Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d`alimentation

Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI
ESTI Nr. 233.0710 f
Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation
électrique
Auteurs :
Groupe de travail Photovoltaïque
En collaboration avec l’OFEN et GMS
Valable
à partir du : 1er juillet 2010
Remplace: édition no. 233.11.04 f
Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI
Luppmenstrasse 1
8320 Fehraltorf
Tél. 044 956 12 12
Fax 044 956 12 22
[email protected]
www.esti.admin.ch
Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique
ESTI Nr. 233.0710 f
Avant-propos
Le document précédent datant de plus de 10 ans sur les consignes de sécurité pour l’installation des
installations photovoltaïques a dû absolument être remplacé, c'est-à-dire adapté aux normes internationales et à l’état de la technique.
Le but était de créer une norme pour permettre de réaliser des installations de qualité sans danger pour
des personnes et des biens. La mise en place d’installations photovoltaïques doit être soutenue et leur
bonne image doit être encore plus promue.
Les installations photovoltaïques présentent certaines particularités qui ne sont pas connues de
l’installateur pour les installations électriques dans le bâtiment. En revanche, les professionnels du photovoltaïque ne connaissent souvent pas les prescriptions générales sur les installations. De plus, la
législation impose des prescriptions en ce qui concerne l’annonce d’installation à l’exploitant de réseau
compétent, les autorisations pour l’exécution des travaux d’installation et le contrôle de l’installation
terminée.
Base
La base technique de ce document est constituée par la norme CEI 60364-7-712 et la norme nationale
sur les installations à basse tension NIBT 2010. La partie 7.12 contient des dispositions additionnelles
qui se basent sur les parties 1 à 6 de la NIBT.
Structure et entrée en vigueur
Le contenu des normes (partie 2) a été complété avec des exemples détaillés, des explications et
d’autres schémas (partie 3) ainsi que les renvois de l’ESTI aux lois, ordonnances, normes et prescriptions des distributeurs (partie 1).
Les parties 2 et 3 sont un extrait de la NIBT 2010, entrée en vigueur le 1er janvier 2010. L’inspection
fédérale des installations à courant fort met ce document en vigueur le 1er juillet 2010.
Groupe de travail Photovoltaïque
Le groupe de travail Photovoltaïque a élaboré ce document. Les membres ont été recrutés à la CT 64
(Installations à basse tension), à la CT 82 (Solar photovoltaic energy systems) ainsi qu’à l’association
suisse de professionnels de l’énergie solaire, Swisssolar. L’Office fédéral de l’énergie (OFEN) et la
société Mont-Soleil (SMS) ont soutenu financièrement le projet.
Légende des caractères spéciaux utilisés :
(E+C) Si pour une disposition il y a des exemples ou commentaires, cela est notifié dans le texte par l’indication
(E+C).
C
Renvoi à des dispositions dans la norme pour les installations à basse tension (NIBT).
{
Ces dispositions ne sont pas encore harmonisées, mais en Suisse valides comme des dispositions harmonisées. Les textes concernées sont précédés par un {.
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1ère partie
ESTI Nr. 233.0710 f
Installations photovoltaïques : obligation
d’approbation des plans, régime de
l’autorisation pour travaux d’installation,
contrôle de réception et contrôle périodique
Renvoi aux lois, ordonnances, normes et prescription des distributeurs
1.
Introduction
Depuis que le législateur fédéral a décidé d’adopter des mesures pour promouvoir les énergies
renouvelables, de plus en plus d’installations de production d’énergie électriques, notamment de
installations photovoltaïques, sont construites. D’après les constatations de l’Inspection fédérale
des installations à courant fort ESTI, il semble qu’il ne soit pas très clair à partir de quelle puissance les installations photovoltaïques nécessitent une approbation des plans de l’Inspection, si
les travaux d’installations sur de telles installations sont soumis au régime de l’autorisation et
comment se passent le contrôle de réception et le contrôle périodique des installations photovoltaïques. Ces points sont expliqués ci-après.
2.
Obligation d’approbation des plans
En vertu de l’art. 1, al. 1, let. b de l’ordonnance sur la procédure d’approbation des plans des
installations électriques (OPIE ; RS 734.25), l’établissement ou la modification d’installations
photovoltaïques de plus de 3 kVA monophasé ou de plus de 10 kVA polyphasé, reliées à un
réseau de distribution à basse tension, nécessitent une approbation des plans. Les installations de plus faible puissance sont exemptées de cette obligation.
Cette obligation s’explique pour des raisons de sécurité. Lorsque l’énergie électrique produite
est réinjectée dans le réseau, la protection doit être garantie. Toute l’installation de production
d’énergie est soumise à approbation des plans (des panneaux solaires à et y compris
l’interrupteur principal).
L’obligation d’approbation des plans et la charge de phase sont illustrées par le biais des
exemples des ill. 1, ill. 2 et ill. 3.
La demande d’approbation des plans peut être faite au moyen d’un formulaire spécifique, disponible sur Internet sous www.esti.admin.ch > Documentation > Formulaires> Projets.
En outre, nous attirons votre attention sur le fait que les exigences minimales techniques pour
le raccordement d’installations photovoltaïques aux réseaux électriques doivent être remplies
et que la stabilité du réseau ne doit pas être perturbée (cf. art. 8, al. 1, let. d de la loi sur
l’approvisionnement en électricité [LApEI ; RS 734.7]).
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Il est obligatoire d’annoncer les changements (réseau, zéro, îlot) à l’exploitant de réseau.
Les IAP de plus de 1000 V sont soumises dans tous les cas à approbation des
plans.
Toutes les installations électriques sont soumises au contrôle selon l’OIBT.
Figure 1
Installations monophasées
3.
Figure 2
Installations polyphasées
Figure 3
Plusieurs installations
monophasées
Régime de l’autorisation pour travaux d’installation
Les installations autoproductrices, qu’elles soient reliées ou non au réseau de distribution à
basse tension, sont en vertu de l’art. 2, al. 1, let c. de l’ordonnance sur les installations électriques à basse tension (OIBT ; RS 734.27) des installations électriques dans le sens de cette
ordonnance.
Selon l’art. 6 OIBT, celui qui établit, modifie ou entretient des installations électriques et celui
qui veut y raccorder à demeure des matériels électriques fixes ou qui débranche, modifie ou
entretient de tels raccordements doit être titulaire d’une autorisation d’installer accordée par
l’ESTI.
Pour les installations photovoltaïques, les travaux d’installations à partir des bornes de raccordement des panneaux solaires tombent sous le régime de l’autorisation selon l’OIBT. Par principe, une autorisation générale d’installer accordée à des personnes physiques (art. 7 OIBT)
ou à des entreprises (art. 9 OIBT) est exigée. Celui qui ne remplit pas les conditions
d’autorisation peut éventuellement demander une autorisation limitée pour des travaux sur des
installations spéciales en vertu de l’art. 14 OIBT (les conditions d’autorisation sont définies
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dans l’art. 14,
al. 1). L’autorisation limitée permet de réaliser des travaux d’installation à partir des bornes de
raccordement des panneaux solaires jusqu’à et y compris l’interrupteur principal. L’installation
à partir de l’interrupteur principal doit absolument être exécutée par le titulaire d’une autorisation générale d’installer.
Sera puni celui qui exécute des travaux d’installation sans posséder l’autorisation requise (voir
art. 42, let. a OIBT).
Les formulaires de demande d’autorisations d’installer sont disponibles sur Internet sous
www.esti.admin.ch > Documentation > Formulaires OIBT.
4.
Contrôle de réception
Pour les installations photovoltaïques soumises à l’approbation des plans, l’ESTI contrôle
après l’achèvement des travaux que l’exécution de l’installation répond aux prescriptions (voir
art. 13 OPIE). La notification de l’achèvement des travaux selon l’art. 12 OPIE et, selon la
charge dans la décision d’approbation des plans, pour la partie DC et pour la partie AC de
l’installation un rapport de sécurité en vertu de l’art. 37 OIBT constituent la base du contrôle de
réception. Pour les installations reliées à un réseau de distribution à basse tension soumises à
approbation, le rapport de sécurité doit être remis en plus à l’exploitant de réseau.
Si l’installation soumise à approbation est apposée/fixée sur un objet dont la période de
contrôle des installations électriques est inférieure à 20 ans, l’ESTI effectue également, dans le
cadre du contrôle de réception selon l’OPIE, un contrôle indépendant en vertu de l’art. 35, al. 3
OIBT.
Pour les installations reliées à un réseau de distribution à basse tension non soumises à approbation des plans, le rapport de sécurité en vertu de l’OIBT doit être remis à l’exploitant du
réseau. L’ESTI ne fait aucun contrôle de réception. En vertu de l’art. 35, al. 3 OIBT, le propriétaire d’une installation électrique doit faire faire le contrôle par un organisme indépendant si
l’installation est apposée/fixée sur un objet dont la période de contrôle des installations électriques est inférieure à 20 ans.
Pour les installations non connectées à un réseau de distribution à basse tension pour
l’injection dans une installation fixe, non soumises à approbation des plans, le propriétaire remet le rapport de sécurité à l’ESTI lors de la mise en service (voir art. 35, al. 2 OIBT). Il doit
aussi faire faire un contrôle de réception par un organisme indépendant en vertu de l’art. 35,
al. 3 OIBT.
5.
Contrôle périodique
L’installation à partir des bornes de raccordement des panneaux solaires jusqu’à et y compris
l’interrupteur principal est soumise à la même période de contrôle que les installations électriques de l’objet sur lequel les installations photovoltaïques sont apposées/fixées.
Le ch. 2, let. c, ch. 11 de l’annexe de l’OIBT, selon lequel les installations électriques alimentées par des installations autoproductrices selon l’art. 2, al. 1, let. c sont soumises au contrôle
tous les dix ans, doit être interprété ainsi : cette disposition n’est valable que pour les installations exploitées en îlotage.
6.1
Installations connexes
Sont considérées comme installations toutes les canalisations électriques à partir des bornes des groupes
PV, indépendamment de la tension et du type de courant, jusqu’à l’installation.
6.2
Travaux sous tension
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1
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D’une manière générale, les installations doivent être montées hors tension. Là où ce n’est pas possible, il
faut procéder selon OCF 734.2 art. 75-79 respectivement selon EN 50110-1.
Remarque
– sur la partie AC, la méthode de travail hors tension est bien applicable (5 règles de base de la sécurité)
– en cas de luminosité, un état hors tension sur la partie DC ne peut pas être atteint
– sur la partie DC, le courant de court-circuit est à peine plus élevé et avec un dimensionnement correct des composants n’est pas dangereux, [contrairement à la partie AC où il y a généralement des
puissances de court-circuit élevées (danger d’arc)]
6.3
Compatibilité électromagnétique
1
6.4
6.4.1
Les Onduleurs, dispositifs de commande et composants doivent être conformes aux ordonnances suivantes :
– Ordonnance sur les installations électriques à courant faible (ordonnance sur le courant faible) (734.1)
– Ordonnance sur les installations électriques à courant fort (ordonnance sur le courant fort) (734.2)
– Ordonnance sur les matériels électrique à basse tension (OMBT) (734.26)
– Ordonnance sur la compatibilité électromagnétique (OCEM) (734.5)
– Ordonnance sur la protection contre le rayonnement non ionisant (ORNI) (814 710)
Prescriptions des distributeurs
IAP raccordée en parallèle au réseau d’alimentation
1
Les unités de production monophasées d’une installation autoproductrice sont à relier de telle manière au
réseau basse tension que l’asymétrie en service est au maximum 3.6kVA
Remarque
L’asymétrie joue surtout un grand rôle lorsqu’une installation autoproductrice, comme une installation
photovoltaïque, se compose d’un grand nombre d’unités de production monophasées. Dans les réseaux à basse tension, le raccordement d’unités de production monophasées jusqu’à une puissance
de dimensionnement de 3.6kVA est autorisé.
6.4.2
IAP non raccordée en parallèle au réseau d’alimentation
1
2
6.4.3
Afin d’exclure une injection dans le réseau d’alimentation, respectivement le mode opératoire en parallèle,
il faut utiliser, selon les prescriptions de l’entreprise, des interrupteurs avec un verrouillage électrique et
mécanique.
Un panneau avertisseur « Attention tension externe IAP » doit être apposé près du coupe-surintensité du
raccordement.
Consommateurs de haute tension
1
6.4.4
Pour des installations plus grandes avec un raccordement côté alternatif à la haute tension, il faut clarifier
et coordonner avec l’exploitant de réseau les conditions de la mise à la terre. La séparation locale des
parties AC et DC peut être utile afin d’éviter une interaction mutuelle.
Installations en îlot
1
2
6.4.5
La mise à la terre et le traitement du point neutre doivent être dimensionnés de telle manière qu’une exploitation sûre, correspondant aux règles actuelles valables de la technique, soit assurée pour les personnes, les animaux et les choses.
La régulation de la tension et de la fréquence doit correspondre aux plages de tolérance normalisées.
Perturbations électriques dans le réseau (harmoniques)
1
Les onduleurs pour le raccordement en parallèle au réseau doivent être conçus de telle manière que les
valeurs limites de la perturbation du réseau au point de raccordement ne soient pas dépassées. (valeurs
limites selon EN 61000-3-2, EN 50160 et ASE 2.72.)
La condition préalable est que l’énergie électrique produite soit si possible sans parasite et que la somme
des perturbations électriques dans le réseau se répartisse sur toutes les installations de consommations
raccordées, respectivement à raccorder dans le futur.
6.4.6
Exploitation et maintenance
6.4.6.1
Documentation
1
Le fabricant doit mettre à la disposition du propriétaire de l’installation les documents suivants rédigés
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dans la langue du pays dans lequel se trouve l’installation :
1 Schéma de principe de l’installation électrique photovoltaïque avec les données nominatives des matériels utilisés (un plan unipolaire est suffisant).
2 Concept du système de la mise à la terre et de la protection contre les surtensions.
3 Description des systèmes de protection montés, y inclus les indications complètes sur le type, le fabricant, le circuit et la fonction, si un onduleur ne remplissant pas les exigences du simple sectionnement
(onduleur sans transfo) est utilisé.
4 Mode d’emploi et instructions pour l’entretien et la maintenance.
5 Les actions à entreprendre en cas de panne doivent être définies et documentées dans le concept de
l’installation.
L’annexe Variante E montre un possible schéma de principe d’une installation photovoltaïque avec la
partie courant continu non mise à la terre. La partie DC peut être mise à la terre unipolairement.
6.4.6.2
Pour une installation raccordée en parallèle au réseau
1
2
3
4
5
6
7
L’exploitation en parallèle avec le réseau de distribution d’installations de plus de  3.0 kVA ne peut se
faire qu’avec l’accord de l’exploitant de réseau, qui définit les conditions nécessaires pour cela.
La mise à la terre et le traitement du point neutre doivent être, selon le réseau, conçus de telle manière
que la protection des personnes, des animaux et des choses soit assurée.
Toutes les parties de l’installation doivent être compatibles avec la télécommande centralisée du réseau.
Une influence mutuelle de l’installation PV et de la télécommande centralisée du réseau doit être exclue.
Une connexion au réseau ne peut se faire que lorsqu’une tension est présente au point d’alimentation du
réseau et qu’elle est dans la bande de tolérance des valeurs admissibles.
La synchronisation, respectivement la connexion, au réseau doit être possible sans influences notoires
sur le réseau. La régulation du facteur de puissance doit se faire selon les conditions de l’exploitant de
réseau.
Lors d’une panne de réseau une mise hors-circuit sûre dans les 5 secondes doit être garantie. La fonction
de ce système de protection doit être vérifiée périodiquement par le propriétaire de l’installation. Cette
mise hors-circuit doit être vérifiée régulièrement par le propriétaire de l’installation.
La remise en marche doit se faire seulement après le rétablissement définitif de l’exploitation du réseau.
Pendant les essais standardisés de réenclenchement du réseau, la connexion des onduleurs doit restée
bloquée. Les critères pertinents doivent être coordonnés avec l’exploitant de réseau.
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2ème partie
7.12
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Norme
Alimentations photovoltaïques solaires (PV)
Note:
L’abréviation «PV» est utilisée pour «photovoltaïque solaire».
Chapitre 7.12
7.12.1
7.12.1.1
7.12.2
7.12.2.1
7.12.3
7.12.3.1
7.12.4
7.12.4.1
7.12.4.3
7.12.4.4
7.12.5
7.12.5.1
7.12.5.2
7.12.5.3
7.12.5.4
Domaine d'application, but et principes fondamentaux
Domaine d’application
Définitions
Définitions harmonisées
Détermination des caractéristiques générales
But, alimentation et structure de l’installation
Protection pour assurer la sécurité
Protection contre les chocs électriques
Protection contre les surintensités
Protection contre les surtensions
Choix et mise en œuvre des matériels électriques
Règles communes
Canalisations
Dispositifs de sectionnement, de coupure, de commande et
de surveillance (appareillages)
Mises à la terre et conducteurs de protection
7.12.1
Domaine d'application, but et principes fondamentaux
7.12.1.1
Domaine d’application
.1
Domaine de validité
Les dispositions particulières de ce chapitre sont valables pour les systèmes d'alimentations photovoltaïques solaires. Les exigences particulières de ce chapitre sont applicables
aux installations électriques d'alimentations PV, y compris les modules à courant alternatif.
Note:
Les exigences relatives aux alimentations PV fonctionnant de manière autonome sont à
l'étude.
7.12.2
Définitions
7.12.2.1
Définitions harmonisées
(C E+C)
Note:
les définitions de la 4IEC 60050-826 Partie 826: Vocabulaire électrotechnique international» ainsi que les définitions suivantes doivent être utilisées.
7.12.2.1.1
Cellule PV (cellule solaire)
Dispositif PV fondamental pouvant générer de l'électricité lorsqu'il est soumis à la lumière
telle qu'un rayonnement solaire.
7.12.2.1.2
Module PV (module solaire)
Le plus petit ensemble complètement protégé contre l'environnement de cellules solaires
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interconnectées.
7.12.2.1.3
Chaîne PV
Circuit dans lequel des modules PV sont connectés en série afin de former des ensembles
de façon à générer la tension de sortie spécifiée.
7.12.2.1.4
Groupe PV (unité modulaire PV de production de courant)
Ensemble mécanique et électrique intégré de modules et d'autres composants analogues
pour constituer une unité de production en courant continu.
7.12.2.1.5
Boîte de jonction de groupe PV
Enveloppe dans laquelle toutes les chaînes PV d'un groupe PV sont reliées électriquement
et où peuvent être placés les dispositifs de protection, si nécessaire.
7.12.2.1.6
Générateur PV
Ensemble de tous les groupes PV qui sont reliés électriquement entre eux côté continu.
7.12.2.1.7
Boîte de jonction de générateur PV
Enveloppe dans laquelle tous les groupes PV sont reliés électriquement et où peuvent être
placés les dispositifs de protection, si nécessaire.
7.12.2.1.8
Câble/ligne de chaîne PV
Câble ou ligne reliant les modules PV pour constituer une chaîne
PV.
7.12.2.1.9
Câble/ligne de groupe PV
Câble ou ligne de sortie d'un groupe
PV.
7.12.2.1.10 Câble/ligne principal(e) continu(e) PV
Câble ou ligne connectant la boîte de jonction de générateur PV aux bornes du courant
continu de l'onduleur PV.
7.12.2.1.11 Onduleur PV
Dispositif transformant la tension et le courant continus en tension et en courant alternatifs.
7.12.2.1.12 Câble/ligne d'alimentation PV
Câble ou ligne connectant les bornes en courant alternatif de l'onduleur PV à un circuit de
distribution de l'installation électrique.
7.12.2.1.13 Module alternatif PV
Ensemble intégré module/onduleur pour lequel les bornes d'interface sont uniquement en
courant alternatif. Aucun accès n'est possible au côté continu.
7.12.2.1.14 Installation PV
Composants et matériels mis en oeuvre d'un réseau
PV.
7.12.2.1.15 Conditions d'essai normalisées (STC)
Conditions d'essai prescrites dans la 4 60904-3 «Dispositifs photovoltaïques. Partie 3:
Principes de mesure des dispositifs solaires photovoltaïques (PV) à usage terrestre incluant les données de l'éclairement spectral de référence» pour les cellules et les modules
PV. (1000 W/m2 de rayonnement à une température cellulaire de 25 °C et avec un spectre
solaire de AM = 1,5)
7.12.2.1.16 Tension en circuit ouvert dans des conditions d'essai normalisées UOC STC
Tension, en conditions d'essai normalisées d' un module PV, d'une chaîne PV, d'un groupe
PV, d'un générateur PV non chargés (ouverts) ou aux bornes, côté continu, de l'onduleur
PV.
7.12.2.1.17 Courant de court-circuit dans des conditions d'essai normalisées ISC STC
Courant de court-circuit d'un module (IM SC STC), d'une chaîne (IS SC STC), d'un groupe (IA SC
STC) ou d'un générateur PV (IG SC STC) dans des conditions d'essai normalisées.
7.12.2.1.18 Côté continu
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Partie d'une installation PV située entre une cellule PV et les bornes en courant continu de
l'onduleur PV.
7.12.2.1.19 Côté alternatif
Partie de l'installation PV située entre les bornes à courant alternatif de l'onduleur PV et le
point de connexion du câble ou de la ligne de l'alimentation PV de l'installation électrique.
7.12.2.1.20 Séparation simple
Séparation entre circuits ou entre un circuit et la terre par une isolation principale.
7.12.3
Détermination des caractéristiques générales
7.12.3.1.2.2 Systèmes selon la nature de la liaison à la terre
La mise à la terre d'une des parties actives du côté continu est permise si une séparation
.1
simple au moins existe entre les côtés continu et alternatif.
Note:
Toute connexion à la terre côté continu doit être réalisée électriquement afin d'éviter toute
corrosion.
7.12.4
Protection pour assurer la sécurité
7.12.4.1
Protection contre les chocs électriques
7.12.4.1.0
Introduction
Tous les matériels côté courant continu doivent être considéré sous tension même en cas
de déconnexion du système côté alternatif.
Exigences générales
Le texte suivant s’applique en complément.
Selon la C 4.1.C, les dispositions de protection suivantes pour la protection principale
(protection contre les contacts directs) ne sont pas admises:
- C 4.1.C.1 Environnement non conducteur et
- C 4.1.C.2 Protection par liaisons équipotentielles locales de protection non reliées à la
terre.
.3
7.12.4.1.1
.1
.4
Mesure de protection:
coupure automatique de l’alimentation
Généralités
Le câble ou la ligne PV à tension alternative doivent être raccordés du côté réseau des
dispositifs de protection contre les surintensités des circuits de récepteurs.
Système TN
Seul le système TN-S peut être utilisé.
7.12.4.1.1.3 Exigences pour la protection en cas de défaut (protection contre les contacts indirects)
Coupure automatique en cas de défaut
.2
Là où une installation électrique comprend une d'alimentation PV, ne présentant pas au
moins une séparation simple entre le côté alternatif et continu, il faut raccorder en amont le
dispositif de protection à courant différentiel-résiduel (DDR) IΔn 30 mA Type B. La coupure
automatique de l'alimentation pour la protection en cas de défaut est obtenue avec ce dispositif de protection à courant différentiel-résiduel type B selon la 4 CEI/TR 60755 «Règles générales pour les dispositifs de protection à courant différentiel résiduel». (E+C)
Si l'onduleur PV ne peut, par construction, injecter des courants de défauts continus dans
l'installation électrique, un dispositif de protection à courant différentiel-résiduel (DDR) type
B selon la 4 CEI/TR 60755 «Règles générales pour les dispositifs de protection à courant différentiel résiduel» n'est pas exigé.
7.12.4.1.2
.1
Mesures de protection: double isolation ou isolation renforcée (isolation spéciale)
Généralités
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La protection par l'utilisation de la classe de protection II ou une isolation équivalente devrait être privilégiée côté continu.
7.12.4.1.4
.1
Protection par très basse tension TBTS ou TBTP
Généralités
Pour les réseaux TBTS et TBTP, Un remplace UOC STC et ne doit pas dépasser 120 V
DC.
7.12.4.1.A
.1
.2
Dispositions pour la protection principale (protection contre les contacts directs)
Voir Exemples et Commentaires (E+C)
Voir Exemples et Commentaires (E+C)
7.12.4.3
Protection contre les surintensités
7.12.4.3.3
.1
Protection contre les surcharges
La protection contre les surcharges peut être omise sur les câbles ou les lignes des chaînes PV ou des groupes PV si le courant admissible du câble ou de la ligne est égal ou
supérieur à 1.25 fois ISC STC en tout point. (E+C)
La protection contre les surcharges peut être omise sur le câbles principal ou la ligne principale PV si le courant admissible du câble ou de la ligne est égal ou supérieur à 1.25 fois
ISC STC du générateur PV.
.2
Note:
Les exigences sous les C 7.12.4.3.3.1 et 7.12.4.3.3.2 ne sont applicables qu'à la protection des câbles et des lignes. Pour la protection des modules PV, les instructions du fabricant doivent être respectées.
7.12.4.3.4
.1
Protection contre les courts-circuits
Le câble d'alimentation PV ou la ligne d'alimentation PV côté alternatif doivent être protégés par un dispositif de protection en cas de court-circuit ou un dispositif de protection
contre les surintensités placé sur le circuit principal alternatif.
La protection contre les courts-circuits du câble d'alimentation PV ou de la ligne d'alimentation PV doit être garantie par un dispositif de protection contre les surintensités. L'organe
de protection contre les courts-circuits doit être installé au point de connexion côté alternatif (côté réseau) de l'installation.
7.12.4.4
Protection contre les surtensions
7.12.4.4.1
Protection contre les interférences électromagnétiques (IEM) dans les bâtiments
Pour minimiser les tensions induites dues à la foudre, la surface de l'ensemble des boucles doit être aussi faible que possible.
7.12.4.4.3
Protection contre les surtensions atmosphériques
(E+C)
7.12.5
Choix et mise en œuvre des matériels électriques
7.12.5.1
Règles communes
7.12.5.1.1
Généralités
7.12.5.1.1.1 Principe
Les modules PV doivent être conformes aux normes appropriées, par exemple pour les
.1
modules cristallins à la 4 61215 «Modules photovoltaïques (PV) au silicium cristallin
pour application terrestre. Qualification de la conception et homologation». Il est recommandé d'utiliser de préférence des modules PV de classe II ou présentant une isolation
équivalente si UOC MAX 120 V DC des chaînes PV dépasse 120 V en courant continu.
Les boîtes de jonction du générateur PV et du groupe PV ainsi que les ensembles d'appa.2
reillage doivent être conformes à la 4 60439-1 «Ensembles d'appareillage à basse tension. Partie 1: Ensembles de série et ensembles dérivés de série».
7.12.5.1.2
Conditions de service et influences externes
Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI
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.1
.2
.3
.4
ESTI Nr. 233.0710 f
Les matériels électriques côté continu doivent être appropriés aux tensions et courants
continus.
Les modules PV peuvent être reliés en série jusqu'à la tension maximale autorisée du
module PV et de l'onduleur PV, selon la plus petite des deux valeurs. Les spécifications
appropriées doivent être données par le fabricant du module. (E+C)
Si des diodes de blocage sont utilisées, leur tension assignée inverse doit être de 2 · UOC
STC de la chaîne PV. Les diodes de blocage doivent être connectées en série avec les
chaînes PV. (E+C)
Si le fabricant le spécifie, les modules PV doivent être installés de manière qu'une dissipation adéquate de chaleur soit assurée en cas de rayonnement solaire local maximal.
(C 4.2.2.1.7) (E+C)
7.12.5.1.3
.1
Accessibilité
Généralités
Le choix des matériels doit faciliter l’entretien sûr et ne doit pas défavorablement influencer
les dispositions prévues par le fabricant pour que les travaux d’entretien et de service soient effectués de manière sûre.
7.12.5.1.4
Marquage
(E+C)
(E+C)
(E+C)
.1
.2
.3
7.12.5.1.5
.1
.2
Prévention des influences mutuelles préjudiciables
(E+C)
(E+C)
7.12.5.2
Canalisations
7.12.5.2.1
Généralités et types de canalisations
(E+C)
(E+C)
(E+C)
.1
.2
.3
7.12.5.2.2
.1
.2
Choix et mise en oeuvre en fonction des influences externes
Les câbles ou les lignes des chaînes PV, des groupes PV et les câbles principaux ou lignes principales PV doivent être choisis et mis en oeuvre de manière à réduire au maximum le risque de défaut à la terre ou de court-circuit.
Note:
Cela peut être réalisé, par exemple, en renforçant la protection de la canalisation contre
les influences externes (par l'utilisation de câbles unipolaires exempts d'halogène ou de
câbles à conducteurs concentriques).
Les canalisations doivent résister aux influences externes présumées telles que vent, formation de glace, température et rayonnement solaire. La faune et la flore doivent également être prises en compte.
7.12.5.2.6
Connexions électriques
(E+C)
7.12.5.3
Dispositifs de sectionnement, de coupure, de commande et de surveillance (appareillages)
7.12.5.3.7
.1
Dispositifs de sectionnement et de coupure
Pour permettre la maintenance de l'onduleur PV, des moyens de sectionnement de l'onduleur PV doivent être prévus tant du côté continu que du côté alternatif.
Note:
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.2
ESTI Nr. 233.0710 f
Des exigences complémentaires relatives au sectionnement d'une installation PV fonctionnant en parallèle avec le réseau de distribution publique sont données dans la C 5.5.1.7.
Dispositifs de sectionnement
1. Lors du choix et de la mise en oeuvre des dispositifs de sectionnement et de commande entre l'installation PV et le réseau de distribution public, l'alimentation publique
doit être considérée comme la source et l'installation PV comme la charge.
Un sectionneur doit être prévu côté continu de l'onduleur PV. (E+C)
2. Toutes les boîtes de jonction (générateurs PV et groupes PV) doivent porter un marquage indiquant que les parties actives internes à ces boîtes peuvent rester sous tension après sectionnement de l'onduleur PV.
3. { La tension assigné côté continu doit être indiquée. (C 7.12.5.1.4 (E+C))
4. { Si des bornes ouvertes ou des barres omnibus conduisent une tension de
UN = 120 V DC des marquages doivent rendre attentif au danger que présentent les
parties sous tension.
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ESTI Nr. 233.0710 f
7.12.5.4
Mises à la terre et conducteurs de protection
.1
Si des conducteurs d'équipotentialité sont mis en oeuvre, ils doivent être installés en parallèle et le plus près possible des câbles en courant alternatif et continu. (E+C)
Liaison équipotentielle de protection et protection contre la foudre C (E+C)
(E+C)
.2
.3
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ESTI Nr. 233.0710 f
3ème partie Exemples et commentaires (E+C)
7.12
Alimentations photovoltaïques solaires (PV)
7.12.4
Protection pour assurer la sécurité
7.12.4.1
Protection contre les chocs électriques
7.12.4.1.1
Mesure de protection: coupure automatique de l’alimentation
7.12.4.1.1.3 Exigences posées à la protection en cas de défaut (protection contre les contacts
indirects)
.2
7.12.4.1.A
.1
.2
Note:
Dans les installations PV, côté continu, les courants de courts-circuits sont à peine plus
élevés que les courants de service. Il ne faut donc pas compter avec des courants de
courts-circuits qui déclenchent des dispositifs de protection contre les surintensités installés en un bref laps de temps. La protection par coupure automatique des circuits ne peut
donc pas être appliquée.
Le raccordement d'installations PV à des dispositifs de protection, par exemple des dispositifs de protection contre les surintensités ou des dispositifs de protection à courant différentiel-résiduel (DDR), se fait côté départ (installation PV comme matériel d'utilisation). La
direction énergétique est ainsi inversée dans ces dispositifs de protection en cas d'alimentation à partir de l'installation PV. Un courant de défaut ou un courant de choc peut retourner au point neutre du transformateur d'alimentation depuis le réseau en passant par des
parties de l'installation PV ou un conducteur de protection.
Protection par coupure automatique de l'alimentation
2. Si l'onduleur PV ne présente pas de séparation simple, un dispositif de protection à
courant différentiel-résiduel (DDR) IΔn ≤ 30mA doit être installé en amont côté alternatif
ou
le côté courant continu doit être exécuté en classe de protection II et une autre mesure
de protection équivalente doit être utilisée pour empêcher que des courants de défaut
continus n'apparaissent dans l'installation électrique.
Dispositions pour la protection principale (protection contre les contacts directs)
Isolation principale d’éléments actifs
Les exigences pour la TBTP doivent au moins être respectées en cas de fonctionnement à
vide du générateur solaire ≤ 120 V (UG,max).
Dans tous les cas, l'une des mesures de protection suivantes doit être appliquée en système courant continu:
- la mise en place dans des ««exploitations électriques fermées », par exemple en clôturant le champ solaire (avec désignation adéquate) ou
- une disposition qui empêche l’accès libre à des personnes ordinaires (BA1) (par exemple des toits inaccessibles) ou
- l’utilisation de modules solaires et autres matériels à portée de main correspondant à la
classe de protection II.
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ESTI Nr. 233.0710 f
7.12.4.3
Protection contre les surintensités
7.12.4.3.3
Protection contre les surcharges
Les canalisations de connexion de chaînes PV couplées en parallèle doivent être protégées par des dispositifs de protection contre les surintensités ou alors elles doivent être
dimensionnées pour le courant global maximal du groupe. En cas de défaut, ce courant
peut s'écouler dans une chaîne. Ce courant global se calcule comme suit:
Courant de chaîne · (nombre de chaîne - 1)
IA SC STC = 1.25 · IM SC STC (n - 1)
Légende
IM SC STC Module du courant de court-circuit (=courant de chaîne) pour
STC
n
Nombre de chaînes
7.12.4.4
Protection contre les surtensions
7.12.4.4.3
Protection contre les surtensions atmosphériques
1. Afin d'obtenir une protection optimale de l'installation et de minimiser le danger d'incendie, il est recommandé d'installer des parafoudres à la fin des canalisations DC et AC
pour protéger les canalisations et l'onduleur.
Côté continu, les parafoudres doivent être installés le plus prés possible de l'introduction des câbles dans l'immeuble.
2. Suivant le but de protection, il faut installer d'autres parafoudres.
7.12.5
Choix et mise en œuvre des matériels électriques
7.12.5.1
Règles communes
7.12.5.1.2
.2
Conditions de service et influences externes
La tension assignée des matériels d'utilisation doit correspondre au moins à la tension
maximale du générateur PV. (tension des modules; tension d'entrée DC de l'onduleur)
La tension maximale du générateur PV se calcule comme suit:
.3
UG,max  UG,0  n  k T
Légende
UG, 0 Tension à vide d'un module selon les données du fabricant (aux conditions d'essai normalisées
STC)
n Nombre de modules par chaîne
kT Facteur de correction pour les basses températures
Facteurs de correction kT
1.15 pour l'ensemble du plateau suisse, altitude ≤ 800 m d'altitude
1.20 pour toutes les régions > 800 et≤ 1500 m d'altitude
1.25 pour toutes les régions de = 1500 m d'altitude
.4
Note:
Pour les modules avec des coefficients de température spéciaux, ces facteurs peuvent
être adaptés pour autant qu'une justification existe.
La tension maximale du générateur PV ainsi déterminée est aussi valable pour les installations avec le point milieu mis à la terre.
Tous les matériels doivent correspondre aux exigences pour les influences externes. Les
influences suivantes doivent en particulier être observées:
- le feu C 4.2.2.7
- le rayonnement
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ESTI Nr. 233.0710 f
-
l'humidité, l'eau et la formation de condensation
- la résistance mécanique.
Les normes 4 SIA 260, 261 et 261/1 doivent être respectées pour ce qui concerne la
résistance mécanique des fixations des modules, fondations et autres aux influences du
vent, de l'eau, de la neige, du froid, de la chaleur et du feu.
7.12.5.1.4
.1
.2
.3
7.12.5.1.5
.1
.2
Marquage
Il faut élaborer une documentation technique qui donne toutes les informations relatives au
système et au concept de protection.
Si des tension > 50 V courant alternatif / 120 V courant continu sont utilisées dans l'installation, les matériels doivent comporter des remarques adéquates (éclair). Les points de
raccordement d'armoires de distribution, armoires à fusibles ou onduleurs doivent être
pourvue de plaques signalétiques contenant au moins les indications suivantes:
- tension de service et tension maximale du générateur
PV
- courant de service de l'installation
- onduleur avec/sans séparation galvanique
Documents techniques
1. Exigences posées aux plans de coupure, etc. C 5.1.4.5.
2. Les indications du fabricant, comme par exemple les instructions de montage et les
modes d'emploi et autres, doivent en outre être respectées.
Prévention des influences mutuelles préjudiciables
Protection contre la surchauffe
Les modules doivent être installés de manière qu'ils ne puissent être la cause de la destruction par le feu ou d'inflammation de structures voisines à la suite d'une accumulation de
chaleur ou de la concentration optique de la lumière solaire. Les indications du fabricant
doivent être respectées lors de l'installation des modules C 4.2.2.1.7
Influence due au courant continu
Une influence due au courant continu du côté alternatif qui pourrait avoir des effets ou
provoquer le blocage de systèmes de sécurité tels que les dispositifs de protection à courant différentiel-résiduel (DDR), etc. ou d'autres éléments de protection et de commande
doit être exclue. Cette sécurité peut être obtenue par les «mesures» suivantes:
- transformateurs de séparation
- condensateurs
- surveillance du courant continu côté alternatif avec coupure rapide de l'onduleur (le
déclenchement doit permettre une séparation sûre du courant continu), par exemple,
l'interrupteur du courant alternatif doit également être dimensionné pour une charge
possible en courant continu.
7.12.5.2
Conditions de service et influences externes
7.12.5.2.1
.1
Généralités et types de canalisations
Ni les canalisations principales de courant continu, ni les lignes des chaînes PV et les
groupes PV ne peuvent être posés dans des zones ou locaux présentant un danger d'incendie C 4.8.2.2.6
.2
Note:
Le courant admissible de ces canalisations doit être défini en fonction du courant maximal
pouvant apparaître. Celui-ci se calcule, par exemple pour le câble principal alternatif, comme suit:
IG SC STC = IM SC STC · n
n = nombre total de chaînes couplées en parallèle
Canalisation principale de courant continu PV
La canalisation principale de courant continu PV doit être posée à demeure et les matériaux isolants utilisés doivent remplir des conditions d'isolement plus exigeantes (matériaux
isolants exempts d'halogène). Les isolations en PVC ne sont pas indiquées. Aucune autre
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.3
ESTI Nr. 233.0710 f
mesure ne doit être prise pour la protection en cas de court-circuit pour autant que le courant de court-circuit possible ne dépasse pas ou de peu seulement le courant d'emploi.
Si de telles canalisations passent au-dessus de parties de bâtiments combustibles, cellesci doivent être posées dans des conduits ou goulottes incombustibles ou difficilement combustibles ou, il faut utiliser des câbles avec une gaine métallique ou un conducteur concentrique (pas d'isolation PVC).
Câble de chaîne PV
A l'intérieur d'un bâtiment, les exigences pour la pose de canalisations correspondent à
celles concernant la canalisation principale de courant continu PV. A proximité du toit, en
dehors de l'entrée de l'alimentation dans le bâtiment, les exigences pour le matériel isolant
s'appliquent.
7.12.5.2.6
Connexions électriques
Afin d'éviter des surchauffes dues à des résistances de passage élevées (DC!), seules des
connexions et des bornes destinées à cet effet peuvent être utilisées (par exemple des
bornes ressorts prévues pour le courant continu)
7.12.5.3
Accessibilité
7.12.5.3.7
.2
Dispositifs de sectionnement et de coupure
Dispositifs de sectionnement
1. Le sectionneur côté continu peut être remplacé par une fiche de raccordement destinée
à cet effet dans les installations avec un courant d'emploi maximum ≤ 10 A et une puissance maximale≤ 2.0 kW. De telles fiches doivent être indiquées pour l'utilisation en
courant continu et les parties sous tension (contacts) doivent être protégées contre les
contacts fortuits. Les valeurs de 10 A ou 2.0 kW par fiche de raccordement et 6.0 kW
par onduleur ne doivent pas être dépassées. Les fiches de raccordement doivent être
disposées de manière à être facilement accessibles.
7.12.5.4
Mises à la terre et conducteurs de protection
.1
Conducteur d’équipotentialité de protection
1. La section de la ligne d'équipotentialité de protection est = 10 mm2. C 5.4.4.1
2. Si le générateur solaire se trouve dans la zone de protection de l'installation extérieure
de protection contre la foudre (angle de protection/sphère fictive), on peut renoncer à la
liaison avec l'installation extérieure de protection contre la foudre.
Liaison équipotentielle de protection et protection contre la foudre
1. 4 SEV 4022 «Installations de protection contre la foudre» s'applique pour l'établissement d'installations de protection contre la foudre. Par principe, le montage d'une installation de protection contre la foudre n'est pas nécessaire à la suite de l'installation d'une
installation PV sur un bâtiment.
2. Pour les bâtiments qui présentent une installation de protection extérieure contre la
foudre, il est nécessaire d'y intégrer les parties métalliques et les parties non conductrices de courant de l'installation en service (par exemple des étagères, des cadres).
Si le bâtiment n'a pas d'installation de protection extérieure contre la foudre, les parties
métalliques et les parties non conductrices de courant en service (par exemple des
étagères, des cadres) doivent être intégrées dans la liaison équipotentielle de protection (C 4.1.3.1.2).
Si l'installation (l'ensemble du côté courant continu) remplit les exigences de la classe
de protection II et si l'onduleur est équipé d'une séparation simple (séparation galvanique) par exemple avec un transformateur, la liaison équipotentielle de protection n'est
pas nécessaire.
.2
Note:
Des courants de chocs trop élevés peuvent apparaître à des cadres métalliques de modules solaires si des onduleurs sans séparation galvanique sont utilisés.
3. Les conducteurs «naturels» passent pour être conducteurs si une surface de contact de
100 cm2 peut être obtenue par agrafage ou enfichage. Le recouvrement des profils ou
des conduits doit comporter 5 cm au moins.
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4. Le conducteur d'équipotentialité de protection doit présenter une section minimale de
10 mm2 (C 5.4.7). S'il faut compter avec un courant de foudre partiel dans la canalisation principale, on pose de préférence la canalisation principale PV de courant continu
avec un conducteur de protection concentrique (blindage résistant au courant de foudre, par exemple XKT ou GKT).
5. Dans les locaux ou zones présentant un risque d'incendie, une distance minimale (voisinage) doit être respectée entre l'installation de protection contre la foudre et les installations ou les parties de bâtiment conductrices reliées électriquement, conformément à
la C 4.8.2.2.7.
.3
Note:
Ces distances doivent en particulier être respectées pour les conduites verticales (par
exemple canalisation de raccordement de modules PV). Pour protéger les matériels, il est
indiqué de respecter les distances minimales (voisinage) dans tous les cas.
Contrôleur permanent d’isolement contre la terre
1. Un contrôleur permanent d'isolement contre la terre est recommandé dans les installations PV qui contiennent un module ne correspondant pas à la classe de protection II et
qui n'ont pas de conducteur actif relié à la terre.
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Manque : Figure 7.12.5.4.2.1 Variante A - Installation PV avec liaison équipotentielle de protection et protection contre la foudre
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ESTI Nr. 233.0710 f
Figure 7.12.5.4.2.2 Variante B - Installation PV comme A avec interrupteur courant continu sur
l'onduleur
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ESTI Nr. 233.0710 f
Figure 7.12.5.4.2.3 Variante C - Installation PV comme B avec liaison équipotentielle vers les
étagères de montage à la place des cadres des modules
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ESTI Nr. 233.0710 f
Figure 7.12.5.4.2.4 Variante D - Installation PV comme A mais avec onduleur sur le toit
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ESTI Nr. 233.0710 f
Figure 7.12.5.4.2.5 Variante E - Installation PV de classe de protection II \ fiche de raccordement au point de sectionnement
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Figure 7.12.5.4.2.6 Variante F - Installation PV comme A avec boîte à bornes de générateur
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Légende
01 Structure de montage avec liaison équipotentielle de protection
02 Modules solaires
03 Boîte à bornes de groupe PV avec dispositif de protection contre les surintensités, sectionneur de charge courant continu et protection contre les
surtensions
04 Câble courant continu avec conducteur d'équipotentialité de protection
05 Onduleur
06 Sectionneur de charge courant alternatif
07 Dispositif de protection contre les surintensités courant alternatif
08 Raccordement à la protection extérieure contre la foudre sauf si l'installation PV se trouve dans la zone protégée de l'installation de protection
contre la foudre (angle de protection)
09 Protection contre les surtensions, le cas échéant
10 Les canalisations de raccordement aux parafoudres doivent être courtes et à basse impédance
11 Protection contre les surtensions, le cas échéant
12 Ou disjoncteur de canalisation
13 Il est judicieux que les dispositifs de protection contre les surtensions sur le toit soient disposés dans la même armoire
14 Interrupteur de charge ou disjoncteur de canalisation
15 Modules solaires avec câble courant continu
16 Au cas où I ≤ 10 A et ≤ 2 kW sont possibles pour une fiche de raccordement indiquée pour le courant continu (protection contre les contacts
fortuits des deux côtés).
17 Boîte à bornes du générateur PV avec dispositif de protection contre les surintensités, sectionneur de charge courant continu, protection contre
les surtensions, le cas échéant
18 Sectionneur de charge courant continu
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