Concept général

Pour atteindre la fonctionnalité complète d'une centrale photovoltaïque (PV), qu'elle soit petite, installée sur le toit d'une maison familiale ou grande, s'étendant sur de vastes zones, il est nécessaire de développer un projet complexe. Le projet comprend la sélection correcte des panneaux photovoltaïques et d'autres aspects tels que la structure mécanique, le système de câblage optimal (emplacement approprié des composants, surdimensionnement correct du câblage, interconnexion de protection ou protection du réseau) ainsi que la protection externe et interne contre la foudre et les surtensions. La société LSP propose des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD), qui peuvent protéger votre investissement pour une fraction du coût total d'achat. Avant de projeter les dispositifs de protection contre les surtensions, il est nécessaire de se familiariser avec les panneaux photovoltaïques particuliers et leur connexion. Ces informations fournissent des données de base pour la sélection du SPD. Il s'agit de la tension maximale en circuit ouvert du panneau PV ou de la chaîne (une chaîne de panneaux connectés en série). La connexion de panneaux photovoltaïques en série augmente la tension continue totale, qui est ensuite convertie en tension alternative dans les onduleurs. Les applications plus importantes peuvent atteindre en standard 1000 V CC. La tension en circuit ouvert du panneau PV est déterminée par l'intensité des rayons du soleil tombant sur les cellules du panneau et par la température. Il augmente avec le rayonnement croissant, mais il diminue avec l'augmentation de la température.

Un autre facteur important concerne l'application d'un système externe de protection contre la foudre - un paratonnerre. La norme CSN EN 62305 ed.2 sur la protection contre la foudre, parties 1 à 4 définit les types de pertes, les dangers, les systèmes de protection contre la foudre, les niveaux de protection contre la foudre et la distance d'arc adéquate. Ces quatre niveaux de protection contre la foudre (I à IV) déterminent les paramètres des coups de foudre et la détermination est donnée par le niveau de danger.

En principe, il y a deux situations. Dans le premier cas, la protection d'un objet par un système de protection contre la foudre externe est demandée, mais la distance d'arc (c'est-à-dire la distance entre le réseau de terminaison d'air et le système PV) ne peut pas être maintenue. Dans ces conditions, il est nécessaire d'assurer la connexion galvanique entre le réseau de terminaison d'air et la structure de support des panneaux photovoltaïques ou des cadres de panneaux photovoltaïques. Les courants de foudre I_lutin (courant d'impulsion avec le paramètre de 10/350 μs) peuvent entrer dans les circuits DC; il est donc nécessaire d'installer un dispositif de protection contre les surtensions de type 1. LSP propose une solution plus adaptée sous la forme de parafoudres combinés de type 1 + 2 de la série FLP7-PV, qui sont produits pour la tension de 600 V, 800 V et 1000 V avec ou sans signalisation à distance. Dans le second cas, il n'y a pas de demande d'équiper l'objet protégé par un système de protection externe contre la foudre, ou la distance d'arc peut être maintenue. Dans cette situation, les courants de foudre ne peuvent pas entrer dans le circuit DC et seule la surtension induite est considérée (courant d'impulsion avec le paramètre de 8/20 μs), où un parafoudre de type 2 est suffisant, par exemple la série SLP40-PV, qui est produite pour la tension de 600 V, 800 V et 1000 V, toujours avec ou sans signalisation à distance.

Lors de la projection des dispositifs de protection contre les surtensions, nous devons tenir compte du côté AC ainsi que des lignes de données et de communication, qui sont généralement utilisées dans une centrale photovoltaïque moderne. Une centrale photovoltaïque est également menacée du côté du réseau DC (distribution). De ce côté, le choix d'un SPD adapté est beaucoup plus large et dépend de l'application donnée. En tant que parasurtenseur universel, nous recommandons un appareil de la série FLP25GR moderne, qui incorpore les trois types 1 + 2 + 3 à moins de cinq mètres du point d'installation. Il comporte une combinaison de varistances et d'un parafoudre. LSP propose plusieurs séries de dispositifs de protection contre les surtensions pour les systèmes de mesure et de régulation ainsi que les lignes de transfert de données. Les nouveaux types d'onduleurs sont généralement équipés d'interfaces qui permettent de surveiller l'ensemble des systèmes. Les produits comprennent différents types d'interfaces et diverses tensions pour différentes fréquences et une quantité sélectionnable de paires. À titre d'exemple, nous pouvons recommander les SPD montés sur rail DIN série FLD2 ou le parasurtenseur PoE ND CAT-6A / EA.

Prenons les exemples suivants de trois applications de base: une petite centrale photovoltaïque sur le toit d'une maison familiale, une station de taille moyenne sur le toit d'un bâtiment administratif ou industriel et un grand parc solaire s'étendant sur un grand terrain.

Maison familiale

Comme mentionné dans le concept général des dispositifs de protection contre les surtensions pour les systèmes PV, le choix d'un type particulier d'appareil est affecté par de nombreux facteurs. Tous les produits LSP pour applications PV sont adaptés à DC 600 V, 800 V et 1000 V. La tension particulière est toujours sélectionnée en fonction de la tension en circuit ouvert maximale spécifiée par le fabricant en fonction de la disposition donnée des panneaux PV avec un ca 15 % réserve. Pour une maison familiale - une petite centrale photovoltaïque, nous recommandons les produits de la série FLP7-PV côté DC (à condition que la maison familiale ne nécessite aucune protection externe contre la foudre ou la distance d'arc entre le réseau de terminaison d'air et le PV système est maintenu) ou série SLP40-PV (si un réseau de terminaison d'air est installé à une distance inférieure à la distance d'arc). Comme l'unité FLP7-PV est un appareil combiné de type 1 + 2 (protégeant à la fois contre les courants de foudre partiels et les surtensions) et que la différence de prix n'est pas grande, ce produit peut être utilisé pour les deux options, évitant ainsi une erreur humaine potentielle si le projet est pas pleinement observé.

Côté AC, nous recommandons l'application d'un appareil de la série FLP12,5 dans le distributeur principal du bâtiment. Il est fabriqué dans une version fixe et remplaçable de la série FLP12,5. Si l'onduleur est situé à proximité immédiate du distributeur principal, le côté AC est protégé par un dispositif de protection contre les surtensions du distributeur principal. S'il se trouve par exemple sous le toit du bâtiment, il est nécessaire de répéter l'installation d'un parafoudre de type 2, par exemple la série SLP40 (toujours en version fixe ou remplaçable) dans le sous-distributeur généralement situé à côté du onduleur. Nous proposons tous les types de dispositifs de protection contre les surtensions mentionnés pour les systèmes CC et CA également dans une version à signal distant. Pour les lignes de données et de communication, nous recommandons l'installation d'un parafoudre FLD2 monté sur rail DIN avec terminaison à vis.

TYP 1 + 2 / CLASSE I + II / TN-S / TT

Le FLP12,5-275 / 1S + 1 est un parafoudre et parafoudre à varistance à oxyde métallique bipolaire, combiné avec un tube à décharge de type 1 + 2 selon EN 61643-11 et IEC 61643-11. Ces parafoudres sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre aux limites de LPZ 0-1 (selon CEI 1312-1 et EN 62305 ed.2), où ils assurent la liaison équipotentielle et la décharge des deux, du courant de foudre et la surtension de commutation, qui sont générées dans les systèmes d'alimentation électrique entrant dans le bâtiment. L'utilisation des parafoudres FLP12,5-275 / 1S + 1 se fait principalement dans les lignes d'alimentation, qui fonctionnent comme des systèmes TN-S et TT. Le parafoudre série FLP12,5-275 / 1S + 1 est principalement utilisé dans les structures de LPL III-IV selon EN 62305 ed.2. Le marquage «S» spécifie une version avec télésurveillance.

TYP 1 + 2 / CLASSE I + II / TN-S / TT

La série FLP7-PV est un parafoudre et parafoudre de type 1 + 2 selon EN 61643-11 et CEI 61643-11 et UTE C 61-740-51. Ces parafoudres sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre aux limites de LPZ 0-2 (selon CEI 1312-1 et EN 62305) pour la liaison équipotentielle des jeux de barres positifs et négatifs des systèmes photovoltaïques et l'élimination de la surtension transitoire les décharges atmosphériques ou les processus de commutation. Des secteurs de varistances particuliers, connectés entre les bornes L +, L- et PE, sont équipés de sectionneurs internes, qui sont activés en cas de défaillance des varistances (surchauffe). L'indication de l'état de fonctionnement de ces sectionneurs est en partie visuelle (décoloration du champ de signal) et avec surveillance à distance.

Bâtiments administratifs et industriels

Les règles de base des dispositifs de protection contre les surtensions s'appliquent également pour cette application. Si l'on ignore la tension, le facteur décisif est à nouveau la conception du réseau de terminaison aérienne. Chaque bâtiment administratif ou industriel devra très probablement être équipé d'un système de protection externe contre les surtensions. Idéalement, la centrale photovoltaïque est positionnée dans une zone de protection de protection externe contre la foudre et la distance minimale d'arc entre le réseau de terminaison d'air et le système PV (entre les panneaux réels ou leurs structures de support) est maintenue. Si la distance du réseau de terminaison d'air est supérieure à la distance d'arc, nous ne pouvons considérer que l'effet de la surtension induite et installer un dispositif de protection contre les surtensions de type 2, par exemple la série SLP40-PV. Néanmoins, nous recommandons toujours l'installation de parafoudres combinés de type 1 + 2, capables de protéger contre les courants de foudre partiels ainsi que les surtensions potentielles. L'un de ces dispositifs de protection est une unité SLP40-PV, qui se caractérise par un module remplaçable mais a une capacité de dérivation légèrement inférieure à celle du FLP7-PV, qui a une plus grande capacité de dérivation et est donc plus adaptée aux applications plus importantes. Si la distance minimale d'arc ne peut être maintenue, il est nécessaire d'assurer une connexion galvanique d'un diamètre suffisant entre toutes les parties conductrices de l'installation photovoltaïque et la protection externe contre la foudre. Tous ces dispositifs de protection contre les surtensions sont installés dans des sous-distributeurs du côté DC avant l'entrée de l'onduleur. Dans le cas d'une application plus importante où les câbles sont longs ou si des concentrateurs de ligne sont utilisés, il convient de répéter la protection contre les surtensions même dans ces zones.

L'appareil FLP1GR de type 2 + 25 est recommandé en standard pour le distributeur principal du bâtiment à l'entrée de la ligne CA. Il dispose de varistances doublées pour plus de sécurité et peut se vanter d'un courant d'impulsion de 25 kA / pôle. L'unité FLP25GR, une nouveauté dans le domaine de la protection contre les surtensions, intègre les trois types 1 + 2 + 3 et se compose d'une combinaison de varistances et d'un parafoudre, offrant ainsi de multiples avantages. Ces deux produits protégeront le bâtiment de manière sûre et adéquate. Dans la plupart des cas, l'onduleur sera situé à côté du distributeur principal, il sera donc à nouveau nécessaire d'installer un dispositif de protection contre les surtensions dans le sous-distributeur immédiatement derrière la prise secteur. Ici, nous pouvons répéter la protection contre les surtensions de niveau 1 + 2 avec le dispositif FLP12,5, qui est produit dans une version fixe et remplaçable FLP12,5 ou simplement SPD type 2 de la série III (encore une fois dans une version fixe et remplaçable). Nous proposons tous les types de dispositifs de protection contre les surtensions mentionnés pour les systèmes CC et CA également dans une version à signal distant.

TYP 1 + 2 / CLASSE I + II / TN-S / TT

FLP25GR / 3 + 1 est un espace de décharge en graphite de type 1 + 2 selon EN 61643-11 et CEI 61643-11.Ils sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre aux limites de LPZ 0-1 (selon CEI 1312 -1 et EN 62305), où ils assurent la liaison équipotentielle et la décharge à la fois du courant de foudre et de la surtension de commutation, qui sont générés dans les systèmes d'alimentation entrant dans le bâtiment. Les parafoudres FLP25GR / 3 + 1 sont principalement utilisés dans les lignes d'alimentation, qui fonctionnent comme des systèmes TN-S et TT. Le parafoudre FLP25GR / 3 + 1 est principalement utilisé dans les structures de LPL I - II selon EN 62305 ed.2. Les doubles bornes de l'appareil permettent la connexion en «V» à la capacité de transport de courant maximale de 315A.

TYP 1 + 2 / CLASSE I + II / TN-S / TT

FLP7-PV sont les parafoudres et parafoudres de type 1 + 2 selon EN 61643-11 et CEI 61643-11 et UTE C 61-740-51. Ces parafoudres sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre aux limites de LPZ 0-2 (selon CEI 1312-1 et EN 62305) pour la liaison équipotentielle des jeux de barres positifs et négatifs des systèmes photovoltaïques et l'élimination des surtensions transitoires qui surviennent pendant les décharges atmosphériques ou les processus de commutation. Des secteurs de varistances particuliers, connectés entre les bornes L +, L- et PE, sont équipés de sectionneurs internes, qui sont activés en cas de défaillance des varistances (surchauffe). L'indication de l'état de fonctionnement de ces sectionneurs est en partie visuelle (décoloration du champ de signal) et en partie à distance (par commutation libre de potentiel sur les contacts).

LPZ1-2-3

TLP est une gamme complexe de dispositifs de protection contre les surtensions conçus pour la protection des lignes de données, de communication, de mesure et de contrôle contre les effets de surtension. Ces dispositifs de protection contre les surtensions sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre aux limites de LPZ 0_{UN B)} - 1 selon EN 62305. Tous les types offrent une protection efficace des équipements connectés contre les effets de surtension en mode commun et en mode différentiel selon CEI 61643-21. Le courant de charge nominal de chaque ligne protégée I_L <0,1A. Ces appareils se composent de tubes à décharge, d'impédance série et de transits. Le nombre de paires protégées est facultatif (1-2). Ces appareils sont produits pour une tension nominale comprise entre 6 V et 170 V. Le courant de décharge maximal est de 10 kA (8/20). Pour la protection des lignes téléphoniques, il est recommandé d'utiliser un type de tension nominale U_N= 170V

LPZ2-3

Ces parafoudres destinés aux réseaux informatiques sont spécialement conçus pour sécuriser un transfert de données irréprochable au sein des réseaux informatiques de catégorie 5. Ils protègent les circuits électroniques d'entrée des cartes réseau contre les dommages causés par les effets de surtension dans le Concept de Zones de Protection Foudre aux limites de LPZ 0_{UN B)} -1 et plus selon EN 62305. Il est recommandé d'utiliser ces dispositifs de protection à l'entrée des équipements protégés.

Grandes centrales photovoltaïques

Les systèmes externes de protection contre la foudre ne sont pas fréquemment installés dans les grandes centrales photovoltaïques. Par la suite, l'utilisation de la protection de type 2 est impossible et il est nécessaire d'utiliser le parafoudre de type 1 + 2. Les systèmes des grandes centrales photovoltaïques intègrent un grand onduleur central avec une puissance de centaines de kW ou un système décentralisé avec un plus grand nombre d'onduleurs plus petits. La longueur des lignes de câble est importante non seulement pour l'élimination des pertes, mais également pour l'optimisation de la protection contre les surtensions. Dans le cas d'un onduleur central, les câbles CC des chaînes individuelles sont conduits vers des concentrateurs de ligne à partir desquels un seul câble CC est conduit vers l'onduleur central. En raison des longueurs de câbles, qui peuvent atteindre des centaines de mètres dans les grandes centrales photovoltaïques, et d'un éventuel coup de foudre direct au niveau des concentrateurs de ligne ou directement des panneaux photovoltaïques, il est important d'installer un dispositif de protection contre les surtensions de type 1 + 2 sur tous concentrateurs de ligne avant même l'entrée dans l'onduleur central. Nous recommandons une unité FLP7-PV avec une plus grande capacité de dérivation. Dans le cas d'un système décentralisé, un dispositif de protection contre les surtensions doit être installé avant chaque entrée CC de l'onduleur. Nous pouvons à nouveau utiliser l'unité FLP7-PV. Dans les deux cas, il ne faut pas oublier d'interconnecter toutes les parties métalliques avec la terre pour égaliser le potentiel.

Pour le côté AC derrière la sortie de l'onduleur central, nous recommandons l'unité FLP25GR. Ces dispositifs de protection contre les surtensions permettent des courants de fuite à la terre importants de 25 kA / pôle. Dans le cas d'un système décentralisé, il est nécessaire d'installer un parafoudre, par exemple FLP12,5, derrière chaque sortie CA de l'onduleur et de répéter la protection par les dispositifs FLP25GR mentionnés dans le distributeur CA principal. La ligne CA à la sortie de l'onduleur central ou du distributeur CA principal est le plus souvent conduite vers un poste de transformation à proximité où la tension est transformée en HT ou VHV, puis dirigée vers une ligne électrique hors sol. En raison d'une probabilité plus élevée de foudre directement sur la ligne électrique, un dispositif de protection contre les surtensions de type 1 à haute performance doit être installé au poste de transformation. La société LSP propose son appareil FLP50GR, qui est plus que suffisant pour ces applications. C'est un éclateur capable de détourner un courant d'impulsion de foudre de 50 kA / pôle.

Pour assurer le bon fonctionnement d'une grande centrale électrique et une efficacité maximale, la centrale photovoltaïque est surveillée par des systèmes de mesure et de régulation électroniques modernes ainsi que le transfert de données vers une salle de contrôle. Différents systèmes fonctionnent avec différentes limites et LSP assure la protection de tous les systèmes couramment utilisés. Comme dans les applications précédentes, nous ne proposons ici qu'une fraction des produits, mais nous sommes en mesure de proposer divers concepts personnalisés.

La société LSP est représentée dans de nombreux pays et son personnel qualifié est prêt à vous aider à choisir le bon dispositif de protection contre les surtensions pour l'application donnée ou un concept technique de votre projet particulier. Vous pouvez également visiter notre site Web à www.LSP.com où vous pouvez contacter nos représentants commerciaux et trouver une offre complète de nos produits, qui sont tous conformes à la norme internationale CEI 61643-11: 2011 / EN 61643-11: 2012.

TYP 1 + 2 / CLASSE I + II / TN-S / TT

FLP12,5-xxx / 3 + 1 est un parafoudre et parafoudre à varistance à oxyde métallique, combiné avec un tube à décharge de type 1 + 2 selon EN 61643-11 et CEI 61643-11.Ils sont recommandés pour une utilisation dans les zones de protection contre la foudre Concept aux limites de LPZ 0-1 (selon CEI 1312-1 et EN 62305), où ils assurent la liaison équipotentielle et la décharge des deux, du courant de foudre et de la surtension, qui sont générés dans les systèmes d'alimentation entrant dans le bâtiment . L'utilisation des parafoudres FLP12,5-xxx / 3 + 1 se fait principalement dans les lignes d'alimentation, qui fonctionnent comme des systèmes TN-S et TT. Le parafoudre FLP12,5-xxx / 3 + 1 est principalement utilisé dans les structures de LPL I - II selon EN 62305 ed.2.

TYP 1 + 2 / CLASSE I + II / TN-S / TT

Le FLP25GR-xxx / 3 + 1 est un parafoudre et parafoudre à varistance à oxyde métallique, combiné avec un tube à décharge de type 1 + 2 selon EN 61643-11 et CEI 61643-11.Ils sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre à les limites de LPZ 0-1 (selon CEI 1312-1 et EN 62305), où elles assurent la liaison équipotentielle et la décharge des deux, du courant de foudre et de la surtension, qui sont générés dans les systèmes d'alimentation entrant dans le bâtiment. L'utilisation des parafoudres FLP12,5-xxx / 3 + 1 se fait principalement dans les lignes d'alimentation, qui fonctionnent comme des systèmes TN-S et TT. Le parafoudre FLP25GR-xxx est principalement utilisé dans les structures de LPL III - IV selon EN 62305 ed.2.

TYP 1 + 2 / CLASSE I + II

Le FLP7-PV est un parafoudre et parafoudre de type 1 + 2 selon EN 61643-11 et EN 50539. Il est conçu pour la protection des jeux de barres positifs et négatifs des systèmes photovoltaïques contre les effets de surtension. Ces parafoudres sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre aux limites de LPZ 0-2 (selon CEI 1312-1 et EN 62305). Des secteurs de varistances particuliers sont équipés de sectionneurs internes, qui sont activés lorsque les varistances tombent en panne (surchauffe). Une indication d'état de fonctionnement de ces sectionneurs est en partie mécanique (par une cible de signalisation rouge exercée en cas de panne) et avec surveillance à distance.

LPZ1-2-3

TLP est une gamme complexe de dispositifs de protection contre les surtensions conçus pour la protection des lignes de données, de communication, de mesure et de contrôle contre les effets de surtension. Ces dispositifs de protection contre les surtensions sont recommandés pour une utilisation dans le concept de zones de protection contre la foudre aux limites de LPZ 0_{UN B)} - 1 selon EN 62305. Tous les types offrent une protection efficace des équipements connectés contre les effets de surtension en mode commun et en mode différentiel selon CEI 61643-21. Le courant de charge nominal de chaque ligne protégée I_L <0,1A. Ces appareils se composent de tubes à décharge, d'impédance série et de transits. Le nombre de paires protégées est facultatif (1-2). Ces appareils sont produits pour une tension nominale comprise entre 6 V et 170 V. Le courant de décharge maximal est de 10 kA (8/20). Pour la protection des lignes téléphoniques, il est recommandé d'utiliser un type de tension nominale U_N= 170V.