Les risques potentiels dans les installations photovoltaïques

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1 Colloque AMEMP 17 octobre 2011 Les risques potentiels dans les installations photovoltaïques Gérard MOINE Directeur technique 1

2 Sommaire Introduction Spécificités des installations PV Risques potentiels Risques chantiers Risques dommages aux biens Risques pour intervenants de secours Dispositions pour limiter les risques 2

3 Les installations PV raccordées au réseau Vente totale Champ photovoltaïque Interrupteur sectionneur Onduleur Disjoncteur Disjoncteur Compteur production Compteur non consommation Compteur consommation Réseau de distribution Courant continu Courant alternatif 33

4 Procédés d intégration photovoltaïque au bâti L ensemble «modules PV + structure» appelé «procédé photovoltaïque» contribue à l enveloppe d un bâtiment donc doit posséder les qualités suivantes : Etanchéité à l eau, à la neige Stabilité et résistance structurelle Stabilité au vent Sécurité au feu Durabilité et maintenabilité (tenue aux UV, à la corrosion) Esthétique Isolation thermique et acoustique (le cas échéant) Respect de l environnement (choix de matériaux compatible avec démarche environnementale) N.B. Ces fonctions liées au bâtiment sont nouvelles pour le PV et nécessitent des développements spécifiques : collaboration étroite indispensable entre fabricants de modules PV et métiers du bâtiment 4

5 Risque de choc électrique 40 V 80 V 120 V160 V 200 V 240 V 280 V Uco = 560Vdc 560V 520 V 480 V 440 V 400 V 360V Exemple : 14 modules (Uco=40V) en série ont une tension de circuit ouvert Uco = 560Vdc!! (>>120V domaine tension BT) En PVR: 120V < Uco < 1000V en pratique 320 V 5

6 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 6

7 Risques chantier Vandalisme de matériel électrique (vol de modules PV ou câbles électriques, dégradation, ) Risque de casse lors de la manutention et de la pose Risque pour installateurs : chute de toit choc électrique : électrisation ou électrocution Risque vis-à-vis des tiers : Chute d objets plus ou moins lourds ( outils, modules PV!, matériaux de structures, ) accessibilité chantier (risques d accidents) dommage aux biens : inondation (pluie ou orage lors du chantier) Réponse : mise en place de dispositifs de sécurité 7

8 Risques dommages aux biens Risques pour l installation PV Défauts de tenue mécanique du procédé PV face aux agressions climatiques et surcharges temporaires : Impacts de la neige et du vent (y comprise tempête et cyclones) Défauts de tenue aux chocs (cailloux, gros grêlons) Défauts de résistance mécanique en cas de surcharge temporaire (circulations du personnel d exploitation et intervenants de secours) Risques très faibles si procédés photovoltaïques conçus pour les contraintes environnementales : normes modules PV validation par évaluation technique 8

9 Risques dommages aux biens Risque foudre Effets de la foudre : Impact direct : détérioration de l installation PV Réponse: si risque important : nécessité de mise en place d un paratonnerre Impact indirect : détérioration de certains composants de l installation PV (modules, onduleurs,.. Réponse: si risque avéré, nécessité de mise en place de parafoudres DC et AC 9

10 Risques pour les intervenants de secours? En cas d intervention pour incendie sur bâtiment équipé de photovoltaïque, le fait de couper la tension du réseau alternatif n empêche pas le champ solaire de rester sous tension! Questions légitimes que se posent les intervenants de secours : En journée, risques de choc électrique par contact direct ou via la lance à incendie? De nuit, risques de choc électrique en présence d éclairage artificiel? Tenue mécanique des modules PV? Comportement au feu des modules PV? Dispositif de sectionnement courant continu (tous les pôles) Onduleur Réseau

11 Dispositions mises en œuvre dans la filière photovoltaïque Elaboration de référentiels techniques évaluations techniques procédés PV (Avis techniques, Pass innovation,) normes et guides (C ) Qualification des entreprises (QualiPV, Qualibat, Qualifelec, ) Formation des professionnels (bureaux d études et installateurs) Audits d installations PV (Qualit EnR, Région PACA ) Contrôle réglementaire des installations PV avant raccordement (Consuel) Groupes de travail (profession PV et services de secours) : élaboration d instruction technique et note d intervention opérationnelle 11

12 Problématique PV et incendie Avis de la Commission Centrale de Sécurité 05/11/09 et projet d Instruction Technique Bâtiments concernés : ERP & IGH (prérogatives de la DSC) A pour fonction de pallier un vide réglementaire lié à la prévention du risque Rappelle la réglementation existante Présente un choix de solutions pour prévenir le risque électrique côté DC Propose un cheminement minimal autour des champs PV pour les intervenants Propose une signalétique spécifique pour les intervenants 12

13 Risques pour les intervenants de secours? Risque de choc électrique en cas d intervention de nuit? (éclairage artificiel ou présence de pleine lune) Tests effectués en conditions réelles à Valpré en août 2010 Différents systèmes d éclairage & puissance Différentes technologies de modules PV (msi, xsi, asi, CdTe, CIS) avec des dimensions variables Résultats associés aux conditions extrêmes : Présence de tensions DC faibles Courants négligeables < 10 ma Conclusion : Aucun risque de choc électrique

14 Risques pour les intervenants de secours? Risque de choc électrique en cas d intervention de jour? Conditions pour choc électrique : Dégradation des isolants Présence de tensions DC > 60 V Contact simultané des 2 conducteurs actifs ou un conducteur actif et la masse, avec le corps de l intervenant En pratique : intervenant équipé de vêtement + gants + bottes Conclusion : Probabilité très faible de choc électrique

15 Protection des intervenants de secours Dispositions envisageables pour renforcer la sécurité des intervenants de secours : En situation dégradée : Il est supposé que les isolants des câbles et enveloppes n assurent plus leur fonction de protection contre les contacts directs Principe de protection : Dispositions pour éviter le risque de choc électrique des intervenants de secours à l intérieur des bâtiments par suppression de la tension > 60V sur les câbles DC Une disposition parmi les solutions techniques envisageables (préconisations CCS novembre 2009) : Passage des câbles DC par l extérieur du bâtiment Onduleurs au plus près du champ photovoltaïque Passage des câbles sous gaine technique protégée (coupe-feu) En cas d urgence, coupure à distance des circuits DC au plus près de la source (boîtes de jonction, chaînes, modules PV)

16 Signalisation obligatoire Ne pas manœuvrer en charge A l intérieur des boites de jonctions À proximité des connecteurs, sectionneursfusibles, parafoudres débrochables.. Attention câbles courant continu sous tension Sur les extrémités des canalisations DC à minima, sur la face avant des coffrets DC et des boites de jonction Ne pas manœuvrer en charge A l intérieur des coffret s DC À proximité des connecteurs, sectionneursfusibles, parafoudres débrochables.. Coupure urgence entrée onduleur Signalétique distributeur Sectionnement général Installation photovoltaïque Coupure urgence sortie onduleur Production photovoltaïque Coupure photovoltaïque Coupure réseau de distribution Source GIMELEC

17 Colloque AMEMP 2 juillet 2010 MERCI POUR VOTRE ATTENTION Gérard MOINE Directeur technique TRANSENERGIE g.moine@transenergie.eu 17