Sécurité électrique : tout savoir sur le parafoudre photovoltaïque

Plusieurs points sont à considérer pour analyser les risques «foudre et surtensions» :
– plus le champ de paeaux solaires est étendu, plus le risque «foudre» est important ;
– le risque multiple: l’effet direct (impact foudre sur les paeaux) et l’effet indirect (surtensions sur les paeaux, sur les convertisseurs/onduleurs sur les autres liaisons) ;
– quand l’installation photovoltaïque est localisée sur des sites industriels, le risque de surtensions de manœuvre doit aussi être particulièrement pris en compte ;
– le niveau de risque est en relation directe avec la densité de foudroiement locale et l’exposition des lignes. Le guide français UTE C 15-712-1doe des indications quant à la nécessité de protection, la sélection et l’installation optimisée des parafoudres.
Tout électricien qui installe des lignes en photovoltaïque doit coaître par coeur ce qui guide, qui reste une recommandation technique et n’a rien d’obligatoire.

«Le parafoudre est donc devenu incontournable dans les installations photovoltaïques. Il faut savoir que la plupart des bureaux d’études intègrent automatiquement un système de parafoudre dans leurs projets, au niveau des armoires ou des boîtes de jonction. En revanche,pour rester présent sur le marché et conserver certains clients, nous avons créé des modules parafoudres sous forme de modules pour circuit imprimé que les fabricants d’onduleurs intègrent directement dans leur matériel, même si ce n’est pas notre offre principale», explique Christian Macanda, responsable produits chez Citel.

La notion de parafoudre a bien été intégrée par le marché des installateurs de photovoltaïque grâce au concours de tous les acteurs: les fabricants, les bureaux d’études et les professioels des bases de doées techniques sur le parafoudre qui ont intégré le concept ainsi que les normes et les législations qui ont évolué. Il faut tout de même souligner que, concernant les installations domestiques ou sur les toitures, un onduleur photovoltaïque possède deux coexions, il est raccordé d’un côté à un paeau (DC) et de l’autre à un réseau de distribution (AC). Le risque de surtension peut venir de ces deux côtés et il est important,voire indispensable d’installer des parafoudres sur chaque coexion. S’il s’agit d’installations plus conséquentes, sur des grandes longueurs(très supérieures à 10m), il faut dupliquer les parafoudres aux deux extrémités de la ligne pour avoir une protection et une sécurité maximale contre les surtensions.

u0022Une idée reçue que j’aimerais contredire concerne la fonction d’un parafoudre,à savoir qu’un parafoudre fonctioe comme un fusible ou un disjoncteur… C’est faux. Un parafoudre vient dériver la surtension qu’il détecte afin d’éviter que cet élément perturbateur rentre dans le système et, s’il est bien installé, un parafoudre a une durée de vie de 15-20 ans au minimum et ne se remplace que très occasioellement (en cas d’agression extrême)u0022 , ajoute Christian Macanda.

Parafoudre coecté
«Même si nous constatons un taux d’incidents très faible, nous proposons une gamme de parafoudres équipés d’un indicateur de fonctioement et d’un système de télésignalisation de défaut qui est conforme aux normes européees et internationales,et qui répond aux critères de fonctioements d’efficacité et de sécurité. Le parafoudre limite la surtension et écoule le courant perturbateur de façon répétitive», précise Christian Macanda. Le premier critère de fonctioement des parafoudres implantés sur les systèmes photovoltaïques repose sur la capacité à encaisser les chocs de courant impulsioel de 15000 ampères au minimum quinze fois sans destruction du matériel ou dégradation de ses performances.
Le second critère de fonctioement est son efficacité à écouler la perturbation. Mais aussi à limiter l’amplitude de tension, la fameuse surtension transitoire. Sur la base d’une surtension qui représente des milliers de volts, le parafoudre va limiter son seuil de déclenchement, dénommé «niveau de protection». Plus ce seuil est réduit, plus il est efficace car la surtension que va subir l’équipement coecté ensuite sera très faible. Tous les systèmes sont équipés d’un indicateur mécanique qui indique la «fin de vie» de l’efficacité du parafoudre. Certains sites tertiaires coectent cette alarme câblée à une GTC. La solution Smart-parafoudre, qui permet une alerte à distance sans fil sur le téléphone ou la tablette du technicien de maintenance que nous possédons reste encore trop chère pour pouvoir l’intégrer automatiquement au parafoudre pour photovoltaïque. Et, comme je le disais, le risque de dysfonctioement et d’incident reste très faible et ne nécessite pas forcément un système d’alerte aussi onéreux.

Rôle du parafoudre dans le stockage de l’énergie photovoltaïque
Depuis trois ans, les systèmes d’énergies renouvelables,dont les paeaux photovoltaïques,se développent pour stocker l’énergie dans des racks de batteries (ESS –Energy  Storage Systems) installés en série. Les câbles entre les modules de batteries représentent des points possibles de défaillance et de surtensions. Dans certains cas, il convient de mettre des parafoudres sur ces systèmes de stockages, même si physiquement ils sont plus éloignés du lieu d’impact de foudre. La différence de potentiel électrique de la terre dû au rayoement de la foudre impacte également les équipements, d’où la nécessité d’intégrer des parafoudres à plusieurs niveaux de l’installation. Ce risque est plus marqué pour les installations industrielles.Le prix moyen d’un parafoudre est inférieur à 100€, ce qui est très faible comparé au coût global d’une installation photovoltaïque. En industriel,contrairement au domestique, l’arrêt de la production d’énergie peut être très pénalisant compte tenu des surfaces. La boe logique serait d’intégrer un parafoudre avant et après l’onduleur,un au niveau des paeaux et un autre au niveau des batteries de stockage. Pourquoi prendre le risque de perte d’exploitation quand le parafoudre rassure tout le monde, y compris l’assureur?