Courant nominal de décharge (In) pour SPD de type 2

Comme mentionné plus haut, le système de protection contre la foudre d’un système PV a pour principal but d’empêcher que des courants de foudre partiels ne s’écoulent au travers du système PV. Dans une installation ayant un système de protection contre la foudre isolé, seuls les eff ets inductifs provoqués par des impulsions électromagnétiques générées par la foudre (IEMF) sont à considérer. Ainsi d’après le tableau 1, l’installation d’un SPD de type 2 sur le côté courant continu du générateur PV suffit.
La fig. 4 montre comment le champ magnétique H généré par les courants de foudre s’écoulant dans le système de protection contre la foudre voisin peut induire des tensions importantes dans les boucles formées par les conducteurs, ce qui a pour conséquence, si ces boucles sont fermées, de générer des courants de chocs correspondants.

Ces surtensions induites sont le principal danger auquel les parafoudres de type 2 installés aux bornes des champs PV font face. Dans les essais de laboratoire, il est possible de déterminer le pouvoir d’écoulement nécessaire pour les parafoudres situés du côté courant continu des générateurs PV.
C’est pourquoi, on a testé en laboratoire un module PV ayant un court-circuit sur ses bornes de sortie, afin de déterminer le pouvoir d’écoulement nécessaire In du parafoudre.

Fig 4

La fig. 5 montre les résultats les plus importants des essais inductifs sur un seul module PV :
a) Le courant induit diminue de manière presque proportionnelle avec la distance entre le module PV et le conducteur de capture et augmente avec la pente de l’impulsion du courant de foudre primaire.
b) Le courant induit présente une ondulation réduite. Celle-ci correspond presque à un courant de choc 8/20 lors d’un courant de foudre primaire 10/350. Compte tenu de la mesure effectuée sur un seul module PV, la charge totale d’un champ de modules a été estimée à un courant induit maximal de ≥ 10 kA. On peut donc en déduire que pour un SPD de type 2 situé du côté courant continu d’un système PV, un courant nominal de décharge In = 20 kA (8/20) par string protégé est suffisant.

Fig. 5

La fig. 6 montre le montage expérimental pour un deuxième essai dans lequel non seulement le comportement d’un seul module, mais également celui d’un champ de modules complet a été testé. Dans ce cas, le courant de foudre se répartit sur plusieurs chemins du cadre des modules. Ces essais ont confi rmé dans les grandes lignes les résultats généraux obtenus lors de l’essai précédent. Des surtensions importantes ont endommagé le matériel d’exploitation du boîtier de raccordement du générateur PV qui n’avait pas été protégé par des parafoudres. Le paramètre déterminant pour l’apparition de surtensions provoquées par les eff ets inductifs est la pente du courant de foudre qui s’écoule dans les conducteurs de capture du système de protection contre la foudre. À cause de l’impédance de cet échantillon relativement grand, la pente du courant moyenne était limitée à . Cette pente de courant correspond à peu près aux indications de la pente de courant pour la classe de protection contre la foudre NPF III lors du premier courant de choc. Afin d’évaluer les courants de choc déterminants provoqués par des surtensions induites, courants définis par une pente moyenne de 200 kA/μs pour un NPF I dans la partie 1 de la norme NF EN 62305, il est nécessaire d’entreprendre d’autres essais.

Les premiers résultats de ces analyses de courant induit sur des champs photovoltaïques en conséquence de chocs foudre subséquents seront présentés lors des conférences X SIPDA.

Fig. 6