L'emplacement éloigné, les surfaces exposées et les grandes surfaces des centrales solaires les exposent à un risque élevé de dommages causés par les éléments, en particulier les orages électriques.Une préoccupation importante pour les exploitants de centrales photovoltaïques (PV) est les dommages aux équipements causés par des coups de foudre directs ou indirectsLes dommages causés par ces événements peuvent mettre une installation photovoltaïque hors service pendant des jours, voire des semaines, entraînant une interruption de l'alimentation et des pertes de revenus.une protection contre les surtensions doit être installée à l'onduleur et à divers autres endroits de l'installation photovoltaïque.

Sélection et installation de dispositifs de protection contre les surtensions pour les systèmes photovoltaïques

Les systèmes photovoltaïques présentent des caractéristiques uniques qui nécessitent donc l'utilisation de DSP spécialement conçus pour les systèmes photovoltaïques.

Les systèmes photovoltaïques ont des tensions de courant continu élevées allant jusqu'à 1500 volts. Leur point de puissance maximale fonctionne à seulement quelques centiles sous le courant de court-circuit du système.

Pour déterminer le module SPD approprié pour le système photovoltaïque et son installation, vous devez connaître:

• la densité des éclairs autour de la foudre;
• la température de fonctionnement du système;
• la tension du système;
• la valeur de courant de court-circuit du système;
• le niveau de forme d'onde qui doit être protégé contre (éclairage indirect ou direct); et
• le courant de décharge nominal

Pour avoir un effet protecteur, le niveau de protection de tension (Up) d'un SPD doit être inférieur de 20% à la résistance diélectrique de l'équipement terminal du système.

Il est important d'utiliser un DSP dont le courant de résistance au court-circuit est supérieur au courant de court-circuit de la chaîne du réseau solaire auquel le DSP est connecté.Le SPD fourni sur la sortie en courant continu doit avoir une MCOV en courant continu égale ou supérieure à la tension maximale du panneau du système photovoltaïque..

Lorsque la foudre frappe le point A (voir figure 1), le panneau photovoltaïque et l'onduleur sont susceptibles d'être endommagés.l'onduleur est généralement le composant le plus cher d'un système photovoltaïqueIl est donc essentiel de choisir et d'installer correctement le SPD sur les lignes AC et DC. Plus la frappe est proche de l'onduleur, plus l'onduleur sera endommagé.

SPD latéraux en courant continu et en courant alternatif pour combinateurs et onduleurs

Les dispositifs de protection contre les surtensions sont installés sur les côtés en courant continu et en courant alternatif des onduleurs centraux et à chaîne, dans les boîtes de combinateur et pour protéger les lignes de signal (mesures et communications).Selon l'exposition atmosphérique de l'installation photovoltaïque à la foudre, ingénierie, procurement and construction (EPC) contractors and designers may prescribe either standard type 2 IEC SPDs (indirect impact 8/20 μs) or more robust type 1+2 SPDs (tested to withstand direct lightning impacts in 10/350 μs waveform).

La protection latérale du courant continu dans les combinateurs et les onduleurs est généralement configurée en Y-connexion DIN-rail afin de fournir une protection en mode commun et différentiel.

Sur le côté CA, une protection contre les surtensions de l'onduleur est également requise.L'exposition aux surtensions est généralement traitée en utilisant des SPD standard DIN-rail type 2 dans TN S, IT ou même TT configurations.

En outre, en fonction de l'installation photovoltaïque, les entrepreneurs et les concepteurs EPC peuvent privilégier le type 1+2 AC dans certains cas,afin d'obtenir une durée de vie plus longue pour les SPD et même une protection lorsque les conditions sont plus difficiles en termes d'impact direct attendu de la foudreC'est généralement le cas dans les zones où le niveau isocéraunique est très élevé, souvent associé à des altitudes élevées.