Protection contre la foudre

Protection contre la foudre des installations ti photovoltaïques E. Cailleux Antenne Normes Prévention du feu

Points abordés 1. La nouvelle norme de protection des structures contre la foudre 2. L analyse de risque 3. Les systèmes de protection contre la foudre 4. Les niveaux de protection 5. La protection des installations photovoltaïques

1. La nouvelle norme de protection des structures contre la foudre

Nouvelle norme de protection contre la foudre Norme internationale : CEI 62305 (2006) Nouvelle norme : NBN EN 62305 (2006) Applicable en Belgique depuis le 1er février 2009 Remplace les normes NBN C18-100 (1985) et NBN C18-300 (1988)

Principales évolutions par rapport à l ancienne norme Approche fondée surl analyse l des risques, Définition de niveaux de protection avec spécifications pour les composants du système de protection, Possibilité d utiliser des composants naturels (éléments de la structure) dans le système de protection (armatures du béton armé,...), Mise en oeuvre du concept de distance de séparation.

2. L analyse de risque

Objectifs de l analyse du risque Evaluer si une protection est nécessaire ou non, Déterminer quelle protection est nécessaire et quel niveau de protection, Estimer les bénéfices économiques liés àlamise en Estimer les bénéfices économiques liés à la mise en oeuvre de mesures de protection.

Principales étapes de l analyse de risque - Identifier la structure à protéger et ses caractéristiques. - Identifier les différents dommages générés par un coup de foudre : blessure d être vivant, dommage matériel,... - Identifier e les pertes correspondant aux dommages : perte de vie humaine, perte économique,... - Calculer les risques associés aux pertes : risque de perte de vie humaine, risque de perte économique,...

Une protection contre la foudre est-elle nécessaire ou non? Comparer les risques (R) calculés avec une valeur de risque tolérable (Rt) Si R<RtRt Si R>RtRt Protection pas nécessaire Protection nécessaire Rt doit être déterminé par le Comité National Compétent. En Belgique, il s agit du CEB (Comité Electrotechnique Belge)

Paramètres entrant dans l analyse de risque Nombreux paramètres à prendre en compte : densité de foudroiement local, dimensions de la structure, topographie du site et des objets environnants, caractéristiques de la structure à protéger (nature des matériaux de construction, contenu, fonction), résistivité du sol,...

3. Les systèmes de protection

Les systèmes de protection Protection contre les coups directs sur la structure Protection contre les surtensions Protection externe Protection interne

Protection externe Coups directs : - Dommages physiques - Danger sur la vie des personnes - Surtensions Objectifs de la protection externe : - Interception des coups de foudre - Conduction du courant de foudre - Dispersion des courants de foudre Photos : Guide pour la mise en application des nouvelles recommandations pour la protection des structures contre la foudre A paraître.

Protection externe Dispositif de capture Prise de terre Dispositif de descente Photos : Guide pour la mise en application des nouvelles recommandations pour la protection des structures contre la foudre A paraître.

Dispositif de capture par tige verticale α h R Volumes protégés R, h et dépendent du niveau de protection Méthode de l angle de protection Méthodedela sphère fictive Photos : Guide pour la mise en application des nouvelles recommandations pour la protection des structures contre la foudre A paraître.

Dispositif de capture par conducteur horizontal D Installation de capture R H La dimension des mailles (D), le rayon de la sphère fictive (R ), l angle de protection ( ) et la hauteur de protection sont fonction du niveau de protection. Photos : Guide pour la mise en application des nouvelles recommandations pour la protection des structures contre la foudre A paraître.

Protection interne - Origine des surtensions Photo : DEHN Protection contre la foudre

Protection interne Protection contre les surtensions pouvant provoquer des étincelles dangereuses pour : - les personnes - les installations et équipements électriques ou électroniques. Principaux moyens de la protection interne : - Liaisons équipotentielles, - Distance de séparation, - Parafoudres,...

4. Les niveaux de protection

Les niveaux de protection Niveau de protection Protection efficace à I 98 % II 95 % III 88 % IV 81 % Niveau de protection nécessaire défini par l analyse de risque Spécifications associées au niveau de protection : Caractérisques du dispositif de capture, Matériaux pouvant être utilisés, Dimensions minimales des dispositifs de capture, de descente et d installation de mise à la terre,...

5. La protection des panneaux photovoltaïques

Dommages liés à la foudre Impact direct sur les panneaux Surtensions (coups directs et indirects sur la structure) - Dommage sur les panneaux - Dommage sur l installation photovoltaïque (onduleur, générateur,...) - Surtensions - Dommage sur l installation électrique Protection externe Protection interne

Protection des panneaux photovoltaiques (protection externe) Zone de protection déterminée par la méthode de l angle de protection Tiges verticales S : Distance de séparation Photo : DEHN Nouveaux parafoudres dédiés aux installations photovoltaïques raccordées au réseau

Exemple : protection par tiges verticales S Photo : DEHN Photovoltaik_Äußerer Blitzschutz

Exemple : protection par tiges verticales Rayon de la sphère fictive S Photo : DEHN Photovoltaik_Äußerer Blitzschutz

Exemple : protection par conducteur horizontal S Photo : DEHN Photovoltaik_Äußerer Blitzschutz

Cas où la distance de séparation ne peut pas être respectée Raccordement direct à l installation externe de protection contre la foudre Renforcement de la protection au niveau de la protection interne Photo : DEHN Nouveaux parafoudres dédiés aux installations photovoltaïques raccordées au réseau

Protection interne - Equipotentialité et connexion à la terre, - Réduction des surfaces des boucles, - Utilisation de câbles blindés, - Installation de parafoudres sur l onduleur, le générateur et l alimentation générale Tension normale Surtension

Exemple de protection interne Panneaux photovoltaïques Distance de séparation Conducteur de descente Photo : DEHN DEHN protège les installations photovoltaïques

Exemple de protection interne Photo : DEHN Protection contre la foudre et les surtensions des systèmes photvoltaïques et des centrales d énergie solaire

Conclusions

Conclusions Nouvelle norme de protection contre la foudre applicable en Belgique depuis 2009 Quand protéger les installations photovoltaïques Analyse du risque Protection nécessaire? Comment protéger les installations photovoltaïques OUI Protection interne et/ou protection externe Protection interne : -Equipotentialité - Réduction des boucles - Blindage des câbles - Parafoudres Protection externe : - Dispositif de capture -Distance de séparation