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4 caractéristiques à rechercher dans les dispositifs d'arrêt rapide au niveau du module

Par Chris Connell, responsable de la gestion des solutions, Fronius USA

Maintenant que la Californie – le plus grand État solaire des États-Unis – a adopté le National Electrical Code (NEC) de 2017, de nombreux installateurs solaires recherchent la meilleure solution d'arrêt rapide au niveau du module. Voici quelques critères à utiliser pour trouver l'option la meilleure et la plus sûre.

1. Commutation sûre et fiable en cas d'urgence

Étant donné que l'arrêt au niveau du module est destiné à la sécurité des pompiers, les solutions doivent être fiables. Lorsque l'arrêt rapide est activé, les dispositifs d'arrêt rapide doivent commuter et mettre hors tension de manière fiable la baie. Si cela ne se produit pas, le risque pourrait en fait être plus élevé que de ne pas avoir de fonction d'arrêt du tout, car les pompiers supposent que la baie est en fait hors tension.

Alors, comment assurer une commutation sûre? Les déconnexions CC mécaniques (par exemple, sur un onduleur) sont soumises à des tests conformément à la norme UL 98B. Cette norme nécessite des tests dans des conditions environnementales typiques dans lesquelles le sectionneur est censé fonctionner, avec des milliers d'itérations ainsi que d'autres tests de sécurité.

À l'opposé, les interrupteurs CC à semi-conducteurs d'aujourd'hui utilisés pour la conformité de l'arrêt au niveau du module sont uniquement testés selon UL 1741. UL 1741 n'est pas une norme de déconnexion CC ni d'interrupteur de sécurité. L'environnement dans lequel les appareils MLPE sont conçus pour fonctionner est en fait plus sévère que l'environnement d'un sectionneur CC régulier sur ou sur l'onduleur. La fonction d'arrêt rapide doit être testée en dehors des températures de fonctionnement standard.

2. Détection précise des défauts d'arc et réponse appropriée à l'arrêt

Les composants électroniques peuvent créer du bruit électrique. Du côté CC d'un système solaire, ce n'est généralement pas un problème. Cependant, avec les dispositifs d’arrêt rapide d’aujourd’hui, les niveaux de bruit peuvent augmenter de manière significative et nuire à la détection correcte des défauts d’arc. Les algorithmes AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter) surveillent le courant CC et la tension du système solaire et détectent certaines caractéristiques (telles que des changements soudains), qui ressemblent à un arc, sur la base d'un ensemble de signatures d'arc indiquant à quoi ressemble un arc typique. Si les modèles de courant et de tension mesurés ressemblent à une signature d'arc, l'AFCI est déclenché pour éteindre un arc ou empêcher un arc potentiel avant que tout dommage ne se produise.

Si le bruit électrique créé par les dispositifs d'arrêt rapide (par exemple, à partir des fréquences de commutation des optimiseurs) crée des signaux qui ressemblent à de vrais arcs, l'algorithme AFCI a du mal à discerner un arc réel. Ce bruit augmente la probabilité de déclenchement intempestif ou pire encore, de ne pas détecter un véritable arc. De plus, ce bruit supplémentaire pourrait ironiquement interférer avec le signal d'arrêt de certains systèmes, ce qui rendrait difficile de compter sur son arrêt en cas de besoin.

3. Moins de points de connexion pour moins de risques d'arc

Des études menées par le Fraunhofer Institute en Allemagne et le BRE National Solar Center au Royaume-Uni ont conclu que les connecteurs CC sont la principale cause des arcs en série dans un générateur photovoltaïque. Il existe deux causes principales de défauts de connecteur CC:

  1. Erreurs d'installation. Les erreurs d'installation les plus courantes sont les connecteurs qui ne sont pas complètement insérés et le mauvais sertissage sur site, entraînant tous deux de mauvaises connexions pouvant conduire à des arcs électriques. Les erreurs typiques incluent l'utilisation d'outils de sertissage incorrects, le montage de connecteurs sans précision suffisante ou simplement une formation d'installation insuffisante.
  2. Absence d'une norme de connecteur DC. Une connexion non appariée est une connexion entre des connecteurs DC mâle et femelle fabriqués par différents fabricants. L'incompatibilité entraîne la corrosion, la pénétration d'eau, un comportement de dilatation thermique différent ou tout simplement des connexions desserrées.

Toute solution d'arrêt rapide qui augmente considérablement le nombre de points de connexion peut augmenter le risque pour le système.

4. Rentabilité et longévité

La rentabilité conduit à l'adoption de l'énergie solaire, il est donc important que les solutions d'arrêt rapide ne rendent pas le prix des systèmes inaccessible pour les clients. De plus, les systèmes solaires représentent des investissements de plus de 20 ans. Les systèmes avec moins de composants qui n'exposent pas l'électronique à des environnements de toit difficiles seront probablement plus fiables.

Lors de l'évaluation des solutions d'arrêt rapide sur le marché, accordez la priorité à la sécurité, puis tenez compte des coûts supplémentaires.


Chris Connell est responsable de la gestion des solutions chez Fronius.

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