S O L U T I O N S ... P R O T E C T I O N ... P H O T O V O LTA Ï Q... ( V E R S I O N ...

HELIOPROTECTION®
PROGRAM
SOLUTIONS DE
PROTECTION DU
PHOTOVOLTAÏQUE
(VERSION 11)

2 Mersen • Solutions de protection du photovoltaïque
L’ENGAGEMENT DE MERSEN POUR
DESINSTALLATIONS SOLAIRES PHOTOVOLTAÏQUES
PLUS SÛRES ET PLUS FIABLES
Dans le marché du photovoltaïque plusprécisément,
Mersen est un acteur clé pourdévelopper des installations
électriques photovoltaïques avec une sûreté et une abilitéaccrues.
HelioProtection® une marque de Mersen
Le programme HelioProtection® de Mersen,
c’est la combinaison de :
• Spécialisation : toutes les solutions du programme
ont été spéciquement développées pour
lesapplications photovoltaïques et en conformité
avec les normes en vigueur dans le domaine.
• Innovation : les solutions qui constituent
leprogramme HelioProtection® sont toutes
conçuesetfabriquées avec des outils à la pointe
dela technologie.
• Expertise : ce programme est accompagné
sur le marché par une équipe d’experts Mersen
qui aide le client à choisir la solution la mieux
appropriée pour répondre à son besoin.

Mersen • Solutions de protection du photovoltaïque 3
TOUJOURS PLUS LOIN ENSEMBLE
Pour accompagner ses interlocuteurs développeurs,
bureaux d’études, sociétés d’ingénierie, acheteurs,
responsables qualité, qualication, compagnies
d’assurances, organismes d’homologation
et de certication – dans leur démarche deconseil,
de conception, réalisation, validation, exploitation
de systèmes photovoltaïques, Mersen a mis en place
les moyens nécessaires :
• un service affaires à même d’accompagner
les projets les plus lourds, les plus complexes,
de s’impliquer dans des démarches de co-conception
ou de co-développement ;
• un support technique avec des ingénieurs à l’écoute
des professionnels pour les guider dans leur choix
de composants ou de solutions adaptées ;
• une hotline avec un n° indigo 0 820 820 846
ou [phone].
Trois laboratoires dédiés à la qualité
Cette recherche de progrès permanent s’est traduite
par plus d’un million de tests en 25 ans !
Mersendispose de trois plateformes d'essais:
àNewburyport aux USA, à Terrassa en Espagne
etàSaint-Bonnet-de-Mure en France.
Elles sont complémentaires, en termes de moyens
mis en œuvre, pour couvrir le plus large éventail
detests en courant alternatif et courant continu,
auxstandards UL-CSA et CEI.
Une installation photovoltaïque innovante pour le test
et la validation de produits. D’une puissance totale
de 35 kW, cette installation présente une architecture
modulaire exclusive permettant de congurer
l’installation selon les besoins : 6 chaînes de 24
modules photovoltaïques ou 12 chaînes de 12 modules.
Newburyport :
• plateforme spécialisée en courant continu, point fort
pour la conception de fusibles photovoltaïques ;
• laboratoire de test basse puissance ;
• essais de fusion de 0 à 6000A de courant
permanent ;
• simulations de démarrages et arrêts d’équipements
de 0 à 3000A;
• banc de tests de parasurtenseurs basse tension
• essais en température…
Saint-Bonnet-de-Mure :
Caractérisation en court-circuit d'appareillages
fusibles, tests de certication, tests sur les onduleurs,
tests sur défauts (à la terre, entre panneaux, entre
chaînes de panneaux) et leurs impacts sur le matériel.
Tous les autres tests courants sur les systèmes existants.
Moyens materiels :
• 144 panneaux de silicium polycristallin de 240 Wc
(30à 37V, 8A, 18 kg) soit environ 35 kW
avecdeuxcongurations possibles :
• couplage 400VDC, 12 chaînes en parallèle
de12panneaux en série ;
• couplage 800VDC, 6 chaînes en parallèle
de24panneaux en série.
Terrassa :
• Association de l'expérience des principales
normesinternationales de fabrication et de tests
pourlesparafoudres (CEI et UL).
• Compétences uniques dans la combinaison
delatechnologie des parafoudres et des fusibles,
undes "sujets d’actualité" de l'industrie des
parafoudres.
• Gammes innovantes combinant protection contre
lessurtensions et contrôle de la mise à la terre
pourassurer une sécurité et une continuité
deservices absolues.
• Plateforme de tests de surtensions de niveau
international, avec des laboratoires possédant
unagrément à la fois pour CEI/EN 61643 (Terrassa)
etUL1449 3e édition (Newburyport).
• Présence industrielle mondiale avec une gamme
complète de solutions couvrant les marchés CEI et UL.
• Leadership dans POP (TOV) (Power-frequency
Overvoltage Protection, protection contre les
surtensions permanentes à fréquence industrielle) et
les appareils combinés parafoudres+POP. EN 50550.
• Large gamme de solutions destinées aux applications
industrielles, commerciales et résidentielles.
Mersen accueille dans ces laboratoires des clients
pour la réalisation de campagnes de tests sur des
points critiques de leurs spécications techniques.

4 Mersen • Solutions de protection du photovoltaïque
LA NORMALISATION COMPOSANTS,
SYSTÈMES ET INSTALLATIONS
Les équipements et les installations
photovoltaïques sont gouvernés
par des normes internationales
générales. Des normes CEI et UL
fournissent les consignes à appliquer
pour mettre en place des installations
photovoltaïques dans les règles de l’art.
En parallèle, d’autres normes
internationales ou plus locales,
prennent le relai et complètent
ces normes générales.
Ces autres normes concernent
desdomaines plus précis comme
lessystèmes et installations complètes,
les composants intégrés dans les
systèmes et la connexion au réseau
électrique.
Installations PV
Systèmes PV
CEI 60364-7-712
Installations basse tension –
Installations PV.
DIN V VDE V0126-5
Boîtiers de jonction pour
modules photovoltaïques.
CEI 61439-1
Ensembles d’appareillage
à basse tension.
Composants pour systèmes PV
EN 50539-11
Dispositif de protection basse
tension contre les surtensions
– Parafoudres pour applications
spéciques incluant le courant
continu. – Partie 11 : exigences
et essais pour parafoudres
connectés aux installations
photovoltaïques.
Normes générales
CEI 62548 Edition 1
Règles d’installation et
desûreté pour les générateurs
photovoltaïques (PV).
Normes,
recommandations,
Fusibles pour systèmes
photovoltaïques
UL 2579
CEI 60269-6
Fusibles basse tension –
Partie6 : exigences
supplémentaires pour
lesfusibles pour la protection
des systèmes d’énergie
photovoltaïque.
Porte-fusibles photovoltaïques
UL 4248-18
CEI 60269-1
Interrupteurs sous coffret
avecécran isolant
pourutilisation dans les
systèmes photovoltaïques
UL 98B
CEI 60947-3
Convertisseurs PV
et connexion au réseau
CEI 61727
Systèmes photovoltaïques (PV).
Caractéristiques de l’interface
au réseau d’exploitation.

Mersen • Solutions de protection du photovoltaïque 5
PROTECTION DES ÉQUIPEMENTS
PHOTOVOLTAÏQUES PAR DES FUSIBLES gPV
1 - Données nécessaires pour déterminer par
calcul une protection pour le photovoltaïque
M = nombre de modules en série dans une chaîne
N = nombre de chaînes en parallèle
Pour le module utilisé :
IRM = courant inverse maximal d'un module
Nota: le module est testé suivant la norme 61730-2
à une valeur égale à :
135 % x IRM pendant 2 heures :
le module doit supporter cette contrainte
Voc STC = tension circuit ouvert
Isc STC = courant de court-circuit
STC = conditions standards de test = illumination de 1000W/m2
masse de l'air 1,5 température de la cellule 25 °C
2 - Présence de fusibles au niveau de la chaîne
a) une ou deux chaînes en parallèle : les fusibles ne sont pas
nécessaires ;
b) trois chaînes ou au-delà en parallèle: le nombre maximal
dechaînes en parallèle sans protection électrique
estobtenu selon la formule suivante :
N ≤ (1 + IRM / ISC STC)
3 - Emplacement des fusibles dans les chaînes
L'usage habituel est de mettre un fusible sur chaque polarité
(positive et négative) pour chaque chaîne en cas de conguration
de circuit ottant, et un seul sinon.
4 - Tension nominale requise pour les fusibles gPV
L'annexe BB de la norme CEI 60269-6 fournit l'information
nécessaire à la détermination de la tension nominale des fusibles
gPV à choisir.
Cette tension doit tenir compte de la tension en circuit ouvert
delachaîne à la plus basse température dans l'application
Voc STC de la chaîne = M x Voc STC d'un module
À -25 °C la tension en circuit ouvert atteint 1,2 fois Voc STC
En conséquence la tension nominale du fusible doit être
≥ 1,2 x Voc STC de la chaîne
≥ 1,2 x M x Voc STC d'un module
Nota : la table 104 de la norme CEI 60269-6 impose des tests de
coupure menés à la valeur moyenne de la tension de rétablissement
xée à 100 (0 - >+5 %) de la tension nominale du fusible.
Ces conditions sont les mêmes que celles dénies dans les normes
UL 248-19 ou UL 2579.
Donc le coefcient 1,2 est applicable pour les deux normes CEIetUL.
5 - Courant nominal requis pour les fusibles gPV
L'annexe BB de la norme CEI 60269-6 fournit l'information
permettant de déterminer le courant nominal des fusibles gPV
àchoisir. Le même calcul doit être entrepris pour les fusibles gPV
auniveau d'une chaîne comme pour ceux au niveau du coffret
dejonction de regroupement ou à l'entrée de l'onduleur.
Avec une température ambiante dans le coffret, inférieure
ouégale à 45°C, le courant nominal du fusible doit être
supérieurou égal à :
1.4 x Isc STC selon la norme CEI 60269-6.
Comme en pratique la température à l'intérieur des coffrets peut
monter jusqu'à 65°C voire plus, un déclassement est nécessaire.
Nota : la norme NEC recommande 1.56 x Isc STC
pourdestempératures ambiantes en dessous de 50°C à l'intérieur
des coffrets.
6 - Protection des modules contre les courants
inverses
a) La norme CEI 60269-6 spécie que les tests de vérication
des courants de fusion conventionnelle sont considérés comme
donnant des résultats satisfaisants en fonctionnement à
1.35 In pendant 2 heures.
Les caractéristiques temps-courant des fusibles gPV de
Mersen sont conformes aux balises suivantes :
courant de non fusion = 1,13 x In du fusible
courant de fusion = 1,35 x In du fusible
ainsi les fusibles gPV Mersen répondent aux exigences
debalises des deux normes CEI et UL.
b) D'un autre côté, on a vu dans le paragraphe 1
quelesmodules sont testés selon la norme 61730-2
àunevaleur égale à 135% x IRM pendant deux heures.
c) Conclusion pour la protection des modules :
Conclusion : pour protéger les modules contre
les courants inverses nous devons vérier
que 1,35 x In du fusible (courant certain de fusion)
est inférieur ou égal à 1,35 x IRM (tenue certaine
du module).
L'utilisateur doit simplement s'assurer que :
In (courant nominal du fusible) doit être inférieur ou égal à
IRM (courant inverse maximal de tenue des modules)
7 - Fusibles gPV au niveau regroupement
On applique les règles vues aux paragraphes 4 et 5 pour
ladétermination des tensions nominales des fusibles gPV.
L'utilisateur s'assure simplement que les courants nominaux calculés
sont tels que la protection des câbles en surcharge est satisfaite.
chaîne
ISC
group
ISC
group
ISC
group
(Nc-1)xISC
group
vers coffret de jonction ou entrée de l’onduleur