qualité et sécurité des installations photovoltaïques - 2ie
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QUALITE ET SECURITE AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso, 25-27 Juin 2015 QUALITÉ ET SÉCURITÉ DES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES : QUELLES NORMES APPLICABLES? Gérard MOINE GM consultant Expertise systèmes photovoltaïques-Formation AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE QUALITE ET SECURITE SOMMAIRE ■ Introduction ■ Les différents types d’installations photovoltaïques ■ Spécificités des installations PV ■ Risques potentiels des installations PV ■ Dispositions normatives ■ Conclusions AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 2 QUALITE ET SECURITE CONSTATS • Développement exponentiel du photovoltaïque dans le monde depuis quelques années, essentiellement raccordé au réseau (177GW installé fin 2014) • Baisse considérable du prix des modules PV • Une opportunité pour les pays du Sud disposant d’un fort ensoleillement et des besoins en électricité répartis sur le territoire AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 3 QUALITE ET SECURITE LES INSTALLATIONS PV RACCORDÉES AU RÉSEAU Eclairage Audiovisuel Informatique Réseau public de distribution Courant continu AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Réfrigérateur/ conservateur Courant alternatif Gérard MOINE 4 4 QUALITE ET SECURITE LES INSTALLATIONS PV RACCORDÉES AU RÉSEAU Eclairage Onduleur d’injection Audiovisuel Panneau photovoltaïque Informatique Réseau public de distribution Courant continu AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Réfrigérateur/ conservateur Courant alternatif Gérard MOINE 5 5 QUALITE ET SECURITE LES INSTALLATIONS PV AUTONOMES Eclairage Audiovisuel Régulateur Informatique Panneau photovoltaïque Onduleur autonome Réfrigérateur/ conservateur Batterie Courant continu AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Courant alternatif Gérard MOINE 6 6 QUALITE ET SECURITE LES INSTALLATIONS HYBRIDES (PV + GROUPES) Groupes électrogènes Mini-réseau électrique Onduleur d’injection Onduleur/ chargeur Batterie Panneaux photovoltaïques Habitations Courant continu AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Courant alternatif Gérard MOINE 7 QUALITE ET SECURITE CONSTATS ET RISQUES La mise en œuvre de systèmes photovoltaïques semble accessible à tous y compris par des non spécialistes Parmi les sociétés qui se créent, certaines s’improvisent dans le PV Certaines sociétés vendent avant tout des composants sans se soucier de leur qualité Très souvent, peu d’ingénierie et d’accompagnement pour la mise en œuvre L’installation est réalisée par des installateurs plus ou moins compétents ! Des risques existent vis-à-vis de la sécurité des personnes et des biens De nombreuses contre-références et des sinistres commencent à apparaître! AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 8 QUALITE ET SECURITE SPÉCIFICITÉS DU PHOTOVOLTAÏQUE Câblage courant continu plusieurs centaines de volts : non familier aux électriciens arc électrique sur circuit PV plus difficile à interrompre Les modules photovoltaïques délivrent une tension en journée qu’on ne peut pas interrompre Les modules photovoltaïques sont des générateurs de courant : les protections conventionnelles ne sont pas opérationnelles en cas de défaut AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 9 QUALITE ET SECURITE RISQUE DE CHOC ÉLECTRIQUE 40 V 80 V 120 V 160 V 200 V 240 V 280 V Uco = 560Vdc 560V 520 V 480 V 440 V 400 V 360V 320 V Exemple : 14 modules (Uco=40V) en série ont une tension de circuit ouvert Uco = 560Vdc !! (>>120V domaine tension BT) Risque de choc électrique si Uoc > 60 Vdc AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 10 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE CHOCS ÉLECTRIQUES Exemple : Accessibilité de conducteurs actifs sous tension en journée AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE QUALITE ET SECURITE RISQUE D’ARC ÉLECTRIQUE DU CIRCUIT PV •Arc série par mauvaise connexion ou rupture du câblage •Arc parallèle : défaut entre chaque polarité (+) et (-) : dommage mécanique, rongeurs, vieillissement Arc électrique PV : risque d’incendie et de brûlure AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 12 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE BRÛLURES Risque de brûlures par arc électrique: En cas d’ouverture du circuit après mise en court circuit En cas d’ouverture du circuit DC en charge (quand l’onduleur fonctionne) En cas de mauvaise connexion: au niveau d’un connecteur ou mauvais serrage sur un bornier. AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 13 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Risque de dysfonctionnement des installations photovoltaïques Causes potentielles : • • • • Défauts de conception Défauts de mise en œuvre Défaillances de composants de l’installation Défauts de maintenance Conséquences : Production d’électricité plus faible que le prévisionnel : • Risque financier pour l’investisseur si installation PV raccordée au réseau • Coupure ou insuffisance d’électricité si installation PV autonome AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 14 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Défauts de conception au niveau de: • Estimation des besoins (sites autonomes) • Dimensionnement des composants • Prise en compte des conditions d’environnement : température,… • Prise en compte des ombrages • Calepinage électrique des modules • Implantation (orientation ou inclinaison) AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 15 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Défauts de conception : Mauvais choix des composants • Modules PV, • batteries, • câbles, • régulateurs, • Onduleurs Matériels non certifiés et contre-façons AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 16 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Défauts de conception : Exemple : • sectionneur accessible aux personnes averties • arc électrique à l’ouverture Mauvais choix des composants Composants certifiés mais mal adaptés aux spécificités du PV : • interrupteurs sectionneurs • parafoudres • connecteurs • câbles •…. AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Exemple : • Parafoudre défaillant car non adapté au photovoltaïque Gérard MOINE 17 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Défauts de mise en œuvre sur le plan électrique : • Mauvaise installation électrique • Mauvaises connexions • Mauvais passages de câbles (boucles inductives) • Parafoudres mal câblés • Absence de protections contre les surintensités •… Conséquence : • Risque de défaillance prématurée et risque incendie provoqué par l’installation PV AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 18 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Défaillance de composants de l’installation • modules PV • onduleurs • câblage et connectique • …. AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 19 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Défauts de maintenance : • Encrassement des modules PV • Mauvais entretien de la batterie • Remplacement d’un élément par un autre de capacité différente AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 20 QUALITE ET SECURITE RISQUES DE DYSFONCTIONNEMENT Exemples de défauts de maintenance : Parafoudre défectueux Manque d’entretien de la végétation Mauvais serrage des connexions AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 21 QUALITE ET SECURITE RISQUES FOUDRE Effets de la foudre : Impact direct : • détérioration de l’installation PV Impact indirect : • détérioration de certains composants de l’installation PV (modules, onduleurs,.. AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 22 QUALITE ET SECURITE RISQUES D’INCENDIE AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 23 QUALITE ET SECURITE RISQUES D’INCENDIE Après Avant AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 24 QUALITE ET SECURITE RISQUES POUR INTERVENANTS DE SECOURS En cas d’intervention, le fait de couper le réseau alternatif n’empêche pas le champ solaire de rester sous tension ! En cas d’intervention d’incendie sur bâtiment équipé de photovoltaïque : Quel comportement au feu des modules PV ? Quels risques pour les intervenants de secours ? • risques d’électrocution ? • difficulté d’intervention en toiture ? AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 25 QUALITE ET SECURITE RISQUES POTENTIELS EN PHOTOVOLTAIQUE Que faire pour assurer la qualité et la sécurité des installations PV ? AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 26 QUALITE ET SECURITE Dispositions mises en œuvre dans la filière photovoltaïque en France à partir de 2008 • Elaboration de guides normatifs spécifiques au photovoltaïque (C15-712) • Formation des professionnels (bureaux d’études et installateurs) • Qualification des entreprises (OPQIBI, QualiPV, Qualibat,…) • Audits d’installations PV • Contrôle réglementaire des installations PV avant raccordement (attestation Consuel) • Mise en place d’un label Qualité pour les différents intervenants dans la réalisation d’un projet photovoltaïque AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 27 QUALITE ET SECURITE ASPECTS NORMATIFS SUR LE PLAN ELECTRIQUE AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 28 QUALITE ET SECURITE NORMES DES COMPOSANTS PHOTOVOLTAIQUES Les composants PV doivent être conformes à des normes internationales ou européennes Modules photovoltaïques : • CEI 61 215 : modules au silicium cristallin • CEI 61 646 : modules couches minces (aSi, CdTe, CIS,…) • CEI 61 730 – 1-2 : Sureté des modules photovoltaïques Régulateurs : Norme NF EN 62509 Batterie d’accumulateurs : Norme NF EN 61427 AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 29 QUALITE ET SECURITE NORMES DES COMPOSANTS PHOTOVOLTAIQUES Les composants PV doivent être conformes à des normes ou guides internationaux ou français Onduleurs : Conformité CE Protection de découplage : VDE 0126-1-1 Compatibilité électromagnétique : EN55014 Harmoniques : CEI 61000-x… Sécurité : EN 60950 CEI 62109-1 Matériel électrique • Interrupteur-sectionneurs : NF EN 60 947-3 • Parafoudres PV : norme NF EN 50539-11 • Connecteurs PV : norme NF EN 50521 • Câbles DC : guide UTE 32 502 • Fusibles PV : NF EN 60269-6 • Ensembles d’appareillages : NF EN 61439 AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 30 QUALITE ET SECURITE GUIDE C15-712-1 : MISE EN ŒUVRE PV RACCORDÉ En France, le guide AFNOR/UTE C15-712-1 définit des règles essentielles de mise en œuvre des installations PV raccordées au réseau, sur le plan de la protection des personnes et des biens 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Introduction Domaine d’application Références normatives Définitions Description des installations PV Mise à la terre Protection contre les chocs électriques Protection contre les surintensités Règles de couplage Prévention contre la dégradation Chute de tension Sectionnement, commande et coupure Protection contre les surtensions transitoires Choix et mise en œuvre des matériels Signalisation Dossier Technique Maintenance Annexes Gérard MOINE 31 QUALITE ET SECURITE SCHEMA UNIFILAIRE : PV RACCORDE RESEAU Structure PV Partie DC : classe II Réseau de distribution Partie DC Câbles de chaînes PV Partie AC Compteurs d’énergie Modules PV AGCP NFC14-100 Connecteurs NFC15-100 Protection contre les surintensités AGCP Boite de jonction de groupe Interrupteur- sectionneur DC Parafoudre DC Sectionneurs Coffret AC Boite de raccordement Onduleurs avec protection de découplage intégrée Liaison équipotentielle Interrupteur- sectionneur DC Puissance surveillée Puissance limitée Câbles de groupes PV Parafoudre AC Interrupteur Sectionneur général AC Disjoncteur sortie onduleur Câble principal PV (différentiel 30 mA si locaux d’habitation) Interrupteur- sectionneur général DC Parafoudre DC AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Vers terre du tableau injection (si existant) Gérard MOINE Coffret DC Prise de terre du bâtiment 32 QUALITE ET SECURITE GUIDE C15-712-2 : MISE EN ŒUVRE PV AUTONOME En France, le guide AFNOR/UTE C15-712-2 définit des règles essentielles de mise en œuvre des installations PV autonomes, sur le plan de la protection des personnes et des biens 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Introduction Domaine d’application Références normatives Définitions Description des installations PV Mise à la terre Protection contre les chocs électriques Protection contre les surintensités Règles de couplage Prévention contre la dégradation Chute de tension Sectionnement, commande et coupure Protection contre les surtensions transitoires Choix et mise en œuvre des matériels Signalisation Dossier Technique Maintenance Annexes Gérard MOINE 33 QUALITE ET SECURITE SCHEMA UNIFILAIRE : PV AUTONOME Partie générateur PV Groupe électrogène Modules photovoltaïques Boite de jonction Batterie Partie distribution Partie utilisations AC Régulateur Onduleur multifonctionnel AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 34 QUALITE ET SECURITE NORMES PHOTOVOLTAIQUES Les normes internationales photovoltaïques sont elles applicables en Afrique ? • Les risques identifiés sont valables en tout lieu y compris pour l’Afrique ! • La protection des personnes et les biens doit être assurée correctement si on veut éviter des accidents ou défaillances ! AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 35 QUALITE ET SECURITE NORMES PHOTOVOLTAIQUES Suggestion de dispositions à mettre en œuvre pour le développement de la filière photovoltaïque en Afrique • Utilisation des normes et référentiels techniques existants (exemple : guides AFNOR C15-712 applicables pour l’Afrique ) • Formation des professionnels (bureaux d’études et installateurs) à la conception et à l’installation de systèmes PV raccordés au réseau ou non • Qualification des entreprises d’ingénierie et d’installation (mise en place d’un label de Qualité) • Exigence de conformité aux normes pour un raccordement des installations PV au réseau public de distribution • Audits et contrôle de conformité des installations PV • Mise en place de dispositions réglementaires au niveau national favorisant la qualité et la sécurité des installations photovoltaïques AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 36 QUALITE ET SECURITE CONCLUSIONS L’énergie photovoltaïque est une opportunité pour contribuer à l’électrification des villes et les villages africains même les plus reculés ! Ne pas attendre que le photovoltaïque ait une mauvaise image en Afrique à cause d’installations défaillantes pour mettre en oeuvre des dispositions privilégiant la qualité et la sécurité! Les guides et normes ne doivent pas être considérés comme des contraintes au développement du photovoltaïque mais plutôt comme des dispositions indispensables pour assurer des installations pérennes et économiquement viables. AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 3 Gérard MOINE 37 QUALITE ET SECURITE INSTALLATIONS PHOTOVOLTAIQUES MERCI POUR VOTRE ATTENTION Gérard MOINE – GM consultant Expertise systèmes photovoltaïques - Formation [email protected] AFRICASOLAR 2015 Ouagadougou, Burkina Faso , 25 au 27 Juin 2015 Gérard MOINE 38
