Sécurité : se protéger des surtensions des onduleurs

Les surtensions sont-elles dangereuses ?

Votre installation photovoltaïque vous procure une électricité verte et gratuite. Pour que vous puissiez l’utiliser, votre installation est reliée à votre réseau électrique domestique et parfois au réseau électrique public.

Ces installations électriques ne doivent pas compromettre votre sécurité.

Je vous explique pourquoi les surtensions liées aux onduleurs photovoltaïques peuvent survenir et comment s’en protéger.

Les 3 origines techniques d'une surtension d'onduleur :

Une surtension entraîne la mise en sécurité immédiate de l'onduleur (déconnexion) pour éviter des domages électriques.

Cette coupure est déclenchée par trois facteurs principaux :

• 1. La saturation locale par injection (erreur de paramétrage ou sur-production) : L'onduleur injecte sa production sur le réseau domestique. Si l'électricité n'est pas consommée localement et que le réseau public refuse l'injection, la tension (Volts) monte en flèche au niveau de l'onduleur jusqu'à la coupure.
• 2. Les fluctuations imposées par le réseau public (Enedis) : En France, la tension contractuelle délivrée par Enedis est de 230V en monophasé. L'onduleur se déconnectera automatiquement si :
  • La tension publique dépasse le seuil légal de 253V (soit 230V + 10%).
  • Une baisse brutale suivie d'une reprise intense (creux de tension).
  • Un déséquilibre de phase sur une installation en triphasé. Il faut un écart de tension significatif (souvent > 20%).
• 3. La saturation de quartier : Très fréquent aujourd'hui. Si votre quartier compte de nombreuses installations solaires et qu'elles injectent toutes en même temps à midi en été, le transformateur local sature. Une surtension généralisée apparaît sur la ligne.

Les phénomènes naturels

L’environnement ne se préoccupe pas de nos infrastructures électriques. C’est à nous de nous adapter.

Il se peut que les éléments extérieurs entraînent des surtensions électriques qui peuvent mettre votre onduleur à l’arrêt.

Voici les différentes interventions naturelles :

• La foudre :

Un impact de foudre est chargé d’une tension très forte. Celle-ci peut donc faire disjoncter un réseau électrique.

• Les fortes tempêtes :

De violentes rafales peuvent dégrader les câbles électriques et donc mettre le réseau hors tension.

• Dégradation des câbles souterrains :

Avec le temps, les câbles mis sous terre peuvent se dégrader.

Les dispositifs de sécurité

Nous avons vu plusieurs cas de figures dans lesquels votre installation doit faire face à une surtension.

Pas d’inquiétude, tout a été étudié pour vous protéger et protéger votre matériel de ce danger.

La mise à la terre

Les panneaux solaires peuvent être constitués d’éléments métalliques. Cette composition rend votre installation vulnérable à la foudre.

La mise à la terre (relation entre votre installation et la terre, par l’intermédiaire d’une prise de terre) vous protège vous et l’installation de plusieurs dangers :

• Protection contre les surtensions,
• Protection contre les décharges statiques ou courant de fuite,
• Protection contre les défauts d’isolement.

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La mise à la terre s’effectue pendant l’installation de vos appareils photovoltaïques. En plus de cette prédisposition, il est conseillé d’installer des parafoudres.

Le parafoudre

Les installations photovoltaïques sont équipées de parafoudre. Ils permettent de protéger vos panneaux solaires et votre onduleur.

Comme ces dispositifs protègent les modules et le boîtier, ils sont installés à moins de 30 mètres du matériel photovoltaïque.

Vous pouvez faire face à deux situations :

• Les panneaux et l’onduleur sont distancés de moins de 30 mètres.
  Dans ce cas un seul parafoudre est suffisant, il doit être installé à côté de votre armoire CC

• Les panneaux et l’onduleur sont distancés de plus de 30 mètres.
  Dans ce cas, il faut installer deux parafoudres. Le premier au niveau de l’armoire CC et le deuxième au plus près des modules solaires.

Le rôle du découplage : Norme DIN VDE 0126-1-1/A1 (VFR 2019)

En France, il est formellement interdit qu'un onduleur continue d'injecter du courant si le réseau public est en défaut (pour protéger les techniciens Enedis qui interviendraient sur les lignes).

C'est le rôle de la protection de découplage régie par la norme DIN VDE 0126-1-1/A1 (souvent mise à jour via la norme VFR 2019).

Comment ça marche ? Dès que l'onduleur détecte une tension supérieure à 253 Volts ou une fréquence anormale (hors de la plage 47,5 Hz - 50,6 Hz), le relais de découplage s'ouvre en quelques millisecondes.

L'onduleur s'éteint ou affiche un code erreur de type « Grid Overvoltage » ou « AC Voltage Too High ».

Le CPI (Contrôleur Permanent d’Isolement)

Un CPI détecte tout simplement les défauts sur une installation reliée à la terre.

Ce dispositif est parfois directement intégré à votre onduleur solaire qui doit lui aussi répondre à une norme de sécurité : la norme NF EN 61557-8.

Son rôle est d’alerter l’onduleur en cas de défaut d’isolement. Quand l’onduleur est prévenu, il se met en sécurité. Il ne pourra redémarrer qu’à la réparation du défaut détecté.

Voilà pour ce qui est des dispositifs protégeant votre onduleur photovoltaïque.

Votre installation compte plusieurs appareils, comme des micro-onduleurs ? Ils seront protégés eux aussi.

Voyons cela dès à présent.

Protéger les micro-onduleurs des surtensions

Lorsque votre installation comporte des micro-onduleurs (boîtier qui est placé directement sous un panneau photovoltaïque) votre champ de panneau est en courant alternatif (AC).

Dans ce cas, un coffret AC doit être installé pour protéger les onduleurs des surtensions.

Si votre installation compte déjà un parafoudre vous pouvez quand même ajouter ce coffret.

Conclusion : se protéger des surtensions des onduleurs

Ce guide touche à sa fin.

Nous avons vu ensemble comment les surtensions électriques étaient déjouées par les dispositifs de sécurité. Si votre boîtier a été déconnecté et qu’il ne redémarre plus vous devez procéder au dépannage de l’onduleur.

J’espère vous avoir rassuré(e). Si vous avez des questions, vous pouvez me les poser directement. Utilisez le chat en ligne, en bas à droite de cette page. Je reste disponible pour répondre à vos interrogations.

Si vous vous avez un doute pour votre installation, vous pouvez nous contacter. Nous vérifierons que votre système solaire répond bien aux normes en vigueur.