1.Les dangers cachés derrière l'essor de l'industrie photovoltaïque

Ces dernières années, le marché mondial du photovoltaïque a connu une croissance fulgurante. Je me souviens encore du salon de l'énergie solaire auquel j'ai assisté en Allemagne il y a cinq ans : la puissance des modules les plus courants avoisinait alors les 300 W. Aujourd'hui, il n'est pas rare de voir des modules bifaciaux de plus de 600 W. Cependant, au milieu de cette explosion des installations, un point crucial est souvent négligé : la protection du système.

L'année dernière, notre entreprise a traité un cas en Turquie : une centrale électrique au sol de 5 MW. Trois mois après son raccordement au réseau, quatre onduleurs ont grillé successivement. L'enquête sur site a révélé que le propriétaire avait réalisé des économies en omettant d'installer des parafoudres côté courant continu. Le préjudice final s'est élevé à plus de 200 000 dollars américains, soit l'équivalent de l'achat de plusieurs centaines de parafoudres haut de gamme. Ce type d'incident est malheureusement fréquent dans le secteur.

2.Les « assassins de tension » auxquels sont confrontés les systèmes photovoltaïques

2.1Foudroiement : la menace la plus dangereuse

J'ai découvert un projet de production d'énergie complémentaire pour la pêche et la radioactivité à Hainan. La région connaît plus de 90 jours d'orages par an. Le responsable des opérations m'a expliqué qu'avant l'installation des parafoudres, ils vivaient dans la crainte constante des orages. L'incident le plus grave s'est produit lorsqu'un éclair a provoqué la mise hors service simultanée de tous les onduleurs de type chaîne de l'ensemble du parc.

Il est intéressant de constater que beaucoup pensent que seuls les impacts de foudre directs sont dangereux. En réalité, nos données de détection montrent que les impacts de foudre dans un rayon de 3 kilomètres peuvent générer une surtension induite suffisamment puissante pour endommager les équipements. Au Brésil, par exemple, un impact de foudre sur une ferme voisine a provoqué la défaillance de tous les modules de surveillance du système photovoltaïque.

2.2Fluctuations du réseau : le tueur invisible

Lors de notre participation à la mise en service d'un projet d'installation de toitures électriques au Vietnam l'année dernière, nous avons enregistré des données étonnantes : les fluctuations de tension du réseau électrique local pendant les périodes de pointe dépassaient souvent 15 %. Cette distorsion continue de la tension est plus préjudiciable à la durée de vie des équipements que les surtensions instantanées.

Le problème le plus préoccupant est le courant de surtension généré par le système photovoltaïque lui-même. Souvenez-vous, lors de tests effectués sur une certaine marque d'onduleur, la pointe de tension produite à l'arrêt était quatre fois supérieure à la tension nominale ! Ce type de courant de surtension « auto-généré et auto-consommé » passe souvent inaperçu chez les propriétaires.

3.Comment le SPD protège-t-il le système photovoltaïque ?

3.1Protection multicouche : Enfilez un « gilet pare-balles » pour le système

Un bon système de protection devrait être comme un oignon, avec de multiples couches de défense. Nous recommandons généralement à nos clients d'adopter unstratégie de protection à trois niveaux:

Niveau du tableau :Installez un parafoudre de type 2 au niveau du boîtier de raccordement pour vous protéger contre la plupart des éclairs induits.

Niveau de l'onduleur : Utilisez un parafoudre photovoltaïque dédié côté entrée CC. Portez une attention particulière au choix de la tension Uc.

Point de raccordement au réseau :Installez un parafoudre adapté aux caractéristiques du réseau local côté courant alternatif.

3.2Erreur de sélection : plus le paramètre est élevé, mieux c’est

On constate souvent que les clients recherchent aveuglément des valeurs Imax élevées. En réalité, pour la plupart des projets distribués, une capacité de décharge de 20 kA est suffisante. La clé réside dans :

- Capacité d'adaptation de tension (Uc ≥ 1,2 × Tension maximale du système)

- Niveau de tension résiduelle (Ceci est crucial car cela détermine si l'équipement peut être réellement protégé)

- Fonction d'indication de dégradation (Ceci est extrêmement important car cela peut éviter le « SPD zombie »)

Un client australien a insisté pour installer un parafoudre d'une capacité de 40 kA. Cependant, en raison du choix d'une tension Uc trop faible, le parafoudre a vieilli prématurément alors que le système était soumis à une faible charge.

3.3Ne laissez pas les lacunes en matière de protection faire baisser les rendements de vos investissements

J'ai constaté que trop de propriétaires, pourtant soucieux du détail, sont prêts à investir des sommes considérables dans des composants haut de gamme, mais se montrent excessivement prudents quant à la protection de leur installation. Or, un dispositif de protection contre les surtensions (DPS) bien conçu ne représente généralement que 0,3 % à 0,5 % du coût total d'un projet, et pourtant, il permet d'éviter plus de 80 % des pannes électriques.

Il est suggéré que chacun prenne en compte les éléments suivants lors de la phase de conception :

- Données locales sur les jours d'orage (facilement disponibles auprès du service météorologique)

- Rapports sur la qualité du réseau

- Normes de tolérance aux surtensions définies par les fabricants d'équipements

Conclusion

Pour qu'un système photovoltaïque fonctionne de manière stable pendant 25 ans, il lui faut une protection fiable contre les surtensions. C'est comme travailler en hauteur sans harnais de sécurité : on peut s'en sortir 99 fois sans problème, mais la 100e fois pourrait s'avérer fatale.