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Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Page 1: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

Protection des personnes & des biens 5

Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique)Version de janvier 2011

Page 2: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

2PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Nécessité de protections

Protection des personnes et des intervenants :Protection contre les contacts directsProtection contre les contacts indirects

Protections des biens : Protection contre les risques d’incendie Protection contre la foudre

Nécessité impérative d’assurer la sécurité des personnes et des biens en prenant en compte les spécificités des installations photovoltaïques

Page 3: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Installations photovoltaïques raccordées au réseau public de distribution

Aspects normatifs

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Ssource SOCOMEC

-1*

* applicable au 1er janvier 2011

Page 4: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Spécificités des installations photovoltaïques

Câblage courant continuPlusieurs centaines de volts : non familier aux électriciensArc électrique sur circuit PV plus difficile à interrompre

Les modules photovoltaïques délivrent une tension en journée qu’on ne peut pas interrompre

Les modules photovoltaïques sont des générateurs de courant : les protections conventionnelles ne sont pas opérationnelles en cas de

défautLes installations photovoltaïques font appel à des compétences :

De couvreur pour intégration au bâtiment D’électricien pour le câblage DC et AC

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 5: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Spécificités des installations photovoltaïques

Onduleur avec séparation galvanique

Onduleur sans séparation galvanique

Aucune polarité DC reliée à la terre

Une polarité DC mise à la terre pour des raisons fonctionnelles ou

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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PROTECTION DES PERSONNES

Contacts directs et indirects

INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉES AU RÉSEAU PUBLIC DE DISTRIBUTION

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Contacts directs

Contact direct : contact avec conducteurs actifs :

Protection obligatoire contre les contacts directs à partir de (cf chap 414 de la NFC 15-100) :– 60 V pour les circuits en courant continu– 25 V pour les circuits en courant alternatif

Ssource INRS

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Protection contre les contacts directs

Protection :– Pièces sous tension hors de portée des personnes – Protection par enveloppe ou isolant

• L’enveloppe ne doit pouvoir être retirée qu’avec l’aide d’un outil• L’enveloppe doit avoir un degré de protection minimum IP 2x ou IP

xxB

source CONSUEL

Page 9: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les contacts directs

Application en photovoltaïque : Protection contre les contacts directs : Des conducteurs actifs DC (+) et (-) dès la mise en série de

quelques modules (Uco max = k Uco stc avec k > 1)Des conducteurs actifs (L + N) en sortie onduleur : U = 230 V

> 25 V

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Uco stc= 560Vdc

Protection contre les contacts directs

Exemple : 14 modules (Uco=40V) en série ont une tension de circuit ouvert Uco = 560Vdc !!

En PVR: 60V < Ucomax < 1000V en pratique

Mettre des connecteurs pour se protéger contre les contacts directs

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

280V40V 80V 120V 160V 200V 240V

320V360V400V440V480V560V 520V

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Protection contre les contacts indirects

Contact indirect : contact électrique de personnes avec des masses mises sous tension à la suite d’un défaut d’isolement

Protection obligatoire à partir de : 120 V pour les circuits courant continu BT 50V pour les circuits courant alternatifs BT

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

PH

N

TerreSsource INRS

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Protection contre les contacts indirects

2 possibilités en fonction de la classe d’isolement des matériels :

Matériel de classe I– Nécessité de mettre les masses métalliques accessibles à la terre – Coupure automatique de l’alimentation au premier défaut (schéma de liaison à la

terre : TT et TN)– Signalisation au premier défaut et coupure automatique de l’alimentation au

second défaut (Schéma de liaison à la terre : IT)

Matériel de classe II : – Classe II : protection par isolation double ou renforcée

Symbole :

source CONSUEL

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Protection contre les contacts indirects coté AC

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Installation ≤ 250kVA

Source AFPA

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Les protections différentielles ne peuvent fonctionner que si la prise de terre est conforme.

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Protection contre les contacts indirects coté AC

Valeur maximale de la prise de terre des masses (ohms)

Courant maximal du différentiel-résiduel assigné du dispositif DDR (AGCP)

100 500 mA

167 300 mA *

Avant de réaliser une installation photovoltaïque il est indispensable de vérifier la valeur de la prise de terre. Cette vérification peut être réalisée avec un « contrôleur mesureur de terre et de continuité ».

* Zone particulière ne pouvant pas atteindre les 100 Ω et nécessitant une dérogation

Ex :CATU DT 300

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Protection contre les contacts indirects

Synthèse

>120 V Classe IISchéma TT :- DDR type AC ou A- Dans les locaux d’habitation :un DDR 30 mA à immunité renforcée

Les mesures de protection sont

identiques que l’onduleur soit avec ou sans

séparation galvanique

Schéma TT :- DDR type AC - Dans les locaux d’habitation :un DDR 30 mA à immunité renforcée

La mise à la terre coté d.c. est une mise à la

terre fonctionnelle.Dans ce cas le suivi du

niveau d’isolement intégré aux onduleurs

conformes à la prénorme DIN VDE 0126-1-1 doit

être adapté.

partiea.c.

Classe II

partiea.c.

Classe II

partiea.c.

Classe II

Coté d.c.

Schéma de principe

Coté a.c.

RemarquesUdcPrincipe de

protection contre les contacts

indirects

Principe de protection contre les contacts indirects

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PROTECTION DES INTERVENANTS

Installateurs – ExploitantsIntervenants de secours

INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉES AU RÉSEAU PUBLIC DE DISTRIBUTION

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Protection des intervenants (installateurs et exploitants)

En situation de travail Principe : dispositions pour travailler sans présence de tension Mise en œuvre de dispositifs de sectionnement et de coupure en amont et/ou aval de chaque

équipement

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

DC

=

AC

Dispositif de sectionnement et de coupure d’urgence Omnipolaire A proximité de l’onduleur A ouverture simultanée de chaque polarité Non intégré à l’onduleur• Accessible et visible

Mise en œuvre des dispositifs côté DC Source: champ PV Charge: onduleur

Mise en œuvre des dispositifs côté AC Source: réseau Charge: onduleur PV (souvent classe I)

Dispositif de sectionnement Coupure d’urgence DC ou AC• Locaux d’habitation: commande manuelle directe seulement

Dispositif de sectionnement et de coupure d’urgence Omnipolaire A proximité de l’onduleur A ouverture simultanée de chaque polarité Non intégré à l’onduleur

NFC 14 100

NFC 15 100

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Protection des intervenants (installateurs et exploitants)

En situation d’interventionRespect des procédures d’installation Utilisation d’équipements de protection individuelle (gants isolants, écran

facial,…)Utilisation de matériel de sécurité (outils isolants, vérificateur absence de

tension, banderoles de signalisation,…)

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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PROTECTION DES BIENS

INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉES AU RÉSEAU PUBLIC DE DISTRIBUTION

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Contre les risques d’incendie ( surintensité, arc électrique)

Contre les surtensions d’origine atmosphérique

Page 20: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les risques d’incendie

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Courant admissible dans un câble fonction :• De la nature du conducteur (Cu, Al)• De la nature des isolants• Du mode de pose• De la température ambiante

Une surcharge peut provoquer: Protection contre les surintensités:

Page 21: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les risques d’incendie

Protection contre les surintensitésCoté DC: 1 chaîne seule

– Générateur de courant : En cas de défaut, le courant de court-circuit Isc est de l’ordre de 10% supérieur au courant Impp

– Pas de surcharge donc pas nécessité de protection

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Uch1

Uch2

Page 22: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les risques d’incendie

Coté DC: plusieurs chaînes en parallèle (>2)– IRM : courant inverse des modules (donnée constructeur)

– En cas de défaut sur une chaîne, courant inverse chaîne IRM > In courant nominal chaîne

– Nécessité de protections contre la surcharge si Nc max ≤ (1 + IRM / Isc STC ) (nombre maximum de chaînes en parallèle sans protection)

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Protection de chaque chaîne par fusible ou disjoncteurProtection de chaque chaîne par fusible ou disjoncteur

U2

Uch1

IRM Idef

IRM = (n-1) Idef

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Protection contre les risques d’incendie

Coté DC: fusible sur chaque polarité de chaque chaîne

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Courant assigné des dispositifs de protection:In ≥ 1,4 Isc STC avec In ≤ IRM

U2

Uch1

Irm Idef

Page 24: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les risques d’incendie

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Câb

le chaîn

e

Câble principal

NFC 14 100

NFC 15 100

Côté AC– Pas de surcharge en sortie d’onduleur:

• courant d’emploi: courant maximal de l’onduleur ou 1,1 fois le courant nominal

– Protection contre les courts-circuits par disjoncteur (ou fusible) • réseau = source• onduleur = récepteur

– Dimensionnement conformément aux prescriptions des articles 433 et 434 de la norme NFC 15-100

Réseau

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L’arc électrique

Arc électrique dangereux en photovoltaïque si ouverture de circuit en charge et maintien d’une faible distance entre conducteurs

Exemples : Mauvais contact au niveau des connexions (arc série) Mauvais contact entre 2 conducteurs de polarité opposée (arc parallèle): contact

direct ou double défaut d’isolement par rapport à la terre

Risque d’incendie et de brûlure

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Source SMA

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Chaînes PV

DC+

DC –

Onduleur avec transformateur

Structure métallique mise à la

terre

Dispositif:• CPI partie DC (NF EN 61557-8)

ou• Onduleur avec VDE 0126-1-1

Actions:• Déclenchement alarme1) le fonctionnement de l’onduleur avec isolation galvanique est toléré jusqu’à la fin de la journée

• Si le défaut est persistant il ne redémarre pas le lendemain

2) Déconnexion immédiate ,coté AC, de l’onduleur sans isolation galvanique.

Remarque:• Réglage du seuil du CPI en fonction technologie module PV et surface champ PV

CPI

Dispositions de prévention contre la dégradation de l’isolement

Sans mise à la terre d’une polarité en DC et avec ou sans séparation galvanique

=~

ou L

N

=~

Contrôleur d‘isolement sur DC(-) et

DC (+)

Page 27: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Structure métallique mise à la

terre

Chaînes PV DC+ relié à la terre etContrôle

d‘isolement sur DC(-)

Onduleur avec transformateur

Dispositif:• Appareil de protection par coupure automatique• Mise à la terre à proximité entrée DC onduleur où dans l’onduleur• Appareil de protection:

•Pouvoir de coupure ≥ 1,25 Iscstc•Umax ≥ Uocmax générateur PV

Actions:• Arrêt ou déconnexion immédiate de l’onduleur coté AC• Déclenchement d’une alarme

Remarques:• Choix du niveau de protection en fonction technologie module PV et surface champ PV• Adaptation du niveau d’isolement pour VDE 0126-1-1

Dispositions de prévention contre la dégradation de l’isolement

Mise à la terre d’une polarité en DC avec séparation galvanique

CPI

DC+

DC –

L

N

=~

Page 28: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Dispositions de prévention contre la dégradation de l’isolement

Mise à la terre d’une polarité en DC par résistance avec séparation galvanique

CPI

DC+

DC –

L

N

=~

Actions:• Déclenchement alarme• Si défaut persistant arrêt de l’onduleur en fin de journée mais ne redémarre pas le lendemain

Remarques:• Réglage du seuil du CPI en fonction technologie, surface champ PV et valeur résistance• Résistance dimensionnée en valeur et puissance à l’aide du constructeur

Dispositif:• CPI partie DC (NF EN 61557-8) ou onduleur avec VDE 0126-1-1 (adaptation contrôle d’isolement)

Structure métallique mise à la

terre

Chaînes PV

Onduleur avec transformateur

R

DC+ relié à la terre etContrôle

d‘isolement sur DC(-)

Page 29: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

29PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

CPI

AGCP

BT/HT

Situation de danger pour les exploitants lors d’une intervention suite à un défaut d’isolement

Côté DC : 1ère situation: défaut d’isolement signalé par l’onduleur et généralement arrêt de celui-ci 2e situation: lors de l’intervention pour supprimer le défaut d’isolement, risque de choc

électrique en cas de contact direct

Page 30: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les surtensions d’origine atmosphérique

Impact direct : Courant de foudre atteignant l’installation = > destruction

Moyens de protection :– Mise en place d’un paratonnerre– Parafoudres spécifiques (T1)

Impact indirect : Surtensions sur câbles DC et AC Moyens de protection :

– Equipotentialité des différentes masses métalliques et liaison à la terre

– Protection des composants par mise en œuvre de parafoudres (T2)

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 31: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les surtensions d’origine atmosphérique

Par équipotentialité (installation sans paratonnerre)

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Section minimale 6mm2

Masses coté AC reliées à la terre par conducteur de protection (paragraphe 411.3.1.2 et partie 5-54 NF C15-100)

Mise à la terre onduleur classe I: conducteur 6 mm2 vert/jauneSi transformateur externe liaison équipotentielle avec l’onduleur

Page 32: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les surtensions d’origine atmosphérique

Nécessité de parafoudres DC ? – Installation sans paratonnerre

– Exemple: Ng (Ng = Nk/10) = 4 (Sud-Est de la France) Lcrit = 115/4 = 28,75 m si locaux d’habitation individuel

– Parafoudres DC obligatoires si L ≥ 28,75 m

Type d’installation Locaux d’habitation individuelle

Centrale de production au sol

BâtimentsTertiaires/Industriels/Agricoles

Lcrit (en m) 115/Ng 200/Ng 450/NgL ≥ Lcrit Parafoudre(s) obligatoire(s) côté DC (2)

L < Lcrit Parafoudre(s) non obligatoire(s) côté DC (1)

Note 1 : L’utilisation de parafoudres peut également être nécessaire pour la protection d’installations photovoltaïques dont le coût et l’indisponibilité peuvent être critiques.

Note 2 : La mise en œuvre de parafoudres peut ne pas être indispensable dans le cas où tous les câbles DC sont protégés par des enveloppes métalliques assurant un écran réduisant les effets électro magnétiques.

L = Lc1 + Lc2 + Lc3

En cas de plusieurs onduleurs, la longueur à considérer est la somme de toutes les longueurs L par onduleur

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 33: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

33PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Mise en œuvre du câblage DC Pour limiter les tensions induites dues à la foudre, les surfaces de boucles doit

être aussi faible que possible

Protection contre les surtensions d’origine atmosphérique

Mauvais câblage(entre polarités)

Mauvais câblage(entre polarités et masse) Bon câblage

+_

Page 34: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Protection contre les surtensions d’origine atmosphérique

Choix et mise en œuvre des parafoudres AC (selon guide UTE C15-443)– Présence parafoudre coté AC

• Obligatoire en présence de paratonnerre• Si Intensité de foudroiement (Ng) > 2,5 (Ng = Nk/10)

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 35: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

35

Protection contre les surtensions d’origine atmosphérique

Nécessité de parafoudre AC (article 443 de la norme NFC 15-100) ?

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 36: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

36

MISE À LA TERRE DES MASSES DANS LES INSTALLATIONS PV

INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉES AU RÉSEAU PUBLIC DE DISTRIBUTION

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 37: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

37

Mise à la terre des masses

Équipotentialité des modules PV et structures métalliquesLes câbles DC et le conducteur d’équipotentialité doivent cheminer

jointivement

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 38: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

38

Mise à la terre des masses

Chemins de câbles métalliques+

Liaison équipotentielle

Structure métallique des supports +Structure métallique

des modules

Équipotentialité des modules PV et structures métalliques

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 39: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

39

Mise à la terre des masses

Mise à la terre de l’onduleur

Mise à la terre directe de la masse par un conducteur de section de 6mm² Cu

et

Mise à la terre par le conducteur de protection (vert/jaune) de la partie AC

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 40: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

40

CHOIX ET MISE EN ŒUVRE DES MATÉRIELS DANS UNE

INSTALLATION PV

INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉES AU RÉSEAU PUBLIC DE DISTRIBUTION

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 41: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

41

Composants d’une installation PV Schéma unifilaire type

Onduleur avecprotection dedécouplageintégrée

Connecteurs

Interrupteursectionneur général DC

Modules PV

Partie DC : classe II

Câbles de

chaînes PV

Câble principal PV

Structure PV

Coffret DCConnecteurs

Liaison équipotentielle Coffret AC

NFC14-100

Réseau de distribution

Disjoncteur différentiel

30 mA

Prise de terre du bâtiment

Parafoudre AC

AGCP

Compteurs d’énergie

NFC15-100

Interrupteur général AC

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 42: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

42

Les modules photovoltaïques

Normes

NF EN 61 730-1-2 Qualification pour la sûreté de fonctionnement des modules photovoltaïques Partie 1: Exigences pour la construction (CEI 61730-1) Partie 2: Exigences pour les essais (CEI 61730-2)

NF EN 61 215 Modules photovoltaïques au Si cristallin pour application terrestre – Qualification de la conception et homologation

NF EN 61 646 Modules photovoltaïques en couches minces pour application terrestre – Qualification de la conception et homologation

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 43: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Les modules photovoltaïques

Classe II obligatoire si intégré dans un générateur PV avec Uocmax ≥ 120VDC Connecteurs indispensables pour assurer la protection contre les contacts directs Caractéristiques électriques identiques des modules constituant un même champ PV Tension max module > Uocmax générateur Courant inverse maximal (IRM): valeur assignée d’éventuels dispositifs de protection

contre les surintensités Disposition pour mise à la terre du cadre métallique

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 44: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Les modules photovoltaïques

Protection des cellules soumises à l’ombrage

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 45: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

45

chaleurchaleur

36 cellules en série

Les modules photovoltaïques

Protection des cellules soumises à l’ombrageA l’ombre, une cellule PV se comporte comme un récepteurSi une cellule ombragée est raccordée en série à d’autres cellules éclairées,

elle dissipe leur énergie sous forme de chaleurAu-delà de quelques cellules, la cellule réceptrice peut chauffer hot

spot (point chaud, destruction module)

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 46: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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diodes by-pass

Les modules photovoltaïques

Protection par les diodes by pass intégrées

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 47: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Les modules photovoltaïques

Effet d’une ombre sur la puissance délivréeUne seule cellule ombragée (totalement) affecte fortement

la puissance du module (effet de montée en température de la diode by-pass)

L’ensemble de la chaîne de modules et du champ PV est affecté par l’ombrage sur une seule cellule!

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Câbles DC

Guide de choix des câbles PV : guide UTE C32-502Température d’âme 90°C ou 120°C en régime permanentClasse IIMono-conducteurRésistant au UV: influence externe AN3 ou interposition d’écranTenue aux intempéries

Mise en œuvre: guide UTE C15-520

ConducteurGaine isolante IGaine isolante II

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Page 49: Protection des personnes & des biens 5 Installation photovoltaïque raccordée au réseau (compétence électrique) Version de janvier 2011

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Câbles DC

Dimensionnement conforme à la NF C15-100 (pour la prise en compte des modes de pose)

Courant admissible pour 1 câble de chaîne: Iz 1,25 ISC STC (ISC STC de la chaine)

Courant admissible pour le câble principal: Iz Nc x 1,25 ISC STC (ISC STC du générateur et Nc nombre de chaines)

Tension assignée d’emploiUe ≥ UOC MAX = k x UOC STC

NB: en l’absence d’information complémentaire de température ambiante on prendra UOC

MAX = 1,20 x UOC STC

Température ambiante

minimale °C

Facteur de correction

(k)24 à 20 1,0219 à 15 1,0414 à 10 1,069 à 5 1,084 à 0 1,10

-1 à -5 1,12-6 à -10 1,14-11 à -15 1,16-16 à -20 1,18-21 à -25 1, 20-26 à -30 1,21-31 à -35 1,23-36 à -40 1,25

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Chute de tension câble DC

Calcul de la chute de tension cumulée entre modules PV et onduleur ∆ V total = ∆V (câble de chaîne)+ ∆V (câble principal) Chute de tension maximum autorisée (C15-712-1): 3 %

Calcul de la chute de tension pour un tronçon ∆V = 2 (ρ1 L/S) × Impp (stc) ∆V : chute de tension, en volts ρ1 : résistivité du conducteur en service normal, soit 1,25 fois

celle à 20 °C (ρ1 = 0,023 Ω mm2/m pour le cuivre; ρ1 = 0,037 Ω mm2/m pour l'aluminium)

L : longueur de la canalisation, en mètres S : section des conducteurs en mm2 ImppSTC : courant de référence, en ampères

Chute de tension relative : ∆V / V (%) = 100 ∆V /UmppSTC UmppSTC : tension de référence, en ampères

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Câb

le chaîn

e

Câble principal

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Connecteurs DC

Conformes à la norme NF EN 50521 IP 55 minimum Chaque couple mâle/femelle de même type et même marque Sertissage avec l’outil validé par le constucteur Démontables avec un outil (par construction ou installation) si accessible à

personne non avertie Rappel: signalétique « ne pas ouvrir en charge »

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Ssource MC

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Appareillages et ensemble d’appareillages DC

Interrupteur sectionneur bipolaire DC obligatoireCatégorie d’emploi: DC21B minimumManœuvrable en charge en cas d’urgenceCourant d’emploi: 1,25 ISC STC minimum

Tension assignée d ’emploi: Ue ≥ UOC MAX = k x UOC STC ou 1,20 x UOC STC

Dispositif de coupure d’urgence: ne doit pas être intégré à l’onduleur

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Appareillages et ensemble d’appareillages DC

Coffret DC Indice de protection ≥ à IP 44 Dispositions constructives misent en œuvre pour éviter tout risque de court-circuit entre polarités Utilisation de la classe II Signalétique de repérage et de signalisation de danger, intérieure et extérieure Dispositif de sectionnement sur chaque entrée par connecteur DC en entrée de coffret (si pas de boite de

jonction) Ouverture avec un outil (par construction ou installation) si accessible à personne non avertie Présence éventuelle de dispositifs de protection contre les surintensités (sur chaque polarité) Interrupteur-sectionneur en sortie Présence éventuelle de parafoudres DC PV Si présence de tension AC, séparation physique avec la partie DC

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Emplacement matériels

Distance la plus courte possible entre les différents sous-ensembles (champ photovoltaïque, onduleur(s), réseau,…)

Accessibilité aisée pour la maintenance (Conforme à l’article 771 norme NF C15-100 pour les locaux d’habitation)

Montage sur une paroi suffisamment solide pour supporter le poids des équipements

Montage sur murs éloignés d’un bureau ou pièce d’habitation en cas de nuisance sonore potentielle des onduleurs (ronronnement de transformateur interne ou de ventilation)

Montage en extérieur possible si le degré de protection des équipements est suffisant (≥IP 44) en privilégiant les zones protégées de la pluie, du rayonnement solaire direct et de la poussière (voir recommandations du constructeur)

Montage de l’onduleur à l’intérieur d’un local suffisamment tempéré, ventilé et étanche au ruissellement en respectant les consignes d’installation du constructeur

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Appareillages et ensemble d’appareillages AC

En sortie d’onduleur Dispositif de coupure d’urgence et sectionnement (1 par

onduleur) avec fonction différentielle 30mA (à immunité renforcée ) pour les locaux d’habitation

Caractéristiques électriques– Courant d’emploi: Imax ou 1,1 In de l’onduleur– Tension assignée d’emploi: tension réseau

Section de raccordement des conducteurs sur l’AGCP ≥ 10 mm2 Cu

Courant d’emploi: Imax ou 1,1 In de l’onduleur Tension assignée d’emploi: tension réseau Chute de tension câble AC: maximum 3%, idéalement 1% La protection contre les courts-circuits peut être par

assuré par l’AGCP Disjoncteur différentiel

Interrupteur-sectionneur différentiel

Sectionnement

NFC14-100

Réseau de distribution

Protection différentielle 30 mA à immunité renforcée

AGCP

NFC15-100

Coupure d’urgence

section de raccordement des conducteurs sur

l’AGCP CU ≥ 10 mm2

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SIGNALISATION ET ÉTIQUETAGE

INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉES AU RÉSEAU PUBLIC DE DISTRIBUTION

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Productionphotovoltaïque

Coupurephotovoltaïque

Coupure réseau de distribution

Signalétique distributeur

Source GIMELEC

Signalisation et étiquetage

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Ne pas manœuvrer en charge

A l’intérieur des coffret s DC À proximité des connecteurs, sectionneurs-fusibles, parafoudres débrochables..

Coupure urgence entrée onduleur

Coupure urgence sortie onduleur

Sectionnement général- Installation photovoltaïque

A l’intérieur des boites de jonctions À proximité des connecteurs, sectionneurs-fusibles, parafoudres débrochables..

Ne pas manœuvrer en charge

Attention câbles courant

continu sous tension

Sur les extrémités des canalisations DC à minima, sur la face avant des coffrets DC et des boites de jonction

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58PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

DC

=

AC

NFC 14 100

NFC 15 100

Signalisation et étiquetage

Productionphotovoltaïque

Coupurephotovoltaïque

Coupure réseau de distribution

AGCP

Coupure urgence sortie onduleur

Sectionnement général- installations photovoltaïques

Ne pas manœuvrer en charge

A l’intérieur des coffret s DC À proximité des connecteurs, sectionneurs-fusibles, parafoudres débrochables ..

Coupure urgence entrée onduleur

Attention câbles courant

continu sous tension

Sur les extrémités des canalisations DC à minima, sur la face avant des coffrets DC et des boites de jonction

Câbles DC. et AC (tenant et aboutissant avec repérage des polarités pour les câbles DC.).

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DISPOSITION DE SÉCURITÉ LORS DES INTERVENTIONS

INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDÉES AU RÉSEAU PUBLIC DE DISTRIBUTION

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Spécificités des installations PV

Pose des modules PVLa pose de modules PV en toiture exige des compétences de

travaux en hauteur (cf code du travail « risques liés au travail en hauteur »)

En cas d’intégration en toiture, les compétences de couvreur sont nécessaires pour assurer la pérennité des installations

CâblageSeuls des électriciens formés et habilités peuvent intervenir

sur l’installation et/ou la maintenance d’installations PVR

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

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Risques encourus lors des interventions en toiture

ChutesToiture à plusieurs mètres ou dizaines de mètres de hauteurRisque de chute des installateurs, exploitants,… ou objets

(modules PV, outils,…)

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Mesures de sécuritéUtilisation prioritaire de matériel de protection collective

(échafaudage, garde-corps, …)

PV (compétence électrique) – Chap. 5 : Protection des personnes & des biens

Risques encourus lors des interventions en toiture

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Risques encourus lors des interventions en toiture

Si les protections collectives ne sont pas possibles: obligation d’utiliser des équipements de protection individuelle (E.P.I.)Harnais de sécuritéLonge (avec ou sans absorbeur)Casque

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Mesures générales de sécurité: qualification des intervenants

Au niveau des installateurs couvreurs Justification d’une expérience minimum pour la mise en œuvre

d’installations photovoltaïques en conditions similaires Habilitation électrique B0V ou H0V si ligne électrique à conducteurs

nus à proximité Information sur le photovoltaïque raccordé réseau et ses dangers

(électricité, câblage des modules) Formation pour des travaux en hauteur

Au niveau des installateurs électriciens Personnes justifiant d’une expérience minimum pour la mise en

œuvre d’installations photovoltaïques en conditions similaires Personnes qualifiées disposant d’une habilitation électrique BR ou

B2T selon le type d’installations PV Personnes ayant reçu une formation au photovoltaïque couplé

réseau et traitant particulièrement ses spécificités en terme de protection des personnes et des biens.

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B0

BR

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Documents de références systèmes PV raccordés au réseau

Guide UTE C15-712-1 ( juillet 2010), installations photovoltaïques raccordées réseau

Spécifications techniques relatives à la protection des personnes et des biens dans les installations PV raccordées au réseau (SER ADEME )

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