Comment sécuriser son installation photovoltaïque face à la foudre ?
Vous cherchez le coup de foudre ? On vous explique comment ne pas le trouver !
En respectant, quelques règles de base, telles que celles ci-dessous, vous diminuerez votre exposition aux risques d’origine atmosphérique. Néanmoins, la totalité des règles à respecter est disponible dans le norme UTE 15-712-1 consultable ici : Accès à la norme UTE 15-712-1
Protection contre les Surtensions (Parafoudre)
Les surtensions sont des pics de tension transitoires qui peuvent être induits par la foudre ou d'autres événements électriques. Pour protéger les équipements photovoltaïques (panneaux, onduleurs, etc.), il est essentiel d'installer des parafoudres de type 2.
Types de parafoudres à installer :
- Parafoudre type 2 côté courant continu (DC) :
- Les panneaux photovoltaïques produisent du courant continu, qui est particulièrement sensible aux surtensions.
- Un parafoudre doit être installé entre les panneaux photovoltaïques et l’onduleur, sur les lignes DC (courant continu).
- Le parafoudre doit être dimensionné en fonction de la tension maximale du système PV (par exemple, un parafoudre conçu pour des systèmes à 1000 VDC ou plus).
- Parafoudre type 2 côté courant alternatif (AC) :
- Un autre parafoudre doit être installé entre l’onduleur et le réseau électrique (côté courant alternatif). Cela protège les appareils reliés au réseau et l’installation elle-même contre les surtensions venant du réseau ou causées par la foudre.
- Ce parafoudre est dimensionné en fonction des caractéristiques de la tension réseau (en général, 230 V ou 400 V).
Mise à la Terre
La mise à la terre est un élément fondamental de la protection contre la foudre. Tous les éléments métalliques de l'installation photovoltaïque doivent être reliés à la terre pour garantir que l’énergie des surtensions induites puisse être correctement évacuée.
Cadre des panneaux solaires :
- Le cadre métallique des panneaux photovoltaïques doit être connecté à la terre. Cela permet de drainer toute charge électrique accumulée et d’éviter les surtensions.
Mise à la terre des structures de support :
- Les supports métalliques des panneaux, généralement en aluminium ou en acier galvanisé, doivent aussi être connectés au réseau de terre.
Onduleurs et armoires électriques :
- Tous les équipements électriques, y compris les onduleurs et les armoires de contrôle, doivent être reliés à une prise de terre conforme. Cela garantit qu’en cas de surtension ou de défaillance, l’électricité est conduite vers la terre plutôt que de causer des dommages.
L’actualité orageuse nous le rappelle, même si elle n’augmente pas le risque foudre, mettre en toiture une antenne géante que représentent tous ces panneaux reliés les uns aux autres n’est pas anodin.
Chez Avel Heol, nous utilisons deux systèmes pour vous aider à faire la mise à la terre. Dans un premier temps, les agrafes Rayvolt vous permettent la mise à la terre des rails de vos fixations. Puis, les Terragrif de K2 Systems pour la mise à la terre des panneaux sur les rails.
Minimiser votre surface de boucle en toiture
Si le câblage de vos panneaux solaires photovoltaïques semble être un jeu d’enfant, il y a d’autres subtilités que le fameux « fil rouge sur le bouton rouge ».
En effet, des études ont montré que la façon dont on reliait les panneaux entre eux avait une forte influence sur la surtension induite lors d’un coup de foudre.
Sur le schéma ci-dessous :
- À gauche, les panneaux sont tous reliés en série « au plus court », ce circuit formant les limites de l’aire orange
- À droite, les panneaux sont reliés de façon à ce que l’aire jaune soit la plus réduite possible
Lors d’un épisode orageux, le champ magnétique induit sur l’installation photovoltaïque lors d’un coup de foudre peut générer les deux courbes ci-dessous :
On note que si les deux courbes ont le même profil, la surtension générée sur l’implantation de gauche est de 10 fois supérieure à celle de droite.
Rapprocher les câbles a donc un fort enjeu, notamment dans les zones sujettes aux perturbations orageuses.
Mise à la terre efficace car bien distribuée
Une fois votre surface de boucle réduite, il convient de vous intéresser à la liaison équipotentielle de votre installation.
D’une section de 6mm² en cuivre, celle-ci doit être groupée aux liaisons de puissance des panneaux car elle pourrait, elle aussi, générer un phénomène de boucle en cas de foudre (cf schéma de gauche ci-dessous).
Qui plus est, vous devez vous assurer d’une distribution correcte de cette liaison équipotentielle en évitant que le défaut de liaison d’un panneau n’entraîne le défaut des autres.
Résumé
Enfin, quoi que vous puissiez trouver comme contenu sur la toile, n’oubliez pas que l’installation de panneaux photovoltaïques, même si elle n’est pas faite par un installateur, doit respecter un certain nombre de normes qui sont là pour vous permettre de préserver votre intégrité ainsi que celle de vos biens.
Référez-vous aux normes NF C15-100, guides UTE C15 712 -1/2 et UTE XP C15 712-3.