Protection des systèmes solaires photovoltaïques : guide complet des disjoncteurs, fusibles et parafoudres CC/CA

La protection des systèmes photovoltaïques utilise des disjoncteurs, des fusibles et des parafoudres pour prévenir les dommages causés par les défauts électriques. Ces dispositifs assurent la sécurité des installations solaires et évitent des réparations coûteuses.

Pourquoi les systèmes d'énergie solaire photovoltaïque ont-ils besoin de protection ?

La protection des panneaux solaires prévient les dommages causés aux systèmes photovoltaïques par les défauts électriques et les surtensions. Que signifie PV dans le domaine de l'énergie solaire ? PV signifie photovoltaïque, qui convertit la lumière du soleil en électricité.

Le fonctionnement d'un système photovoltaïque commence par la production de courant continu par des cellules solaires. Ce courant circule ensuite à travers des chaînes et des panneaux photovoltaïques jusqu'à des onduleurs qui le transforment en courant alternatif. Chaque étape nécessite une protection.

La protection des circuits d'énergie solaire diffère de celle des systèmes électriques classiques. Les systèmes solaires utilisent des tensions continues élevées, jusqu'à 1 500 V, avec un faible courant de défaut. Les appareils électriques classiques ne peuvent pas supporter ces conditions.

Les dispositifs de protection doivent être conformes aux normes CEI et empêcher les dommages matériels causés par la foudre ou les défauts électriques.

Quels sont les principaux types de protection des circuits solaires ?

Les systèmes photovoltaïques nécessitent une protection en courant continu pour les panneaux haute tension et une protection en courant alternatif pour le raccordement au réseau. Chaque côté gère des caractéristiques électriques et des types de défauts différents.

Les principaux points de protection comprennent :

• Fusibles au niveau des chaînes pour les groupes de panneaux solaires individuels
• Disjoncteurs de niveau réseau pour chaînes combinées
• Dispositifs de protection contre les surtensions et la foudre
• Disjoncteurs CA pour équipements connectés au réseau

TOSUNlux Disjoncteurs CC supporter une capacité de coupure jusqu'à 6000 A pour les installations solaires commerciales.

Comment fonctionnent les disjoncteurs CC dans les systèmes solaires ?

Les disjoncteurs CC répondent aux exigences spécifiques des circuits CC solaires. Ces dispositifs doivent interrompre le courant continu sans le passage par zéro naturel qui permet aux disjoncteurs CA d'éteindre les arcs électriques.

Le disjoncteur TOSUNlux TSB5-63DC est de conception modulaire et offre un pouvoir de coupure jusqu'à 6 000 A et une tension nominale de 800 V. Il est disponible en configurations 1P, 2P, 3P et 4P pour répondre aux différents besoins des systèmes.

Les disjoncteurs à courant continu offrent plusieurs avantages :

• Réinitialisation sans remplacement de pièces
• Dispositif de déconnexion intégré pour la maintenance
• Commande à distance du système
• Indication visuelle de l'état du voyage

Ces appareils réussissent les tests conformes à la norme IEC60947-2 et nécessitent la certification INTERTEK.

Pourquoi les fusibles sont-ils importants pour la protection des chaînes solaires ?

Les fusibles des chaînes solaires assurent une protection contre le courant inverse lorsque les panneaux sont ombragés ou endommagés. Fusible pour système d'énergie solaire Les installations utilisent des dispositifs spécialisés fonctionnant en courant continu à de faibles courants de défaut.

Les fusibles photovoltaïques offrent des temps de réponse plus rapides que les disjoncteurs pour la protection des chaînes. Ils assurent un pouvoir de coupure en courant continu plus élevé, jusqu'à 50 kA, et fonctionnent de manière optimale à des températures allant de -40 °C à +90 °C.

Les avantages de Fuse comprennent :

• Coût par point de protection réduit
• Taille plus petite
• Aucune usure au fil du temps
• Meilleure coordination

Les fusibles solaires doivent être conformes aux normes IEC 60269-6 (gPV) et UL 248-19 pour un fonctionnement fiable.

Quel est le rôle des dispositifs de protection contre les surtensions ?

La foudre peut détruire en quelques secondes des équipements solaires non protégés. parafoudres photovoltaïques Dériver les pics de tension dangereux vers la terre avant qu'ils n'atteignent les onduleurs et les systèmes de contrôle.

Les parafoudres photovoltaïques TOSUNlux sont certifiés CE et UKCA par INTERTEK. Ils réussissent les tests de certification DC 600 V, DC 800 V et DC 1 000 V. Ces dispositifs sont disponibles en configurations bipolaires ou tripolaires et présentent une conception modulaire.

La protection contre les surtensions devient essentielle lorsqu'on prend en compte les coûts de remplacement des onduleurs et des équipements de surveillance endommagés.

Les dispositifs de protection contre les surtensions CC doivent pouvoir gérer :

• Tension maximale supérieure à la tension du système
• niveaux actuels de surtension prévus
• Niveau de protection contre les surtensions pour les équipements
• Classement de type 1 ou de type 2 en fonction de l'emplacement

Comment les disjoncteurs AC protègent-ils les onduleurs solaires ?

Les disjoncteurs à courant alternatif des systèmes solaires gèrent des charges différentes de celles des disjoncteurs à courant continu. Choisir les disjoncteurs adaptés pour la protection d'un onduleur photovoltaïque solaire implique d'adapter les valeurs nominales des disjoncteurs aux spécifications de sortie de l'onduleur.

Les disjoncteurs CA doivent supporter les courants de démarrage de l'onduleur et la distorsion harmonique due à la conversion de puissance. Les disjoncteurs CA standard fonctionnent, mais peuvent se déclencher inutilement s'ils ne sont pas correctement dimensionnés.

Le Interrupteur d'isolation CA/CC Ce choix influe sur les procédures de maintenance. Les sectionneurs CA respectent les normes électriques, tandis que l'isolation CC nécessite des dispositifs spéciaux résistants à l'arc électrique.

Qu’est-ce que la coordination de la protection dans les systèmes solaires ?

Les fusibles des chaînes doivent éliminer les défauts avant que les disjoncteurs du système ne se déclenchent. Cela évite l'arrêt complet du système lorsqu'une seule chaîne présente un problème. Sans une coordination adéquate, un défaut sur une seule chaîne peut mettre hors service l'ensemble du système.

Utilisez les courbes temps-courant pour sélectionner les caractéristiques des dispositifs. Un fusible de chaîne de 15 A doit s'éteindre en 0,1 seconde, tandis qu'un disjoncteur de 125 A nécessite 1 seconde. Ce rapport de 10:1 garantit la sélectivité.

La coordination nécessite également une correspondance avec les exigences du code de protection du réseau électrique et d'arrêt rapide pour la sécurité des premiers intervenants.

Comment les facteurs environnementaux affectent-ils les dispositifs de protection ?

Les installations solaires sont soumises à des conditions environnementales extérieures difficiles, notamment des températures extrêmes, l'humidité, l'exposition aux UV et les vibrations mécaniques. Les dispositifs de protection doivent maintenir leurs performances dans ces conditions, avec des indices de protection IP appropriés.

La température ambiante influe sur les performances et les caractéristiques de l'appareil. Dans les environnements à haute température, des calculs de réduction de puissance sont nécessaires pour garantir un fonctionnement sûr et conforme aux spécifications du fabricant.

Les considérations environnementales comprennent :

• Indice de protection IP65 ou supérieur pour les installations extérieures
• Matériaux résistants aux UV pour une durabilité à long terme
• Facteurs de déclassement thermique pour les climats chauds
• Résistance à la corrosion pour les environnements côtiers

FAQ

Quelle protection est nécessaire pour les systèmes photovoltaïques solaires ? 

Les systèmes solaires nécessitent des disjoncteurs ou des fusibles CC pour la protection des chaînes, des dispositifs de protection au niveau du champ, des dispositifs de protection contre les surtensions pour la protection contre la foudre et des disjoncteurs CA pour la protection de la sortie de l'onduleur.

Pourquoi les disjoncteurs standard ne peuvent-ils pas être utilisés pour les applications solaires en courant continu ? 

Les disjoncteurs classiques pour courant alternatif ne peuvent pas interrompre efficacement le courant continu, car les circuits à courant continu ne présentent pas le passage par zéro naturel qui contribue à l'extinction des arcs électriques. Des dispositifs spécifiques au courant continu sont donc nécessaires pour les systèmes solaires.

Comment dimensionner les dispositifs de protection de mon installation solaire ? 

Le dimensionnement du dispositif de protection dépend du courant de court-circuit du panneau solaire, du calcul de la tension du système et de l'ampérage admissible du conducteur. Appliquez un coefficient multiplicateur de 1,25 ou 1,56 fois le courant de court-circuit selon le type de dispositif.

Conclusion

Les systèmes solaires nécessitent des disjoncteurs, des fusibles et des parafoudres spécifiques conçus pour les applications en courant continu. Ces dispositifs supportent les hautes tensions et les faibles courants de défaut, contrairement aux équipements standards. Une protection adéquate garantit la sécurité des équipements et leur conformité aux normes de sécurité tout au long de la durée de vie du système.