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 {. Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 2 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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]). Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 3 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 4 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 5 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 1 ESTI Nr. 233.0710 f 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 6 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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. Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 7 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 2ème partie 7.12 ESTI Nr. 233.0710 f 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 8 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 9 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 10 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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 page 11 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique .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: Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 12 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique .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. Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 13 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 14 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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. Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 15 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 16 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 17 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique .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. Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 18 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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. Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 19 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f Manque : Figure 7.12.5.4.2.1 Variante A - Installation PV avec liaison équipotentielle de protection et protection contre la foudre Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 20 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 21 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 22 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f Figure 7.12.5.4.2.4 Variante D - Installation PV comme A mais avec onduleur sur le toit Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 23 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 24 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f Figure 7.12.5.4.2.6 Variante F - Installation PV comme A avec boîte à bornes de générateur Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 25 de 26 Photovoltaïque solaire (PV) - Systèmes d’alimentation électrique ESTI Nr. 233.0710 f 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 Inspection fédérale des installations à courant fort ESTI page 26 de 26