Installations photovoltaïques (partie 2)
Dans la suite de cet article, nous aborderons la protection contre la foudre et les surtensions, la pose et le montage appropriés des canalisations DC, ainsi que la boîte de jonction du générateur et ses composants.
Protection contre les surtensions
La protection contre les surtensions sert principalement à sécuriser les installations contre les surtensions causées par des manœuvres et par la foudre. Les installa-tions du côté DC sont davantage mises en danger par des coups de foudre.
Le montage d‘une installation solaire permet de ne pas modifier l‘obligation ni la classe de protection contre la foudre. Afin de protéger les bâtiments et les installations de manière fiable contre des situations de surtension, il serait nécessaire de réaliser une analyse des risques conformément à la norme SN EN 62305-10. Dans la pratique, l‘installation est toutefois protégée par des systèmes de protection contre la foudre d‘après les règles SNR 464022:2015 dans la plupart des cas. À ce propos, les installations sont directement raccordées au système de capture.
Dans le cas de cette variante, il convient d‘accorder une attention particulière à la corrosion. Le contact de l‘installation de protection contre la foudre, souvent composé du cuivre, et le cadre en aluminium de l‘installation photovoltaïque entraîne le déclenchement d‘une réaction chimique. Au cours de cette dernière, le matériau le moins noble, soit l‘aluminium, se décompose. C‘est la raison pour laquelle il est recommandé d‘utiliser des bornes en acier chromé ou plutôt des bornes bimétalliques dites Cupal. Les bornes en acier chromé présentent une résistance de contact relativement importante qui ne joue toutefois aucun rôle décisif dans le cas de tensions et de courants élevés dus aux coups de foudre.
Par ailleurs, il est recommandé de ne pas percer les cadres des panneaux car une telle opération entraînerait la perte des droits à la garantie pour ces derniers. Les panneaux seront reliés à l‘installation de protection contre la foudre par des raccords de serrage, si nécessaire.
En outre, la protection contre les coups de foudre assurée par des pointes de capture selon le procédé de l‘angle de protection constitue une variante supplémentaire. Elle nécessite de respecter une distance de séparation. Les pointes de capture et les descentes de ces dernières doivent présenter une distance minimale calculée à l‘aide d‘une formule tirée des normes. Plus le point de rapprochement de la descente est éloigné, plus la distance de séparation augmente et la classe de protection contre la foudre doit être également prise en considération. Si aucune installation de protection contre la foudre n‘est posée de gré ou de force, alors l‘installation photovoltaïque doit être raccordée à la liaison équipotentielle de protection conformément aux indications de la NIBT.
La protection contre les surtensions est également assurée par la mesure suivante: des parafoudres sont intégrés dans les canalisations DC. Les parafoudres doivent être capables de résister à un courant de foudre. Autrement dit, ils doivent être de type 1. Par ailleurs, il est indispensable de veiller à ce que les parafoudres soient conçus pour être posés sur des installations photovoltaïques. Les parafoudres d‘installations photovoltaïques doivent être construits afin de résister à la fois à un courant pratiquement constant dans la quasi-totalité des états de fonctionnement, ainsi qu‘à une tension accrue du système en cas de température très haute ou très basse. De plus, les parafoudres doivent être installés le plus près possible de l‘entrée des bâtiments afin d‘empêcher la survenue de surtensions dans ces derniers.
Dans le cas d‘une intégration, il est impérativement nécessaire de respecter les indications des fiches d‘instruction et des consignes de montage des fabricants afin de pouvoir garantir une protection optimale de l‘installation. Néanmoins, il est regrettable que de nombreuses erreurs soient commises lors de l‘intégration des parafoudres et que celles-ci réduisent, parfois à néant, le niveau de protection de l‘installation. À ce propos, la disposition en parallèle des canalisations « protégées » et des canalisations « non protégées » sur le même tracé constitue une erreur malheureusement commise à intervalles très fréquents.
Pose de canalisations
Tout d‘abord, les boucles de conducteurs doivent être empêchées dans la mesure du possible. Il est important que la surface entourée des canalisations des chaînes ou des canalisations d‘alimentation de ces dernières soit la plus petite possible. Le respect de cette recommandation permet de réduire considérablement le couplage électromagnétique. En cas de coup de foudre à proximité, le couplage électromagnétique est susceptible de causer des tensions dangereusement élevées et, par conséquent, des dommages importants. Au cours de l‘introduction des câbles dans le bâtiment, il est nécessaire de veiller à ce que l‘eau ne puisse pas s‘infiltrer dans ce dernier. En outre, l‘étanchéité à l‘air de l‘enveloppe du bâtiment doit être maintenue et la formation de ponts thermiques doit être exclue.
Un endommagement des canalisations DC et une mauvaise qualité des contacts enfichables peuvent provoquer des incendies. C‘est précisément dans le cas d‘installations intégrées dans le toit et directement montées sur la sous-toiture que le danger est très important, et ce, en raison de l‘absence de toiture protectrice. Il faut travailler avec un soin particulier lors du montage des fiches. Les indications contenues dans les notices de montage des fabricants doivent être absolument respectées et seuls les câbles appropriés et conçus pour les fiches correspondantes doivent être raccordés. Les canalisations à isolation renforcée et les gaines de protection nécessitent l‘utilisation d‘un matériau résistant aux ultraviolets étant donné que les canalisations sont exposées à la pluie et au rayonnement solaire. En outre, les espaces vides des avant-toits doivent être rendus inaccessibles aux rongeurs et à d‘autres animaux. Il est interdit de monter des canalisations DC dans la zone des voies d‘évacuation et de secours verticales destinées aux services d‘intervention à moins qu‘elles ne disposent d‘un revêtement conforme aux normes. Le tableau 1 du guide de protection incendie « Capteurs et panneaux solaires 2001-15fr » de l‘AEAI permet de réaliser la mise en œuvre les canalisations. Les canalisations qui passent par plusieurs étages seront posées de préférence dans un conduit ou une goulotte métallique. En guise d‘alternative, il est également possible d‘utiliser un câble doté d‘un conducteur de protection concentrique (GKN, par exemple). Les canalisations en PVC ne sont pas autorisées. Dans le cas de nouvelles constructions, les murs font l‘objet d‘un bétonnage accru afin de garantir leur résistance aux séismes. De plus, il est recommandé d‘encastrer les conduits pour les canalisations DC dans les murs en béton. Les avantages de ces modes de pose sont les suivants: un couplage faible du courant de foudre, une protection optimale contre les surtensions et les contacts et une protection mécanique idéale. Si des conduits métalliques, des goulottes ou des câbles à conducteur concentrique ne sont pas posés, il est nécessaire de respecter une longueur de canalisation critique. La longueur de canalisation critique dépend du type de canalisation, du nombre de coups de foudre par kilomètre carré, ainsi que de l‘année et de la mise en œuvre de l‘installation photovoltaïque. Si des canalisations non blindées d‘une longueur supérieure à 10 m sont prévues, il convient de fournir les justifications relatives aux mesures de protection. À l‘heure actuelle, un nombre croissant de systèmes et de produits de surveillance destinés à l‘optimisation des mesures de protection des installations photovoltaïques sont mis sur le marché. En outre, une comparaison des produits aux besoins des clients et de leurs installations s‘avère une décision payante et judicieuse.
Boîte de jonction du générateur (BJG) / Boîte de jonction du champ de panneaux photovoltaïques
La boîte de jonction du générateur sert de « point de raccordement » pour les canalisations DC situées à proximité immédiate de l‘entrée des bâtiments. C‘est à cet endroit que sont intégrés les interrupteurs-sectionneurs DC pour les interrupteurs de protection incendie ou bien l‘« interrupteur pour sapeurs-pompiers ». La boîte de jonction du générateur avec interrupteur-sectionneur fait partie de l’«interrupteur pour sapeurs-pompiers»
Les boîtes de jonction du générateur doivent présenter un indice de protection IP correspondant au lieu de montage et elles doivent être protégées contre les influences externes. De plus, il est nécessaire de veiller à la protection contre la foudre, le cas échéant, et la protection contre les surtensions des canalisations DC est également intégrée dans les boîtes de jonction du générateur. Par ailleurs, l‘interrupteur-sectionneur DC est tout particulièrement conçu pour le couplage de courants continus importants. Ces interrupteurs ont intégré un «dispositif de commutation à tension nulle» du côté commande. Dès que la tension chute du côté commande, l‘interrupteur-sectionneur situé à proximité des générateurs coupe la tension du côté sortie. Ainsi, l‘activation des «interrupteurs pour sapeurs-pompiers» et des interrupteurs de protection incendie ou une défaillance de l‘approvisionnement en énergie entraîne la mise hors tension en toute sécurité de la canalisation DC en aval de la boîte de jonction du générateur. Par ailleurs, les «interrupteurs pour sapeurs-pompiers» ne sont pas prescrits pour toutes les installations en Suisse. En outre, la décision d‘intégrer un «interrupteur pour sapeurs-pompiers» reviendra à l‘autorité cantonale de protection incendie concernée qui décidera également du site et du modèle du poste de commande pour les sapeurs-pompiers.
Texte et images par
Daniel Rölli
Techro
Graphique:
AEAI