Comment choisir un parafoudre CC pour les installations solaires en Espagne

Les systèmes photovoltaïques solaires sont exposés aux surtensions transitoires causées par l'activité de foudre à proximité, les opérations de commutation et les perturbations transmises par les circuits électriques connectés. Ces événements peuvent endommager les onduleurs, les équipements de surveillance, les boîtiers de jonction et d'autres composants sensibles.

Choisir le bon parafoudre CC pour les installations solaires en Espagne nécessite plus qu'une simple correspondance entre un appareil et la tension nominale du système. Les concepteurs et les installateurs doivent également prendre en compte la tension maximale en circuit ouvert du système PV, la classification du parafoudre, la capacité de décharge, le niveau de protection en tension, le schéma de liaison à la terre, la longueur des câbles, l'emplacement de l'installation et les normes applicables.

Cependant, le choix d'un parafoudre CC implique bien plus qu'une simple correspondance entre un appareil et une tension nominale du système. Les concepteurs et les installateurs doivent également prendre en compte la tension maximale en circuit ouvert du système PV, la classification du parafoudre, la capacité de décharge, le niveau de protection en tension, le schéma de liaison à la terre, la longueur des câbles, l'emplacement de l'installation et les normes applicables.

Ce guide explique comment choisir un parafoudre CC pour les installations solaires en Espagne et identifie les informations techniques à confirmer avant de demander un devis.

Pourquoi les systèmes photovoltaïques solaires ont besoin d'une protection contre les surtensions CC

Les modules photovoltaïques et leurs câbles de connexion sont normalement installés sur de grandes surfaces exposées. Les longs trajets de câbles CC peuvent servir de voies par lesquelles les surtensions transitoires induites par la foudre et liées aux commutations atteignent l'onduleur.

Une surtension ne provient pas nécessairement d'un coup de foudre direct sur le champ photovoltaïque. La foudre à proximité peut induire des tensions transitoires dans les câbles CC, tandis que les opérations de commutation au sein de l'installation peuvent également créer des perturbations électriques.

Un parafoudre CC est conçu pour :

• Limiter la tension transitoire à un niveau acceptable
• Dériver le courant de surtension vers le système de mise à la terre de protection
• Réduire la contrainte électrique sur l'isolation de l'onduleur
• Protéger les boîtiers de jonction et les composants de surveillance
• Réduire la probabilité de temps d'arrêt causés par des dommages liés aux surtensions

Un parafoudre ne remplace pas un fusible, un disjoncteur, un sectionneur, un système de mise à la terre ou un système de protection contre la foudre externe. Chaque dispositif remplit une fonction de protection différente et doit être coordonné dans le cadre de la conception complète de l'installation photovoltaïque.

Réglementations et normes applicables en Espagne

Les installations électriques basse tension en Espagne sont régies par le Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, communément appelé REBT. La conception applicable doit également prendre en compte les instructions techniques en vigueur, les spécifications du projet, les exigences locales et les normes référencées par la réglementation.

La liste officielle des normes espagnoles associées au REBT comprend :

• UNE-EN 61643-31 – Exigences et méthodes d'essai pour les parafoudres utilisés dans les installations photovoltaïques
• UNE-EN 61643-11 – Exigences et méthodes d'essai pour les parafoudres connectés aux réseaux de distribution basse tension
• UNE-HD 60364-4-443 – Protection contre les surtensions transitoires d'origine atmosphérique ou dues à des manœuvres

Pour les applications photovoltaïques internationales, les documents CEI suivants sont également importants :

• IEC 61643-31 – Exigences et méthodes d'essai pour les parafoudres côté courant continu des installations photovoltaïques
• IEC 61643-32 – Principes de sélection et d'application pour les parafoudres CC photovoltaïques
• IEC 60364-7-712 – Exigences pour les installations électriques des systèmes d'alimentation photovoltaïques

La norme IEC 61643-31 s'applique aux parafoudres connectés au côté courant continu des installations photovoltaïques avec des tensions nominales allant jusqu'à 1 500 V DC.

Les exigences du projet peuvent différer selon le type d'installation, l'évaluation des risques, l'emplacement, la conception de l'onduleur, le système de protection contre la foudre externe et les exigences des autorités espagnoles ou de l'installateur agréé. Le choix du produit doit donc être confirmé par le concepteur du projet ou un professionnel de l'électricité qualifié.

Étape 1 : Calculer la tension PV maximale

Le premier paramètre de sélection est la tension de fonctionnement continu maximale du parafoudre pour le système PV, normalement identifiée comme Ucpv.

Ne sélectionnez pas un parafoudre uniquement en fonction de la tension de fonctionnement nominale de l'onduleur.

La tension maximale d'une chaîne PV dépend de :

• Nombre de modules connectés en série
• Tension en circuit ouvert du module, ou Voc
• Température minimale prévue sur le site
• Coefficient de température du module
• Facteurs de sécurité de conception requis par le projet

La tension des modules photovoltaïques augmente à mesure que la température diminue. Par conséquent, la tension en circuit ouvert maximale de la chaîne complète dans des conditions froides peut être supérieure à sa valeur dans les conditions de test standard.

La tension Ucpv du parafoudre doit être adaptée à la tension maximale pouvant apparaître en continu aux bornes du champ photovoltaïque.

Classes de tension typiques

Il s'agit d'exemples d'application et non de règles de sélection automatique. La tension finale du parafoudre doit être basée sur la tension photovoltaïque maximale calculée et sur le schéma de raccordement du fabricant.

La sélection d'un parafoudre avec une valeur Ucpv insuffisante peut entraîner un fonctionnement prématuré, une surchauffe ou une déconnexion. La sélection d'une tension nominale inutilement plus élevée que nécessaire peut entraîner un niveau de protection en tension plus élevé et une protection moins efficace des équipements sensibles.

Étape 2 : Choisir le type 1, le type 2 ou le type 1+2

Les parafoudres PV sont normalement classés en fonction du courant de choc qu'ils sont conçus pour supporter.

Type 2 DC SPD

Un parafoudre de type 2 est couramment utilisé pour protéger contre les surtensions induites par la foudre et les surtensions de manœuvre.

Les applications typiques sont les suivantes

• Systèmes photovoltaïques résidentiels en toiture
• Installations photovoltaïques commerciales en toiture
• Coffrets de jonction DC
• Coffrets de répartition de champ
• Entrées DC des onduleurs
• Systèmes où un courant de foudre direct n'est pas attendu à l'emplacement du parafoudre

Les dispositifs de type 2 sont normalement spécifiés en utilisant le courant de décharge nominal En et le courant de décharge maximal Imax, basés sur une forme d'onde de courant 8/20 μs.

Type 1 DC SPD

Un parafoudre de type 1 est conçu pour décharger un courant de foudre partiel. Il peut être requis lorsque la conception de la protection contre la foudre indique que le courant de foudre peut pénétrer dans l'installation électrique.

La sélection du type 1 est généralement associée à :

• Bâtiments équipés d'un système de protection externe contre la foudre
• Installations où la distance de séparation requise ne peut être maintenue
• Systèmes photovoltaïques exposés à l'échelle industrielle
• Emplacements identifiés par l'évaluation du risque de foudre
• Points où une partie du courant de foudre direct peut pénétrer dans les circuits CC

La capacité de type 1 est normalement exprimée en utilisant le courant de décharge impulsionnel Iimp, basé sur une forme d'onde 10/350 μs.

Type 1+2 DC SPD

Un parafoudre de type 1+2 combine la protection contre les courants de foudre et les surtensions induites dans un seul appareil.

Il peut être envisagé pour :

• Sites photovoltaïques exposés
• Entrées d'onduleur nécessitant une protection combinée
• Installations avec protection externe contre la foudre
• Projets spécifiant à la fois des performances de type 1 et de type 2 au même emplacement

Le type de parafoudre doit être sélectionné en fonction du concept de protection contre la foudre du projet. Il ne doit pas être choisi uniquement parce qu'un numéro de type plus élevé semble plus puissant.

Étape 3 : Comparer In, Imax, Iimp et Up

Différentes caractéristiques nominales des parafoudres décrivent différents aspects de la performance.

Courant de décharge nominal : In

En indique le courant qu'un parafoudre de type 2 peut décharger de manière répétée dans les conditions d'essai spécifiées, en utilisant normalement une onde de choc 8/20 μs.

Il s'agit de l'une des principales caractéristiques nominales utilisées pour comparer les parafoudres de type 2.

Courant de décharge maximal : Imax

Imax est le courant de décharge maximal 8/20 μs que le parafoudre peut supporter dans ses conditions d'essai spécifiées.

Une valeur Imax élevée ne suffit pas à prouver qu'un parafoudre est adapté à une installation particulière. Elle doit être considérée conjointement avec In, Up, Ucpv, le comportement en court-circuit, le schéma de raccordement et la norme d'essai applicable.

Courant de choc : Iimp

Iimp est utilisé pour les dispositifs de type 1 et de type 1+2 et représente la capacité de tenue au courant de foudre en utilisant une onde de choc 10/350 μs.

Lorsqu'une protection de type 1 est requise, comparez la valeur Iimp par pôle ou par mode de protection conformément aux spécifications du projet.

Niveau de protection en tension : Up

Haut de la page indique la tension résiduelle qui apparaît aux bornes du parafoudre (SPD) lors de l'essai de décharge spécifié.

The Up value should be lower than the impulse withstand level of the equipment being protected. Connection cables also add voltage during a surge, so the effective protection level at the inverter can be higher than the SPD’s catalogue value.

This is why short, direct SPD connections are essential.

Step 4: Confirm the PV System Configuration

A PV DC circuit may be floating, functionally earthed, or configured according to a specific inverter topology. The SPD must use a connection arrangement suitable for that system.

Before selecting the number of poles or protection modes, confirm:

• Positive conductor configuration
• Negative conductor configuration
• Raccordement PE
• Whether either DC pole is earthed
• Inverter insulation and monitoring method
• Required SPD wiring topology
• Number of MPPT inputs
• Number of strings and combiner boxes

Do not assume that an AC SPD with a similar voltage can be used on the PV DC side. PV systems have specific continuous-voltage and fault-current characteristics. The device should be designed and tested for photovoltaic DC applications according to IEC/UNE-EN 61643-31.

Step 5: Check Short-Circuit and Backup Protection Requirements

A PV SPD must be able to disconnect safely if it reaches the end of its service life.

Important parameters include:

• PV short-circuit withstand capability
• Internal thermal disconnector
• Required upstream backup fuse
• Maximum permissible backup protection
• Available prospective fault current
• Coordination with gPV fuses or DC circuit breakers

The external backup fuse should not be selected only according to the SPD’s physical size. Follow the SPD manufacturer’s data sheet and verify compatibility with the PV string current and the system’s fault characteristics.

The SPD protects against transient overvoltage. The gPV fuse or DC breaker protects against overcurrent and short-circuit conditions. One device cannot replace the other.

Step 6: Select the Correct Installation Location

Typical DC SPD locations include:

• PV array or string box
• Boîte combinée DC
• Main DC distribution cabinet
• Entrée DC de l'onduleur
• Both ends of a long DC cable route

The most suitable arrangement depends on cable length, exposure, lightning protection design, equipment withstand level, and project risk assessment.

For a compact rooftop installation with short DC cable routes, a Type 2 SPD near the inverter may provide the required protection when permitted by the design.

For longer routes between the PV array and inverter, coordinated SPDs may be required at both ends. This reduces the voltage stress that can develop along the cable and improves protection for equipment at each location.

Some industry design guidance uses approximately 10 metres as a point at which additional coordination should be considered. This should not be treated as a universal rule for every Spanish installation. The final placement must follow the applicable design standard, risk assessment, cable routing, and equipment manufacturer’s instructions.

Step 7: Keep SPD Connections Short

Even a correctly rated SPD can provide poor protection if it is installed with long or badly routed cables.

During a surge, cable inductance creates additional voltage. Longer conductors can therefore increase the total voltage reaching the inverter.

Good installation practice includes:

• Keeping conductors as short and direct as possible
• Avoiding unnecessary cable loops
• Routing positive, negative, and PE connections appropriately
• Using the conductor size specified by the manufacturer
• Providing a reliable PE connection
• Avoiding sharp bends where practical
• Separating protected and unprotected conductors
• Following the SPD wiring diagram exactly

The objective is to reduce the total connection length and minimise the effective protection level at the protected equipment.

Step 8: Consider the Enclosure and Environment

DIN-rail SPD modules do not automatically provide outdoor protection. Their environmental protection depends on the enclosure in which they are installed.

For rooftop and outdoor PV systems in Spain, check:

• Enclosure IP rating
• Ambient temperature range
• UV exposure
• Condensation risk
• Ventilation
• Altitude
• Pollution level
• Terminal torque requirements
• Accessibility for inspection and replacement

The SPD’s declared ratings apply under the operating conditions stated in its data sheet. High internal cabinet temperatures should be considered, especially in outdoor enclosures exposed to direct sunlight.

Step 9: Plan Inspection and Replacement

SPDs are not permanent, maintenance-free components. Their protective elements can deteriorate after repeated surge events.

Useful maintenance features include:

• Visual status indicator
• Replaceable plug-in cartridge
• Remote signalling contact
• Clear model and voltage identification
• Accessible DIN-rail mounting

The module should be inspected according to the maintenance plan and after significant lightning activity or a known surge event.

Replace the module when:

• The status indicator shows end of life
• The thermal disconnector has operated
• There are signs of overheating or damage
• The device fails inspection or testing
• Replacement is required by the manufacturer’s instructions

Always isolate the relevant DC circuit and follow safe working procedures before inspection or replacement.

Practical Selection Table

This table is a preliminary guide only. It does not replace the project risk assessment or the work of an authorised electrical designer.

Information to Send When Requesting a DC SPD Quotation

Providing complete technical information helps the supplier select the correct product and prevents delays.

Send the following details:

1. Country and project location
2. Residential, commercial, industrial, or utility-scale application
3. Maximum calculated PV string voltage
4. Nominal DC system voltage
5. Required Type 1, Type 2, or Type 1+2
6. Required In, Imax, or Iimp
7. Required voltage protection level
8. Number of poles and connection diagram
9. Dispositif de mise à la terre
10. Inverter model and number of MPPT inputs
11. Emplacement d'installation
12. Required quantity
13. Required certification and documentation
14. OEM label or packaging requirements
15. Delivery location and project schedule

If the SPD type is not yet confirmed, provide the PV module data, number of modules per string, minimum design temperature, inverter model, system drawing, and lightning protection information.

Erreurs courantes lors de la sélection de parafoudres DC

Avoid these common errors:

• Selecting the SPD only by nominal voltage
• Ignoring cold-condition PV string Voc
• Using an AC SPD on the DC side
• Choosing Type 2 where Type 1 capability is required
• Comparing products only by Imax
• Ignoring Up and equipment withstand voltage
• Installing the SPD with long connecting wires
• Using the wrong protection topology
• Ignoring backup-fuse requirements
• Installing indoor modules in an unsuitable outdoor enclosure
• Failing to inspect the status indicator
• Assuming one SPD automatically protects every part of a large PV installation

Comment choisir un parafoudre CC pour les installations solaires en Espagne

Selecting a suitable parafoudre CC pour les installations solaires en Espagne requires coordination between the PV system voltage, lightning risk, SPD classification, installation location, earthing arrangement, and applicable Spanish requirements.

The most important steps are:

1. Calculate the maximum cold-condition PV voltage.
2. Select the correct Ucpv rating.
3. Determine whether Type 1, Type 2, or Type 1+2 is required.
4. Compare In, Imax, Iimp, and Up.
5. Confirm the system topology and number of protection modes.
6. Check short-circuit and backup-protection requirements.
7. Choose suitable installation locations.
8. Keep connecting conductors short.
9. Verify enclosure and environmental conditions.
10. Plan inspection and cartridge replacement.

KUANGYA supplies DC SPDs for solar PV applications in 600 V, 1,000 V, and 1,500 V configurations, including Type 2 and Type 1+2 options.

View the KUANGYA DC SPD range for photovoltaic systems or contact us with your system voltage, SPD type, discharge-current requirements, wiring configuration, quantity, and project location to request a data sheet and B2B quotation.

Questions fréquemment posées

Is a Type 2 SPD suitable for every rooftop PV system?

Not automatically. Type 2 is widely used for induced lightning and switching surges, but the final selection depends on the lightning protection system, risk assessment, equipment location, and project requirements.

Can I use a 1,000 V SPD in a 1,000 V PV system?

Only if the SPD’s Ucpv is suitable for the maximum calculated PV voltage under the lowest expected temperature. Do not rely only on the nominal system description.

What is the difference between In and Imax?

In is the nominal discharge current used to evaluate repeated Type 2 surge performance. Imax is the maximum 8/20 μs discharge current the SPD can withstand under specified test conditions.

When is a Type 1+2 SPD used?

It is used where the design requires both partial lightning-current discharge and Type 2 surge-limiting performance at the same installation point.

Where should the DC SPD be installed?

Common locations include the combiner box and inverter DC input. Long cable routes or exposed systems may require coordinated SPDs at more than one location.

Which standard applies to photovoltaic DC SPDs in Spain?

UNE-EN 61643-31 is the principal Spanish standard covering requirements and test methods for SPDs used in photovoltaic installations. The complete installation must also follow the REBT and other applicable technical requirements.

If your project has already reached the stage of deciding between Type 1, Type 2 and Type 1+2 protection, continue with our detailed guide to Type 1 vs Type 2 SPD for solar PV in Spain.

Technical References

• Spain’s Low-Voltage Electrotechnical Regulation – REBT
• 2025 Spanish list of standards referenced by the REBT
• IEC 61643-31: Requirements for PV surge protective devices
• IEC 61643-32: Selection and application of PV DC SPDs
• IEC 60364-7-712: Requirements for PV installations

This article provides general technical guidance. Final SPD selection and installation should be verified by the responsible project designer or an authorised electrical professional in accordance with current Spanish requirements.