Protection contre les surtensions PV : sécurité contre la foudre et le tonnerre

Il arrive encore et encore que la foudre frappe des bâtiments lors d’un orage. Si les systèmes photovoltaïques sont sur le toit, cela ne signifie pas un risque plus élevé, mais les conséquences peuvent être plus graves. Une surtension peut se produire dans le système et des dispositifs techniques échouent. Empêcher cela est la tâche de la protection contre les surtensions PV. La protection contre la foudre pour les systèmes PV est obligatoire aujourd’hui. Nous vous expliquons ce qu’il faut rechercher.

Si de grands potentiels sont déchargés dans l’atmosphère, la foudre est le résultat. Les courants électriques peuvent toucher la terre et causer de gros dégâts. Ceci s’applique également aux bâtiments équipés d’installations photovoltaïques. Alors que les impacts directs moins fréquents dans la technologie solaire entraînent une perte totale, les impacts dits indirects présentent également un risque : ils frappent le toit, d’autres parties du bâtiment ou des câbles et endommagent les systèmes électriques de la maison. Ce dernier est également possible si la foudre frappe dans un rayon de 500 mètres. Les impacts dits rapprochés provoquent des champs électriques et peuvent également entraîner des surtensions dans les appareils électriques. En plus de la défaillance de la technologie et des travaux de réparation coûteux, des incendies peuvent également se produire sans protection contre les surtensions PV.

De nombreux constructeurs et propriétaires craignent les conséquences et se demandent si un système photovoltaïque sur le toit augmente la probabilité d’un coup de foudre. Cependant, cela ne peut pas être supposé. Le photovoltaïque n’affecte ni la hauteur ni la position d’un bâtiment.

Afin de réduire les conséquences d’un coup de foudre sur l’installation, sur la maison ou à proximité, une protection contre les surtensions PV adaptée est obligatoire depuis 2018. Les bâtiments nouvellement planifiés dans les secteurs privé et commercial sont touchés. La protection contre la foudre pour les systèmes PV est stipulée par DIN VDE 0100-443 et -534 dans le réseau à courant alternatif (AC). Indirectement, cette obligation s’applique également au réseau à courant continu (DC). Si vous souhaitez acheter une installation photovoltaïque, vous devez vous assurer qu’une protection contre la foudre côté AC et DC est disponible pour l’installation solaire.

Une protection contre les surtensions PV n’est pas seulement exigée par la loi. Pour de nombreuses polices d’assurance photovoltaïques, la protection est une condition préalable à l’inclusion des systèmes. La raison en est le montant des dommages, qui est généralement inférieur en raison de la protection contre les surtensions sur le système photovoltaïque.

Les exigences peuvent être satisfaites par des mesures internes et externes de protection contre la foudre. Ces derniers sont simplement décrits comme des tiges de capture d’air sur le toit. Ceux-ci absorbent la foudre et la dirigent directement dans le sol. La protection interne contre les surtensions PV avec des dispositifs dits de protection contre les surtensions (SPD pour parasurtenseur) garantit que les pics de tension à court terme ne sont pas transmis aux appareils électriques. Cela protège les systèmes contre les dommages. En pratique, trois concepts de protection se sont imposés.

Il est plus sûr de combiner des mesures de protection interne et externe contre la foudre. Pour ce faire, des experts installent des systèmes de capture d’air (tiges de capture) sur le toit. Ceux-ci ont une distance d’au moins 0,5 à 1,0 mètre par rapport aux modules solaires afin d’empêcher la foudre de sauter par-dessus. Les experts parlent de la distance de séparation. Les experts en protection foudre relient le cadre métallique d’assemblage à la barre de terre principale. Une connexion avec les lignes de protection contre la foudre doit être évitée à tout prix. Des dispositifs de protection contre les surtensions de type 2 sont également utilisés en amont et en aval de l’onduleur. Si la ligne DC vers l’onduleur photovoltaïque mesure plus de dix mètres, une protection supplémentaire contre les surtensions PV est recommandée après le passage dans la maison.

Avec de petits toits ou de grandes installations solaires, la distance de séparation requise ne peut pas toujours être respectée. Dans un tel cas, des experts connectent le cadre de montage aux câbles dissipant la foudre. Ils acheminent également les lignes CC blindées jusqu’au niveau du sol à l’extérieur du bâtiment afin de minimiser les effets sur le photovoltaïque. Il est particulièrement important avec cette variante que les cadres de montage métalliques et les connexions entre eux et les piquets de capture soient conçus pour de forts courants de foudre. Il en va de même pour les câbles de tension continue, dont les blindages des câbles sont à raccorder au dispositif de capture en haut et au système de mise à la terre en bas. Les experts vérifient également si une protection contre les surtensions PV de type 2 est requise aux deux extrémités du câble. Si les lignes DC mesurent plus de dix mètres, nous recommandons d’installer également un tel composant du côté AC de l’onduleur.

Alternative: Sans blindage, les câbles de tension continue peuvent être introduits dans le bâtiment directement sur le toit. Une protection contre les surtensions PV de type 1 (protection générale ou parafoudre) avant et après l’onduleur assure alors la sécurité nécessaire.

S’il n’y a pas de système externe de protection contre la foudre, les experts connectent le cadre métallique du toit à la barre de mise à la terre principale. De plus, installez un dispositif de protection contre les surtensions de type 2 (protection moyenne dans les répartiteurs d’étage) après l’introduction des lignes de tension continue dans la maison si elles mesurent plus de dix mètres. Une protection supplémentaire contre les surtensions PV de type 2 est située du côté DC de l’onduleur. Si les lignes de tension AC vers le distributeur principal mesurent plus de dix mètres, un dispositif de protection supplémentaire de type 2 du côté AC de l’onduleur est conseillé. La protection contre les surtensions est déjà intégrée dans de nombreux onduleurs.