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Nouveaux produits

Les solutions HELIOPROTECTION® de Mersen

Publication: 14 novembre

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Protection des installations photovoltaïques contre les surtensions...
 

Le solaire est la source de production d’énergie qui connaît une des croissances les plus rapides dans le secteur de l’énergie. Les capacités photovoltaïques solaires installées dans le monde ont dépassé celles des autres technologies de production d’électricité en 2017. Quasiment deux fois plus de capacité que l’éolien. L’association Solar Power Europe prévoit un taux de croissance de 45% en 2018 et de 58% en 2019 pour l’Europe. L’Allemagne, la France et la Turquie devraient être les trois principaux marchés pour le solaires en Europe jusqu’en 2022.

La technologie photovoltaïque 1500Vdc a consolidé sa domination mondiale par rapport aux autres tensions nominales. Tous les composants de ces installations nécessitent une protection électrique spécifique de 1500Vdc afin de garantir le retour sur investissement de la centrale.

HelioProtection® de Mersen est le nom du programme de solutions de protection contre les surintensités et les surtensions dans le domaine du photovoltaïque. Ces solutions prêtes à l’emploi ont entièrement été conçues pour les systèmes solaires photovoltaïques et spécialement pour le 1500Vdc. Surge-Trap® est le nom spécifique des produits SPD (Surge Protection Device – Dispositif de protection contre les surtensions).

Les dispositifs SPD côté AC et DC pour boîtiers de raccordement et onduleurs

Des dispositifs de protection contre les surtensions sont installés en entrée DC et sortie AC des onduleurs centraux et string, dans des boîtiers de raccordement, et pour protéger les lignes de signaux (mesures et communications). En fonction du niveau de foudroiement de l’installation photovoltaïque, les bureaux d’études et les entreprises d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction peuvent soit choisir des parafoudres IEC standard de type 2 (impact indirect 8/20 μs), soit des SPD de type 1 + 2 plus robustes (testés pour résister aux impacts directs de la foudre avec forme d’onde 10/350 µs).

La protection côté DC dans les boîtiers de raccordement et les onduleurs doit généralement avoir la configuration de rail DIN « Y » afin de fournir une protection en mode commun et différentiel. Quel que soit le type de SPD et la tension nominale, aucun fusible additionnel ne sera nécessaire grâce au système de déconnexion thermique dynamique optimisé de Mersen pour les courants PV DC, avec une tenue aux courants de courts-circuits de 10 kA.

Côté AC, la protection contre les surtensions de l’onduleur est également requise. Que ce soit sur l’onduleur lui-même ou au niveau du boîtier de jonction AC, l’exposition aux surtensions est protégée grâce à l’utilisation de parafoudres standard type 2 sur rail DIN dans les configurations TNS, IT ou même TT. En raison de la tendance vers 1500Vdc et compte tenu de l’augmentation de la tension de sortie côté AC (jusqu’à 800V L-L), Mersen a développé des parafoudres spéciaux 850Vac Uc. Ceux-ci sont renforcés pour gérer les pics de tension récurrents (non transitoires) jusqu’à 2,2 kV qui peuvent survenir dans certaines installations où le pôle négatif CC est mis à la terre, provoquant un décalage de la tension alternative via la mise à la terre des parafoudres. Ainsi une usure prématurée est évitée.

De plus, en fonction de l’installation photovoltaïque, les entreprises d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction et les concepteurs peuvent privilégier le Type1 + 2 AC afin de prolonger la durée de vie des parafoudres et même de les protéger dans des conditions plus difficiles s’il y a ’impact direct de la foudre. Ce sera généralement le cas dans les zones à très haut niveau kéraunique, souvent associées à des sites en haute altitude. C’est également pour cette raison que les parafoudres Mersen ont été conçus pour répondre aux exigences électriques en haute altitude (courant continu et courant alternatif).

SPD multipolaires pour onduleurs de forte puissance

Mersen fournit des standards UL et IEC sur le même parafoudre pour la plupart des références, même pour des conceptions spéciales telles que les SPD multipolaires DC pour les onduleurs avec plusieurs MPPT.

Ces derniers sont spécialement adaptés aux besoins des fabricants d’onduleurs OEM. Les onduleurs de grande puissance sont de plus en plus utilisés dans les applications commerciales / industrielles et même à grande échelle, en concurrence avec les onduleurs centraux. Dans les onduleurs strings, les chaînes sont gérées au moyen de plusieurs trackers de point de puissance maximum (MPPT), ce qui permet d’optimiser les performances par rapport au coût. Plusieurs MPPT permettent à l’onduleur de disposer de plusieurs lignes indépendantes de panneaux PV pour fonctionner à leur point de puissance maximale. Par conséquent, une augmentation substantielle des performances est obtenue en cas de conditions défavorables telles que l’ombre , l’orientation du soleil et la saleté. Ces MPPT sont la partie sensible de l’entrée DC de l’onduleur et doivent être protégés contre les surtensions. Il est un fait que, dans les onduleurs string, davantage de parafoudres sont nécessaires en même temps et que espace et coût deviennent un problème. La configuration standard « Y » des parafoudres à montage sur rail DIN ne peut pas être une configuration efficace. Des parafoudres multipolaires spéciaux sont requis dans les onduleurs de chaîne. Leur nombre de pôles - autant que leur configuration - dépend en fin de compte du nombre de MPPT et de la conception interne de l’onduleur.

Dans certains cas, la demande de réduction de coût et d’espace dans l’industrie de l’électronique de puissance des fabricants d’onduleurs a conduit Mersen à adapter la configuration des parafoudres multipolaires en passant du rail DIN au montage PCB. La meilleure solution consiste à utiliser la base sous la forme d’une douille unipolaire spéciale pouvant être soudée à la vague et ceci pour toute configuration réseau sur le circuit imprimé. Cela évite les coûts de câblage mais ceci doit généralement être prévu à un stade précoce de la conception de l’onduleur. Mersen propose une nouvelle douille antisurtension pour carte de circuits imprimés recevant toutes les cartouches parafoudres DC et AC standard de Mersen, de type 2 et de type 1 + 2, et ceci quelle que soit la tension nominale.

Pourquoi choisir les parafoudres Mersen Helioprotection® ?

Le programme Mersen Helioprotection® Surge-Trap® offre une plate-forme flexible de solutions pour la protection des lignes électriques et des lignes de signaux pour le photovoltaïque. Surge-Trap® est la solution la plus complète et la plus flexible du marché en matière de protection contre les surtensions dans les lignes électriques. Toutes les cartouches enfichables à l’échelle du module unique peuvent être utilisées indistinctement sur des bases de rail DIN ou des bases douilles pour circuit imprimé, ceci étant vrai pour les parafoudres Type2 et Type1 + 2. Le programme est également prêt pour le 1500Vdc et offre des solutions pour des problèmes spécifiques de PV du côté DC pour plusieurs MPPT et du côté AC avec des valeurs de tension renforcées. Les appareils sont à la fois IEC et UL. Aucun fusible additionnel n’est requis du côté DC.

http://www.mersen.com/

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