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Les projets solaires BIPV ont plusieurs options pour la conformité à l'arrêt rapide

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Bardeaux de toit solaire de Luma.

L'option de conformité d'arrêt rapide PV au niveau du module dans le Code national de l'électricité de 2017 était un changement majeur par rapport aux exigences précédentes d'arrêt rapide au niveau de la chaîne. Mais l'arrêt au niveau du module n'est que l'une des trois façons dont un projet solaire peut se conformer aux exigences actuelles d'arrêt rapide dans le code de 2017 largement adopté. Un nouveau code 2020 commence à être adopté par certains États, mais les options de conformité d'arrêt rapide restent en grande partie les mêmes: réduisez rapidement la tension à l'extérieur et à l'intérieur du panneau solaire.

Les trois choix de conformité devraient être une bonne nouvelle pour les fabricants de panneaux photovoltaïques intégrés au bâtiment, dont certains se demandent comment effectuer de manière rentable un arrêt au niveau du module de bardeaux ou de tuiles solaires plus petits.

«Le code propose ces trois options pour indiquer que différentes pratiques d’installation peuvent être utilisées en fonction de l’installation photovoltaïque sur le toit», a déclaré Ken Boyce, directeur principal de l’ingénierie industrielle chez UL.

Premièrement: une note importante. Il existe deux exigences distinctes dans la section 690.12 du NEC pour un arrêt rapide. L'un est pour l'extérieur du réseau, où les conducteurs entrent dans le bâtiment, et deux pour l'intérieur de la limite du réseau. En dehors de la limite du réseau, les conducteurs sont limités à 30 V dans les 30 secondes suivant le déclenchement de l'arrêt rapide. Certaines approches d'arrêt rapide peuvent satisfaire les deux exigences en réduisant la tension à la fois à l'extérieur et à l'intérieur du réseau à moins de 30 V en 30 secondes, a déclaré Boyce.

Cette deuxième catégorie – à l'intérieur de la limite du tableau et de ses trois options d'arrêt rapide – est le thème principal de cet article.

Dans le cadre des exigences du code «à l'intérieur des limites de la baie», il existe deux options de conformité qui sont quelque peu adaptées aux solutions BIPV comme les tuiles de toit solaire de Tesla ou les bardeaux de toit solaire de Luma.

Le premier et probablement le plus simple moyen pour un système BIPV de se conformer au code concerne les matériaux utilisés dans le produit. NEC 690.12 (B) (2) (3) indique que les projets peuvent satisfaire un arrêt rapide des conducteurs contrôlés à l'intérieur de la limite du réseau s'il n'y a pas de fils ou de pièces conductrices exposés dans le réseau. CertainTeed dit qu'il peut utiliser cette option de conformité avec sa gamme Apollo II de bardeaux BIPV, qui ne comporte aucune pièce conductrice exposée.

«Le solin est entièrement polymère, tout comme le cadre Apollo, nous n'avons donc aucun métal exposé», a déclaré Mark Stancroff, directeur solaire de CertainTeed.

Mais cette option de conformité ne s’appliquerait pas aux produits comme les bardeaux Luma Solar, qui sont faits de tôle conductrice.

Pour ces offres BIPV métalliques, 690.12 (B) (2) (1) serait probablement l'option de conformité la plus simple. Cette option est destinée aux projets à répertorier ou à étiqueter sur le terrain en tant que tableau d'arrêt rapide PV – ce qui signifie que l'ensemble du système, des modules à l'onduleur, a été testé en tant qu'unité et s'est avéré efficace pour effectuer un arrêt rapide. UL a créé des certifications pour les panneaux photovoltaïques à arrêt rapide pour le prouver. Les exigences récemment publiées dans la norme UL 3741 décrivent des options de conformité supplémentaires pour y parvenir.

Tuiles de toit solaire de Tesla.

Pour les fabricants du marché vertical comme Tesla qui fabriquent chaque composant d'un système, des tuiles de toit solaire à l'onduleur, la certification au niveau du système peut être simple. Mais une liste complète d'arrêt rapide des panneaux photovoltaïques pourrait ne pas avoir de sens pour tous les fabricants, car l'industrie solaire produit constamment de nouvelles versions de produits. L'obtention de la certification du système pour chaque combinaison pourrait être fastidieuse.

Néanmoins, si les fabricants de BIPV veulent un moyen un peu simple de passer rapidement l'approbation d'arrêt rapide par les AHJ, ils pourraient choisir une combinaison limitée de différents composants à utiliser dans les projets et les faire tester et répertorier comme «baies PV à arrêt rapide».

"Je pense [UL 3741] peut être quelque chose qui finira par aider avec les options de conception », a déclaré Boyce. «Il y a une assurance, il y a un ensemble d'exigences de sécurité qui s'appliquent à ces produits qui peuvent alors donner à l'inspecteur électrique l'assurance que les produits sont en cours d'évaluation, et ils se concentrent alors sur s'assurer qu'ils appliquent ces exigences du code plutôt que d'essayer de comprendre. ce qui se passe à l'intérieur du produit.

"[UL 3741 is] si complet dans la manière dont cela a été fait au niveau de la certification, il est beaucoup plus facile pour une autorité compétente de dire oui », a poursuivi Boyce.

Les projets qui ne rentrent pas dans ces deux options d'arrêt les plus simples pour BIPV pour quelque raison que ce soit peuvent toujours opter pour l'arrêt au niveau du module des modules BIPV, même si «il semble certainement que ce ne serait pas le moyen le plus simple de se conformer», a déclaré Boyce. L'arrêt au niveau du module est implicite dans la troisième option de conformité 690.12 (B) (2) (2), qui nécessite des conducteurs contrôlés à l'intérieur de la limite de la baie pour limiter l'alimentation à 80 V dans les 30 secondes suivant le déclenchement de l'arrêt rapide.

L'exigence au niveau du module est simple lorsque les modules en discussion sont standard de 65 par 39 pouces. panneaux solaires. Fixez ou collez un dispositif d'arrêt rapide à l'arrière de chaque panneau standard, connectez le câblage et il est conforme.

Mais atteindre la conformité au niveau du module avec les offres BIPV, qui sont des produits beaucoup plus petits, n'est pas aussi simple.

Les modules BIPV sont presque toujours associés à des onduleurs string plutôt qu'à des micro-onduleurs. En plus du grand nombre de bardeaux ou de tuiles par toit (environ 125 bardeaux pour un toit Luma Solar de 10 kW), tout appareil qui est caché en dessous doit être capable de résister à des températures élevées.

«C’est comme un four solaire thermique sous le bardeau solaire. C’est le dilemme lorsque vous regardez un dispositif d’arrêt rapide au niveau du module ou un dispositif d’arrêt rapide qui serait sous 80 V en 30 secondes à l’intérieur du champ », a déclaré Jeff Spies, président de la société de conception solaire Planet Plan Sets.

Dispositif d'arrêt rapide à semi-conducteurs d'IMO Automation.

Certaines technologies pourraient potentiellement fonctionner pour cet environnement difficile, comme le dispositif d'arrêt rapide FireRaptor d'IMO Automation, selon Spies. Le FireRaptor est un dispositif de commutation à semi-conducteurs sans pièces mécaniques, ce qui le rend mieux équipé pour gérer des conditions de chaleur élevée. Le directeur général d'IMO Automation, Joe Covington, a déclaré que le produit pourrait être suffisant pour ces applications en fonction de la configuration du système, car il peut supporter une température ambiante soutenue de 188 ℉ avant de déclencher un arrêt automatique via son capteur de température intégré.

Luma Solar a cherché à utiliser l’arrêt rapide au niveau du module pour ses systèmes de bardeaux solaires à l’aide des dispositifs d’arrêt rapide de APsystems ou Generac. Robert Allen, président de Luma Solar, ne se préoccupe pas de beaucoup de travail supplémentaire sur le chantier puisque ces appareils sont essentiellement plug-and-play, mais il reconnaît que cela ajoutera une dépense supplémentaire à la nomenclature.

«Cela va simplement ajouter des coûts, non seulement à notre système, mais aussi à d’autres», a déclaré Allen. "Mais pas tout ce que nous ne pouvons pas supporter, car notre produit est un produit de luxe au départ, donc nous ne le vendons pas à des prix par watt."

À l'heure actuelle, les autorités compétentes de tout le pays travaillent toujours à l'adoption et à l'apprentissage du code de 2017, de sorte que les fabricants ont probablement un peu de temps pour déterminer les options de conformité qui fonctionnent le mieux pour leurs produits. Néanmoins, si les options BIPV doivent se développer à partir d'un marché de niche, les fabricants devront trouver des moyens faciles de mettre leurs systèmes à niveau pour assurer des inspections et des commissions rapides.

Mis à jour avec des éclaircissements de IMO Automation le 9 février

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