les dossiers du Loss Prevention Unit les systèmes

les dossiers
du Loss Prevention Unit
les systèmes
photovoltaïques
industriels
réinventons
l’assurance
Le présent document donne une description résumée des systèmes photovoltaïques, de leur
installation, des risques liés et de la prévention en matière d’incendie et de vol.
Norme CEI 61215
“Modules photovoltaïques (PV) au silicium cristallin pour application terrestre – Qualification de la
conception et homologation” pour modules cristallins.
Norme CEI 61646
“Modules photovoltaïques (PV) en couches minces pour application terrestre – Qualification de
la conception et homologation –” pour modules en couches minces.
Pour les câbles et onduleurs : Normes CEI.
Toutes les photos de ce document ont été utilisées avec l’aimable autorisation de
la SA Greensun (www.greensun.be).
Les installations photovoltaïques fleurissent sur les toits tant
des particuliers que des entreprises.
Pendant toute une période, les incitants fiscaux, le négoce des
certificats verts et les prêts verts ont convaincu bon nombre de
personnes ou d’entrepreneurs.
Si les entreprises autorisées à installer des panneaux photovoltaïques
sont soumises à l’obtention préalable d’un agrément et que toute
installation doit satisfaire à une visite de contrôle par un organisme
agréé, il n’en demeure pas moins que des risques existent et donc
que des mesures de prévention doivent être prises afin de les éviter.
Ce cahier donne une description résumée des systèmes
photovoltaïques industriels, de leur installation, des risques liés et
de la prévention en matière d’incendie et de vol.
Les cellules solaires
Il existe différents types de cellules solaires, chacun d’entre eux ayant un rendement spécifique
•Cellules solaires au silicium cristallin
- Silicium monocristallin
- Silicium polycristallin
•Cellules solaires à couche mince
- Silicium amorphe (a.Si)
- Cuivre indium sélénium (CIS)
- Tellure de cadmium (CdTe)
•Cellules solaires à couche mince rigides
Cellules solaires CIS ou CdTe sur une surface vitrée, avec une constitution analogue à celle des
cellules solaires cristallines.
•Cellules solaires à couche mince flexibles
Il s’agit de couches supérieures et inférieures souples, en polymère transparent (film PV mince).
Les panneaux solaires ou modules
Les cellules solaires couplées en série, très fragiles, sont placées dans un module photovoltaïque ou
panneau solaire qui les protège
•Avant du panneau solaire :
- vitre mince à basse teneur en fer (verre trempé)
•Arrière du panneau solaire :
- modules semi-transparents : verre à double isolation
- modules étanches : Film PVC associé à de l’aluminium ou du polyester
À l’arrière est fixée une boîte à bornes destinée à la liaison électrique vers le panneau suivant et/ou vers
un boîtier de raccordement.
Les cellules solaires sont encapsulées dans de l’acétate d’éthyle vinyle, étanche à l’humidité et résistant
bien aux températures élevées ainsi qu’aux variations thermiques et au rayonnement UV. Les panneaux
sont entourées d’un cadre en aluminium qui les rigidifie et facilite leur montage.
Un tel ensemble de panneaux solaires, sur leur support, avec les convertisseurs CC/CA ou onduleurs, le
câblage et la protection électrique, constitue donc un système photovoltaïque ou système PV.
Qu’est-ce qu’un système photovoltaïque ?
Les systèmes photovoltaïques industriels
Un système photovoltaïque est une installation qui convertit l’énergie solaire
en électricité.
Le cœur d’une telle installation est la cellule solaire, ou cellule photovoltaïque, qui est en fait une
mini‑centrale électrique indépendante qui transforme l’énergie solaire en énergie électrique.
Plusieurs cellules solaires sont ensuite soudées entre elles, en série, à l’aide de bandes métalliques,
pour former un panneau solaire. Les différents panneaux solaires sont, à leur tour, reliés entre eux (en
série et/ou en parallèle) et connectés au réseau électrique public par l’intermédiaire d’un convertisseur
CC/CA ou onduleur.
Lorsqu’une cellule solaire reçoit de la lumière, elle devient conductrice et une partie de la lumière est
transformée en électricité. Il nait ainsi un courant continu (CC) qui est transformé, par l’entremise d’un
onduleur, en courant alternatif (230 V 50 Hz), lequel est envoyé vers le réseau électrique. L’autre partie
de la lumière est transformée en chaleur ou est réfléchie.
DC
dispositif de
Câble principal
coupure et de
continu PV
sectionnement
en amont de
l’onduleur
parafoudre
30 mA
CC (courant continu)
panneau
panneau
panneau
panneau
panneau
panneau
AC
CA (courant alternatif)
connecteurs
verrouillables
connecteurs inamovibles et inaccessibles
puissance limitée ou contrôlée
Tableau de distribution
DC
dispo
coupu
sectio
en am
l’ondu
CC (courant continu)
Quels sont les différents types de risques
et leur prévention ?
Risque
Prévention
1. Échauffement
Risque lié à une ombre portée
panneau
Étude d’éclairement
La distance entre 2 rangées de panneaux solaires est suffisante
lorsqu’à midi le 21 décembre, aucune ombre n’assombrit les
panneaux. Effectuer une simulation 3D de l’éclairement, démontrant
qu’aucune ombre portée liée à l’implantation des panneaux ne se
produira.
panneau
Risque lié à encrassement
Inclinaison
L’inclinaison doit être supérieure à 30° (autonettoyante) ; en cas
d’inclinaison inférieure, les panneaux doivent être nettoyés une fois
par an, à l’eau additionnée de produit pour vitres, à l’aide d’une
éponge.
Risque lié aux points chauds
Diode by-pass
Chaque panneau doit être équipé (à l’arrière du panneau) d’une
diode by-pass, mise en parallèle, et des diodes by-pass doivent être
prévues dans chaque branche (dans la boîte de raccordement).
Coupure d’urgence, à distance, des circuits CC
Le plus près possible des panneaux solaires : à hauteur de la boîte
à bornes ou au niveau de chaque module photovoltaïque.
Systèmes apparents
Les systemes apparents sont préférables (ventilation naturelle –
refroidissement suffisant).
Pour les systèmes encastrés, les panneaux doivent être placés dans
un bac métallique faisant office de sous-toiture. Il y a lieu de veiller
à une bonne étanchéité à l’eau.
panneau
panneau
connec
verrouill
2. Incendie
Risque d’incendie lié à la
présence de composants
inflammables
panneau
Cadre des panneaux solaires
en aluminium, éviter le plastique.
Câbles CC
Tous les câbles allant du panneau à l’onduleur doivent
pouvoir résister à une température de 90 °C ainsi qu’aux
UV. Ils doivent comporter une double isolation en matériau
retardateur de la flamme (pas de PVC, le PE est autorisé).
Faire passer les câbles CC à l’extérieur du bâtiment.
Certification de l’installateur (directive UE)
Cela peut prévenir des erreurs telles qu’une inversion de
polarité dans les boîtiers de raccordement, de mauvaises
méthodes de fixation des systèmes PV et l’omission de
fourreaux de protection contre les martres et autres rongeurs.
panneau
connecteurs inamovibles et inaccessibles
Incendie au niveau des
chemins de câbles
Autres canalisations électriques
Le câblage de l’installation ne doit pas croiser d’autres canalisations
électriques étrangères à cette dernière, sauf s’il est inséré dans
une canalisation résistant au feu (Rf 1 heure).
Risque
Prévention
3. Surtension
Protection fusible
À partir de 4 branches en parallèle il y a lieu d’installer
une protection fusible sur chacune d’elles. Les protections
seront conformes à l’EN 60239-1 et à l’EN 60239-6. Prévoir
l’indication gPV. Il est possible d’utiliser des interrupteurs
différentiels automatiques à la place de fusibles.
Les protections fusibles à double action consistent en
deux anneaux de serrage métalliques séparés par un
ressort comprimé. L’ensemble est maintenu par un cylindre
en céramique via de petites tiges sensibles à la chaleur
(250 °C) (pointes). La vitesse d’éjection permet de limiter
l’intensité de l’arc formé par la coupure sous tension.
4. Arc électrique - court-circuit
Lors d’un arc électrique, il se produit
un transfert de charges électriques
entre deux conducteurs voisins et
donc un courant électrique.
Il se forme un plasma et le gaz entre
les conducteurs s’éclaire. En cas de
tension continue, l’arc est entretenu
tandis que sous une tension
alternative, l’arc s’éteint lorsque la
tension baisse.
Parmi les causes possibles pouvant
engendrer un développement de
chaleur, il y a entre autres, un
mauvais contact, un court-circuit, une
isolation mauvaise ou endommagée,
la décharge d’un condensateur.
5. Foudre
Connecteurs
Ils sont conformes à la norme EN 50521, IP 44 minimum
(de préférence IP 66), chaque couplage M / F doit être du
même type et de la même marque.
Les connecteurs doivent être suffisamment accessibles et
ne pouvoir être ouverts par des personnes non averties qu’à
l’aide d’un outil (un système par clipsage ou encliquetage
de type MC3 est interdit).
Apposer une signalisation « Ne pas ouvrir en charge ».
Ils doivent être certifiés TÜV ou équivalent.
Les prescriptions de montage du fabricant doivent être
respectées.
Étude foudre
Prévoir un parafoudre interne côté CC/CA.
Si l’étude foudre montre que le risque est élevé, il y a lieu,
outre le parafoudre, d’installer un paratonnerre.
Liaisons équipotentielles
Relier toutes les parties métalliques par des liaisons
équipotentielles.
Risque
Prévention
6. Vol
Mesures organisationnelles
-Enregistrer les numéros de série des panneaux sur SAVE YOUR NUMBERS du SPF
Intérieur (www.besafe.be - rubrique publications).
-Surveillance permanente d’un agent de sécurité ou d’un préposé.
Mesures constructives
-Les installations sont entourées d’une clôture équipée d’une protection
contre le franchissement.
-Les panneaux solaires sont fixés sur leurs supports au moyen de boulons
antivol.
Mesures électroniques
-Les installations sont protégées par un système d’alarme anti-intrusion
avec caméra vidéo relié à une centrale de surveillance permanente ou avec
renvoi vers la police. (autorité judiciaire)
7. Généralités
Contrôle annuel de la basse tension.
Thermographie annuelle. Si les connecteurs sont accessibles (par ex. en
cas de panneaux inclinés sous un certain angle sur un toit plat) il faut aussi
soumettre les connecteurs à un contrôle thermographique. Les contrôles
doivent être effectués par un organisme agréé par Belac pour le domaine
concerné.
Contrôle visuel de l’installation tous les 3 mois, par une personne préposée
par l’entreprise.
Remplacement des onduleurs tous les 10 ans.
Soumission d’une étude de stabilité de détermination de la charge totale
(permanente et variable). Pour les toitures plates ou légèrement en pente, il
y a lieu de prendre en compte une charge neige et vent d’au moins 70 kg/
m² et pour les panneaux solaires une charge complémentaire de 15 kg/m²
(poids propre du système PV).
Étanchéité à l’eau : L’étanchéité du toit à l’eau ne doit pas être affectée par
le montage des systèmes PV.
L’installation de panneaux solaires est interdite :
-Au-dessus de zones ATEX (locaux à atmosphère explosive)
-Au-dessus de locaux de stockage
-d’explosifs(R1, R2 et R3)
-d’aérosols
-de produits pyrotechniques
-de gaz inflammables (R12, R13)
-de liquides (légèrement) inflammables (point éclair ≤ 55°C, R10, R11 et
R12)
-d’oxydants (R8, R9) et de peroxydes organiques
-de matières solides légèrement inflammables (R11)
-de matières spontanément inflammables (R17)
-de matières formant avec l’eau des gaz combustibles (R15)
-Sur des toitures de bâtiments à plus de 25m de hauteur.
-Au-dessus ou trop près de conduits de fumée ou de chaleur (ils ne doivent
pas entraver le bon fonctionnement de l’évacuation de la fumée)
800.03.77 - 01-2012 E.R. Camille Gillon, AXA Belgium SA, Blvd du Souverain 25 - 1170 Bruxelles
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pour pratiquer les branches vie et non-vie (A.R. 04-07-1979, M.B. 14-07-1979)
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