Disjoncteurs et parasurtensions : les protecteurs de la sécurité des systèmes photovoltaïques

Introduction

Dans les systèmes de production d’énergie photovoltaïque, en plus des « équipements étoile » tels que les panneaux solaires et les onduleurs, il existe deux « héros méconnus » qui protègent discrètement la sécurité du système : les disjoncteurs et les parasurtenseurs (SPDS). Ils sont comme les « fusibles » et les « paratonnerres » du système électrique, protégeant constamment l’ensemble du système photovoltaïque contre les pannes électriques et les éclairs. Cet article vous fera découvrir les rôles majeurs de ces deux dispositifs de protection clés dans les systèmes photovoltaïques.

1. Disjoncteur : « l’interrupteur de sécurité » des systèmes photovoltaïques

Le fonctionnement d’un disjoncteur

Les disjoncteurs sont les dispositifs de protection contre les surcourants les plus importants dans les systèmes photovoltaïques et effectuent principalement trois tâches clés :

Protection contre la surcharge : coupe automatiquement le circuit lorsque le courant dépasse la valeur de conception

Protection contre les courts-circuits : Déconnecter rapidement en cas de panne de court-circuit

Déconnexion manuelle : Fournit un point de déconnexion sûr pour la maintenance du système

2. Exigences particulières pour les disjoncteurs photovoltaïques dédiés

Contrairement aux disjoncteurs courant alternatif ordinaires, les disjoncteurs photovoltaïques en courant continu nécessitent une conception spéciale :

Capacité d’extinction de l’arc DC : Les arcs DC sont plus difficiles à éteindre et nécessitent une chambre d’extinction plus robuste

Niveau de haute tension : La tension de fonctionnement du système photovoltaïque peut dépasser 1000V

Résistance aux intempéries : Une installation extérieure est requise pour l’installation en extérieur

3. Emplacements d’application typiques

Borne de sortie série de panneaux de batterie

Borne d’entrée en courant continu de l’onduleur

Communication et réseau

II. Protecteur contre les surtensions : La ligne de défense contre les « surtensions électriques »

La menace de surtension rencontrée par les systèmes photovoltaïques

Les systèmes photovoltaïques, en raison de leur grande superficie de distribution et de leur emplacement exposé, sont particulièrement vulnérables à :

Frappe directe de foudre (faible probabilité mais très destructrice)

Foudre induite (la menace la plus courante)

Surtension de fonctionnement de commutateur (générée en interne par le système)

2. Le principe de fonctionnement des parasurtenseurs

La SPD est comme un « déversoir électrique », en un temps de nanoseconde :

Détection de tension anormale

Établir un chemin à faible impédance

Canalisez l’énergie dangereuse vers la terre

3. La particularité du SPD dans les systèmes photovoltaïques

SPD DC : Il doit être spécialement conçu pour les systèmes DC

Protection bipolaire : Protège simultanément les circuits positif et négatif

Tension de fonctionnement continue : Elle doit être adaptée à la haute tension du système photovoltaïque

III. Protection synergique : 1 1>2 Effet de sécurité

Dans les systèmes réels, les disjoncteurs et les SPDS doivent être utilisés conjointement :

Système de protection hiérarchique

Protection de premier niveau (extrémité de ligne entrante) : courant d’amplification de décharge

Protection secondaire (extrémité de distribution) : Limiter davantage la pression résiduelle

En coordination avec les disjoncteurs : Fournir une protection de secours lorsque le SPD tombe en panne

Schéma de câblage typique

Le SPD est connecté en parallèle à la ligne et protégé par un disjoncteur en série

iv. Points clés pour la sélection et l’entretien

Sélection du disjoncteur

La tension nominale est supérieure ou égale à la tension maximale du système

La capacité de rupture est supérieure ou égale au courant de court-circuit attendu

Sélection du SPD

La tension maximale continue Uc est ≥1,2 fois la tension du système

Courant d’appel Iimp≥12,5kA (protection de première classe)

Suggestions d’entretien

Vérifiez avant la saison des orages chaque année

Faites attention à la fenêtre indicateur d’état SPD

Notez le nombre de fois où le disjoncteur a fonctionné

Conclusion

Dans les systèmes photovoltaïques, les disjoncteurs et les parasurtenseurs sont comme deux « partenaires de sécurité » bien coordonnés : les disjoncteurs sont responsables de la gestion des défauts de surcharge au sein du système, tandis que les SPDS protègent contre les attaques externes contre les surtensions. Leur travail collaboratif garantit le fonctionnement sécurisé de la centrale photovoltaïque pendant plus de 25 ans. Pour les propriétaires de centrales électriques, choisir des dispositifs de protection de haute qualité et leur entretien régulier est une part importante pour garantir un retour sur investissement.