérieur d'un boîtier de combinaison solaire
Comprendre les composants internes permet d’expliquer comment ces appareils offrent à la fois fonctionnalité et protection :
Disjoncteurs ou fusibles
Les disjoncteurs à boîtier moulé CC (MCCB) protègent les circuits d'un système de production d'énergie solaire et conviennent aux systèmes photovoltaïques de plus grande puissance, avec des puissances nominales comprises entre 63 A et 630 A. Les fusibles de chaîne PV protègent contre les surintensités en interrompant le flux d'électricité en cas d'accident, empêchant ainsi le courant inverse de continuer à circuler.
Dispositifs de protection contre les surtensions (SPD)
DC Dispositifs de protection contre les surtensions Protéger le système contre les surtensions transitoires, en conduisant les surtensions dans le sol et en protégeant les équipements en aval des dommages potentiels causés par les surtensions. Ceci est particulièrement important pour les installations extérieures exposées à la foudre.
Interrupteur de déconnexion DC
Les interrupteurs de déconnexion CC isolent un circuit lors d'une surtension ou d'un court-circuit, permettant une maintenance sûre et des arrêts d'urgence.
Barres omnibus ou borniers
Le jeu de barres est une bande métallique conductrice à points de connexion multiples qui relie de nombreux fils entrants en une seule unité. Ce composant combine physiquement les sorties électriques de toutes les chaînes.
Enceinte
Le boîtier résistant aux intempéries protège tous les composants internes des agressions extérieures. La plupart des boîtiers de combinaison solaire sont livrés dans des boîtiers extérieurs de classe NEMA 3R minimum, bien que les boîtiers en acier NEMA 4 et non métalliques NEMA 4X soient plus courants.
Types de boîtiers de combinaison solaire
Boîtiers de combinaison CC standard
Il s'agit du type le plus courant, conçu pour combiner plusieurs entrées CC d'un panneau solaire en une seule sortie. Il est idéal pour les installations solaires standard où simplicité et efficacité sont essentielles.
Boîtes de combinaison CA
Les boîtiers de combinaison CA sont équipés d'un disjoncteur à boîtier moulé CA intégré (MCCB) pour l'entrée CA, généralement utilisé pour regrouper les circuits CA des onduleurs dans des systèmes plus grands.
Boîtes de combinaison AFCI
Les boîtiers de raccordement de disjoncteurs de défaut d'arc (AFCI) détectent les signaux de défaut d'arc et interrompent le circuit avant que le défaut ne se transforme en incendie ou en court-circuit. Ils constituent donc un excellent choix pour les installations où la sécurité incendie est une préoccupation majeure.
Boîtes de jonction de déconnexion
Ces boîtiers offrent la fonctionnalité supplémentaire de déconnecter le panneau solaire en un seul point, offrant une couche de sécurité supplémentaire pour des arrêts rapides en cas d'urgence ou de maintenance.
Quand avez-vous besoin d’un boîtier de combinaison solaire ?
La décision d'utiliser un boîtier de combinaison dépend principalement de la taille de votre système :
Systèmes nécessitant des boîtiers de combinaison (4 chaînes ou plus)
Si un projet ne comporte que deux ou trois chaînes, comme une maison classique, un boîtier de raccordement n'est pas nécessaire. Il suffit de raccorder la chaîne directement à un onduleur. Ce type de boîtier est réservé aux projets de grande envergure, de quatre à 4 000 chaînes.
Des boîtiers de raccordement sont nécessaires lorsque plus de trois chaînes solaires doivent être connectées à l'onduleur. Si le nombre de chaînes solaires est inférieur à trois, elles peuvent être connectées directement à l'onduleur sans dispositif supplémentaire.
Petits systèmes résidentiels (1 à 3 chaînes)
Pour les petits systèmes solaires résidentiels à une ou deux chaînes, un coffret de raccordement solaire n'est pas indispensable. Ces installations sont plus simples et nécessitent moins de connexions, ce qui facilite la gestion du câblage sans équipement supplémentaire.
Cependant, même les systèmes plus petits peuvent bénéficier de boîtiers de combinaison si vous prévoyez une extension future ou si vous souhaitez des capacités de surveillance et de déconnexion centralisées.
Applications commerciales et industrielles
La plupart des installations commerciales et industrielles bénéficieront de l'utilisation d'un combinateur solaire. Ces systèmes comportent souvent de nombreux panneaux et chaînes solaires. Un coffret de combinaison peut donc simplifier le système et réaliser des économies en réduisant considérablement le matériel et le temps d'installation.
Principaux avantages des boîtiers de combinaison solaire
Réduction des coûts
Les coffrets de raccordement solaires regroupent l'énergie entrante en une seule alimentation principale qui alimente un onduleur solaire. Cela permet de réduire les coûts de main-d'œuvre et de matériaux grâce à la réduction du câblage.
Les économies de coûts proviennent de :
- Besoins en câbles réduits : Au lieu de faire passer plusieurs câbles vers l'onduleur, vous n'avez besoin que d'un seul gros câble de sortie
- Main d'œuvre d'installation réduite : Le câblage simplifié réduit le temps d'installation
- Moins de connexions d'onduleurs : La complexité réduite de l'onduleur réduit la difficulté d'installation
Sécurité et protection renforcées
Les boîtiers de combinaison solaire sont conçus pour fournir une protection contre les surintensités et les surtensions afin d'améliorer la protection et la fiabilité de l'onduleur.
Les avantages en matière de sécurité comprennent :
- Protection contre les surintensités pour chaque chaîne individuelle
- Protection contre les surtensions contre la foudre et les pics de tension
- Arrêt d'urgence capacité via des interrupteurs de déconnexion
- Prévention des incendies grâce à la protection AFCI dans les modèles avancés
Organisation améliorée du système
En regroupant tous les câbles au même endroit, le nombre de connexions aux bornes des fusibles est réduit, ce qui permet de localiser facilement chaque fil. Grâce aux coffrets de raccordement solaires, il est plus simple et plus rapide de gérer l'ensemble du système de panneaux solaires depuis un seul point.
Maintenance simplifiée
Ils simplifient la maintenance et les réparations, car chaque connexion est facilement localisée, déconnectée et reconnectée. En cas de problème, les techniciens peuvent rapidement identifier la chaîne en cause sans avoir à vérifier chaque connexion du panneau.
Minimisation des pertes d'énergie
Idéalement positionné au sein du système photovoltaïque, le coffret de raccordement contribue à limiter les pertes d'énergie. Un positionnement judicieux réduit les chutes de tension et les pertes de résistance liées aux longs câbles.
Comment choisir le bon boîtier de combinaison solaire
Considérations relatives au dimensionnement du système
Les fabricants de coffrets de raccordement solaire proposent souvent des boîtiers pouvant accueillir trois chaînes ou plus. Pour dimensionner correctement le coffret, déterminez le nombre de chaînes de votre système et utilisez-le pour déterminer la taille minimale du coffret. Le dimensionnement du coffret dépend également de la tension et du courant de la chaîne.
Planification de l'expansion future
Vous pouvez également envisager d'éventuelles mises à niveau futures. Si vous prévoyez d'ajouter d'autres chaînes ultérieurement, pensez à trouver un boîtier pouvant accueillir des disjoncteurs supplémentaires.
Protection de l'environnement
Pour les installations extérieures, optez au minimum pour un indice IP65 ou NEMA 3R. Si vous évoluez dans un environnement plus difficile (côtier, pluvieux, poussiéreux), optez pour un indice IP66/IP67 ou NEMA 4X pour une meilleure protection.
Qualité et certifications
La qualité du boîtier de raccordement est primordiale, car il protège les autres composants. Pour garantir sa qualité, le boîtier doit être conforme à certaines certifications, comme la norme UL1741.
La Conformité Au Code
Assurez-vous que le coffret de raccordement est conforme aux normes de sécurité importantes, telles que UL 1741 ou UL 508A. Il doit également respecter les codes NEC ou IEC pour garantir la sécurité et la conformité de votre système. Si votre installation l'exige, recherchez l'assistance AFCI pour détecter rapidement les arcs électriques dangereux.
Bonnes pratiques d'installation
Placement optimal
Le boîtier de combinaison doit être placé entre les modules solaires et l'onduleur. Un positionnement optimal dans le parc permet de limiter les pertes de puissance. Son emplacement est primordial, car un boîtier de combinaison mal placé peut potentiellement augmenter les coûts du BOS CC en raison des pertes de tension et de puissance.
Considérations clés sur le placement :
- Minimiser les longueurs de câbles des panneaux pour réduire la chute de tension
- Emplacement accessible pour l'entretien et les inspections
- Protégé de la lumière directe du soleil pour réduire l'accumulation de chaleur
- Évitez les zones sujettes à l'humidité malgré les indices de résistance aux intempéries
Installation professionnelle
Si vous avez des connaissances de base en électricité, l'installation d'un coffret de raccordement pré-câblé peut être envisageable. Cependant, pour les systèmes solaires de plus grande taille ou les installations complexes, il est préférable de faire appel à un professionnel pour garantir un câblage correct, la sécurité et le respect des réglementations locales.
Maintenance et surveillance
Exigences minimales de maintenance
Les coffrets de raccordement nécessitent peu d'entretien. L'environnement et la fréquence d'utilisation doivent déterminer le niveau d'entretien. Il est conseillé de les inspecter régulièrement pour détecter d'éventuelles fuites ou des connexions desserrées, mais un coffret de raccordement correctement installé devrait continuer à fonctionner pendant toute la durée de vie du projet solaire.
Liste de contrôle d'inspection régulière
Bien qu'il soit peu probable qu'un entretien soit nécessaire, il est recommandé d'inspecter régulièrement les coffrets de raccordement pour s'assurer de leur bon fonctionnement. Un coffret de raccordement de mauvaise qualité ou défectueux peut tomber en panne, prendre feu et causer des dommages importants à votre système photovoltaïque.
Les inspections périodiques devraient inclure :
- Vérification des connexions desserrées
- Inspection des joints pour détecter toute intrusion d'humidité
- Vérification de l'intégrité du fusible ou du disjoncteur
- Test de la fonctionnalité de déconnexion
- Surveillance des données de performance du système
Considérations sur les coûts et le retour sur investissement
Investissement initial vs. avantages à long terme
Bien que les boîtiers de combinaison ajoutent un coût initial à votre installation solaire, ils offrent une valeur significative grâce à :
- Réduction des coûts de main-d'œuvre pour l'installation
- Coûts de matériaux réduits par consolidation de fils
- Fiabilité améliorée du système réduire les appels de service
- Dépannage plus facile minimiser les temps d'arrêt
- Capacité d'extension future éviter la refonte du système
Quand l'investissement a du sens
Si votre installation solaire comprend plusieurs chaînes de panneaux, un boîtier de combinaison solaire peut réduire considérablement les coûts de matériaux et de main-d'œuvre en minimisant la complexité du câblage.
Pour les systèmes à quatre chaînes ou plus, les avantages compensent généralement le coût supplémentaire. Même pour les systèmes plus petits, l'investissement peut être rentable si vous accordez de l'importance à l'organisation du système, aux fonctionnalités de sécurité ou si vous prévoyez une extension future.
Conclusion
Les coffrets de raccordement solaires constituent des plateformes d'organisation et de sécurité essentielles pour les installations solaires de moyenne et grande taille. En regroupant plusieurs chaînes de panneaux en une seule sortie, ils simplifient le câblage, améliorent la protection et réduisent les coûts. Bien qu'ils ne soient pas indispensables pour les petits systèmes résidentiels de trois chaînes ou moins, les coffrets de raccordement deviennent de plus en plus précieux à mesure que la complexité du système augmente.
Lors du choix d'un coffret de raccordement, privilégiez la qualité, un dimensionnement adapté, la protection de l'environnement et la conformité aux normes. Avec une installation correcte et un entretien minimal, un coffret de raccordement de qualité vous offrira des décennies de service fiable tout en rendant votre système solaire plus sûr et plus facile à gérer.
Que vous planifiez une nouvelle installation ou que vous mettiez à niveau un système existant, comprendre ce que fait un boîtier de combinaison solaire et quand vous en avez besoin vous aidera à prendre des décisions éclairées concernant votre investissement solaire.
En rapport
Le guide ultime des boîtiers combinés solaires : Des principes de base aux technologies avancées
