Quelle est la différence entre les parafoudres de type 1 et de type 2 et comment choisir celui qui convient à mon système photovoltaïque ?

Il s'agit d'une distinction essentielle, car l'utilisation d'un mauvais type de produit peut entraîner des risques pour la sécurité ou une protection inadéquate. SPD de type 1 (classe I) : conçu pour évacuer les courants transitoires à haute énergie, généralement dus à des coups de foudre directs. Il se caractérise par une forme d'onde de 10/350 µs. Ils sont obligatoires dans les systèmes dotés d'une protection externe contre la foudre (par exemple, un paratonnerre sur le même bâtiment) ou dans les grandes fermes solaires. Ils sont installés au point de distribution principal. Disjoncteur de type 2 (classe II) : conçu pour traiter les surtensions induites de faible énergie (transitoires de commutation et coups de foudre indirects), caractérisées par une forme d'onde de 8/20 µs. Ce sont les disjoncteurs les plus couramment utilisés dans les boîtes de raccordement PV commerciales et résidentielles et à l'entrée CC de l'onduleur. Comment choisir : Si votre installation photovoltaïque se trouve dans un champ ouvert avec un paratonnerre, vous avez besoin d'un SPD de type 1 au niveau du combinateur principal de l'installation. Si vous installez un système de toiture standard sans paratonnerre externe, un SPD de type 2 est généralement suffisant. Vérifiez toujours le code électrique local (NEC 690.41 aux États-Unis) pour connaître les exigences obligatoires.

Si ma tension continue est de 1000V, mais que la fiche technique du SPD indique une "tension de fonctionnement continue maximale (Ucpv) de 1100V", ce SPD est-il adapté à mon système ?

Oui, ce disjoncteur est probablement adapté et, en fait, la marge de tension est une bonne pratique. Ceci est lié au concept de "surtensions temporaires" (TOV). Principe : la tension maximale de fonctionnement continu (Ucpv ou Uc) est la tension que le dispositif de protection solaire peut supporter en continu sans se dégrader. Dans les systèmes photovoltaïques, la tension n'est pas parfaitement stable. Elle fluctue en fonction de la température et de l'irradiation. La marge de sécurité : Vous devez choisir un SPD dont la valeur Uc est au moins égale à 1,2 fois la tension en circuit ouvert du système (Voc stc). Par exemple, pour un système de 1000 V CC, la valeur Uc recommandée est généralement d'environ 1100 V CC ou plus. Pourquoi cette marge supplémentaire ? Si vous choisissez un SPD dont l'Uc correspond exactement aux 1000V de votre système, une augmentation de la tension à froid (qui augmente la tension du panneau) pourrait pousser la tension du système au-delà du seuil Uc, provoquant un fonctionnement (court-circuit) inutile du SPD ou une défaillance prématurée de ce dernier. Une valeur Uc plus élevée garantit que le SPD "traverse" ces fluctuations de tension normales et ne s'active que lors d'une surtension réelle.

Guide technique du dispositif de protection contre les surtensions en courant continu

Un dispositif de protection contre les surtensions (DPS) CC limite les surtensions transitoires et détourne le courant de surtension loin de l'équipement. Pour le PV solaire, les questions clés sont l'endroit où le dispositif est installé, s'il est dimensionné pour la tension de circuit ouvert PV maximale à la température la plus basse attendue, et comment il se coordonne avec l'onduleur et les autres dispositifs de protection. Ce guide se concentre sur le côté CC du PV ; les systèmes CC de batterie, de VE et de télécommunication nécessitent des vérifications d'application distinctes.

Que fait un DPS CC ?

Une surtension peut être induite par un coup de foudre à proximité ou par une commutation. Un DPS connecté entre les conducteurs pertinents reste non conducteur en tension normale et conduit lors d'une surtension transitoire, limitant la tension vue par l'équipement. Il fait partie d'un système de protection : la liaison équipotentielle, la mise à la terre, le routage des câbles et une protection contre les surintensités correctement dimensionnée restent importants. Un DPS ne peut pas garantir la survie à un coup direct ni remplacer un fusible ou un disjoncteur.

DC surge protective device selection for photovoltaic systems

Principales caractéristiques à vérifier sur la fiche technique

U_CPV / U_c: tension de fonctionnement continue maximale. Sur un parc PV, comparez-la avec la tension de circuit ouvert de chaîne maximale calculée, y compris l'augmentation due à la température basse. Ne sélectionnez pas uniquement sur la base de la tension de fonctionnement nominale.
U_p: niveau de protection de tension dans la condition de test indiquée. Comparez-le avec la tenue aux impulsions de l'équipement et tenez compte de la chute de tension due à la longueur des câbles d'installation. Une valeur plus basse n'est pas automatiquement meilleure si la tension de fonctionnement continue n'est pas adaptée.
I_n et je_max: courants de décharge sous la forme d'onde de test spécifiée de 8/20 μs. Comparez les produits uniquement lorsque la forme d'onde, la classe de test et la base de classification sont identiques.
I_diablotin: courant de courte durée admissible pour un appareil de Type 1/Classe I, indiqué avec sa forme d'onde de test. Il n'est pas interchangeable avec I_max.
Informations sur les courts-circuits et les sectionneurs : vérifiez le courant de défaut PV du fabricant, la protection de secours requise, le schéma de connexion, l'indicateur d'état et les instructions de remplacement.

Normes PV et portée de ce guide

IEC 61643-31 spécifie les exigences de test pour les parafoudres côté CC des générateurs et onduleurs PV avec des tensions nominales jusqu'à 1 500 V CC. Sa portée exclut les systèmes PV qui incluent le stockage d'énergie. IEC 61643-32 fournit des conseils d'application pour la sélection, l'installation et la coordination des parafoudres PV. Pour une batterie ou une autre application CC basse tension, vérifiez la norme produit applicable et la certification exacte de l'appareil ; une déclaration PV uniquement ne constitue pas une preuve d'adéquation pour ce circuit.

Type 1 ou Type 2 : comment décider

Les dispositifs de Type 1/Classe I sont testés pour les impulsions de courant de foudre ; les dispositifs de Type 2/Classe II sont testés pour les surtensions induites et de commutation. La classe et le placement requis dépendent du système de protection contre la foudre du bâtiment, de la distance de séparation, des règles d'installation locales et de l'évaluation des risques du projet. Un réseau sur le toit n'exige pas automatiquement un Type 1, et un réseau en champ libre ne rend pas automatiquement un appareil ou une position spécifique correcte. Utilisez la conception de protection contre la foudre du projet et les instructions de coordination du fabricant.

Où installer la protection dans un système PV

Examinez le côté du réseau ou de la boîte de jonction, l'entrée CC de l'onduleur et le côté CA de l'onduleur comme des points de protection distincts. Le nombre et la position des parafoudres dépendent des longueurs de câble, de l'arrangement de mise à la terre et des tensions de tenue des équipements. Gardez les connexions des parafoudres courtes et acheminez les conducteurs conformément aux instructions d'installation ; les longs câbles peuvent augmenter la tension atteignant l'équipement. Voir notre guide de protection des onduleurs solaires et aperçu de la protection PV pour le contexte de conception plus large.

Un parafoudre CA peut-il être utilisé sur un circuit CC ?

Ne supposez pas qu'un parafoudre AC seul convient à une chaîne DC PV. La tension continue, le comportement de déconnexion, le courant de défaut disponible et la certification doivent tous correspondre à l'application DC. Lisez notre Parafoudre AC sur systèmes DC article pour les modes de défaillance et les vérifications de sélection.

Une liste de contrôle pratique pour la sélection des parafoudres PV

Calculez la tension maximale en circuit ouvert de la chaîne PV à la température de conception la plus basse du site.
Confirmez que le parafoudre est destiné et certifié pour l'application DC PV et que U_CPV couvre la tension calculée.
Choisissez la classe de test et les courants nominaux de décharge en fonction de la conception de la protection contre la foudre et des règles d'installation locales.
Comparer la tension U_p avec la tension de tenue de l'équipement protégé et tenir compte du câblage installé.
Vérifier le schéma de mise à la terre, la polarité et le schéma de connexion du fabricant.
Confirmer la protection de secours, les limites de courant de défaut, l'indication de sectionneur/état et les indices de protection de l'enceinte environnementale.
Coordonner les dispositifs à plusieurs points de protection en utilisant les instructions du fabricant ; ne pas déduire la coordination uniquement à partir des valeurs en kA.

Qu'en est-il des batteries, des chargeurs de VE et du courant continu des télécommunications ?

Ces systèmes ont des plages de tension, des comportements de source et des conditions de courant de défaut différents. Ne pas transférer automatiquement une spécification de parafoudre PV à un rack de batteries ou à un bus CC de recharge de VE. Obtenir l'application déclarée et la norme de test de l'appareil, vérifier la tension continue maximale et le courant de défaut, et suivre la conception de protection de l'intégrateur système. Pour plus de contexte, voir notre article sur la recharge des VE et le stockage d'énergie.

Prix et approvisionnement

Une comparaison de prix fiable nécessite la même application, la même tension nominale, la même classe de test, les mêmes courants de décharge, la même configuration de pôles, le même boîtier et les mêmes documents de certification. Les bandes de prix génériques en ligne n'établissent pas qu'un appareil est adapté à une installation particulière. Demandez au fournisseur la fiche technique spécifique au modèle, la déclaration ou le rapport de test, le schéma de câblage, les exigences de protection de secours et le devis.

Foire aux questions

Un parafoudre CC de 1 100 V convient-il à un système PV de 1 000 V ?

L'étiquette nominale du système seule est insuffisante. Calculez la tension maximale en circuit ouvert du réseau à la température de conception la plus basse et comparez-la à la valeur U spécifiée par le parafoudre._CPV. Vérifiez également le schéma de connexion, les conditions de courant de défaut et les instructions du fabricant. Il n'existe pas de multiplicateur universel de 1,2 qui puisse remplacer ce calcul.

Une capacité nominale en kA plus élevée signifie-t-elle toujours une meilleure protection ?

Non. Comparez la même forme d'onde de test et la même classe, puis considérez le niveau de protection de la tension, la tension nominale continue, l'emplacement d'installation et la coordination. Une seule valeur nominale plus élevée ne peut pas compenser une tension nominale inappropriée ou un câblage incorrect.

Conclusion

La manière la plus sûre de choisir un parafoudre CC est de commencer par le circuit réel et l'équipement à protéger, puis de vérifier les caractéristiques de l'appareil, son champ d'application et ses instructions d'installation. Pour les projets PV, utilisez la documentation produit IEC 61643-31 et les directives d'application IEC 61643-32 ainsi que les règles locales. Explorez Produits parafoudre CC Kuangya et demandez les documents techniques spécifiques au modèle avant de spécifier un appareil.