Tableaux photovoltaïques : protection des strings DC, parafoudre DC et distribution AC

Tableaux photovoltaïques : protection des strings DC, parafoudre DC et distribution AC

Les tableaux photovoltaïques réunissent deux mondes dans une même centrale : le côté courant continu venant des modules et le côté courant alternatif en aval de l’onduleur. La logique classique d’un tableau basse tension s’applique côté AC. Côté DC, le fait que le courant ne passe jamais par zéro, qu’un arc ne s’éteigne pas seul et que les strings soient sous tension dès qu’il fait jour change la conception dès le départ.

Pourquoi le côté DC se comporte différemment

En alternatif, l’arc s’éteint naturellement puisque le courant passe deux fois par zéro à chaque période. Le continu n’offre pas cette aide : une fois amorcé, l’arc persiste dans un appareil qui n’a pas été conçu pour cela. Les circuits DC utilisent donc interrupteurs, fusibles et connecteurs conçus pour le continu et choisis dans la bonne classe de tension. La seconde différence est la sécurité : les strings produisent de la tension toute la journée, la procédure de consignation et le repérage comptent donc encore plus qu’en AC.

Protection des strings et boîte de jonction

Protéger chaque string par son propre fusible évite qu’un défaut sur une chaîne perturbe les autres et simplifie la recherche de panne. Le choix du fusible suit le courant de court-circuit du string, la correction en température et la caractéristique gPV. Plus les strings sont nombreux, plus la mesure devient nécessaire : le suivi du courant par string distingue une perte due à l’ombrage d’une perte due à un défaut.

Parafoudre DC et mise à la terre

Les centrales PV couvrent de grandes surfaces, souvent en terrain découvert, ce qui les expose aux surtensions d’origine atmosphérique. Un parafoudre côté DC doit être conçu pour le continu et dimensionné pour la tension maximale du système ; un appareil de type AC n’est pas sûr dans un circuit DC. On en place à la fois dans la boîte de jonction et près de l’onduleur, en respectant la distance de protection. Pour la logique de choix, voir notre article sur le choix des parafoudres.

Tableau de sortie AC et protection réseau

Sujet	Côté DC	Côté AC
Comportement de l’arc	Ne s’éteint pas seul	S’éteint au passage par zéro
Appareil de protection	Interrupteur classé DC, fusible gPV	Disjoncteur et fusible BT standard
Protection contre les surtensions	Parafoudre type DC	Parafoudre type AC
Consignation	Sous tension en journée, plan obligatoire	Coupure par l’appareil principal
Mesure	Courant de string et résistance d’isolement	Énergie, qualité, comptage d’injection

Côté AC, les sorties d’onduleurs sont regroupées, la sélectivité est organisée et les fonctions de protection exigées par le gestionnaire de réseau sont assurées au point de raccordement : détection d’îlotage, protections de tension et de fréquence, verrouillage d’injection. Pour la mesure, voir la supervision d’énergie dans les tableaux.

Extérieur : UV, température et indices de protection

Les tableaux de champ fonctionnent le plus souvent dehors, en plein soleil. Le choix de l’enveloppe pèse la tenue aux UV, la double peau ou les pare-soleil, les indices IP et IK adaptés et une ventilation qui limite la température interne. Comme une température interne élevée déclasse fusibles et appareils, le calcul thermique ne peut pas être négligé. Sur les indices, voir notre article sur les indices de protection IP.

Points clés: tableaux photovoltaïques

• Pourquoi le côté DC se comporte différemment — En alternatif, l’arc s’éteint naturellement puisque le courant passe deux fois par zéro à chaque période.
• Protection des strings et boîte de jonction — Protéger chaque string par son propre fusible évite qu’un défaut sur une chaîne perturbe les autres et simplifie la recherche de panne.
• Parafoudre DC et mise à la terre — Les centrales PV couvrent de grandes surfaces, souvent en terrain découvert, ce qui les expose aux surtensions d’origine atmosphérique.
• Tableau de sortie AC et protection réseau — Côté AC, les sorties d’onduleurs sont regroupées, la sélectivité est organisée et les fonctions de protection exigées par le gestionnaire de réseau sont assurées au point de…
• Source normative — catalogue des publications IEC: iec.ch.

Questions fréquentes

Chaque string a-t-il besoin de son fusible ?

En pratique oui, dès qu’il y a plus de deux strings. Un fusible dédié isole la chaîne défaillante et limite le courant inverse vers les autres. Sur les petits systèmes, la documentation de l’onduleur est déterminante.

Peut-on remplacer un interrupteur DC par un modèle AC ?

Non. Un appareil classé uniquement en AC n’est pas conçu pour éteindre un arc continu et crée un risque d’incendie. Dans un circuit DC, la tension assignée en continu et le nombre de pôles se vérifient sur l’étiquette.

Faut-il un différentiel dans un tableau PV ?

Avec des onduleurs sans transformateur, le courant de fuite peut comporter une composante continue : il faut alors un dispositif de type B ou s’appuyer sur le contrôle d’isolement de l’onduleur. Le choix suit les conditions indiquées par le constructeur.

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