De nouvelles normes de sécurité améliorent l'efficacité des panneaux solaires

Lorsque les orages font rage et que la foudre fend le ciel, vous êtes-vous déjà inquiété des panneaux solaires sur votre toit ? Rassurez-vous : un système de mise à la terre correctement installé agit comme un bouclier invisible pour les équipements photovoltaïques, protégeant silencieusement à la fois le système et la vie humaine. Cet examen complet explore la nécessité de la mise à la terre des panneaux solaires, les méthodes de mise en œuvre courantes, les normes réglementaires et les protocoles de maintenance pour vous aider à construire un système photovoltaïque sûr et efficace.

Une mise à la terre correcte constitue le fondement de la sécurité des systèmes photovoltaïques, remplissant plusieurs fonctions essentielles :

• Prévention des chocs : Canalise en toute sécurité les courants de fuite potentiels vers la terre, évitant ainsi l'électrocution.
• Atténuation des incendies : Dissipe les surtensions qui pourraient entraîner des incendies électriques.
• Protection contre la foudre : Dévie les surtensions haute tension dues aux impacts, protégeant ainsi les équipements sensibles.
• Amélioration des performances : Réduit les interférences électromagnétiques, améliorant ainsi l'efficacité du système.

Essentiellement, la mise à la terre représente la pierre angulaire d'un fonctionnement photovoltaïque fiable, sûr et performant.

Les solutions de mise à la terre des panneaux solaires varient en fonction des exigences spécifiques de l'installation. L'industrie reconnaît trois méthodes principales :

L'approche de mise à la terre la plus répandue utilise des tiges métalliques (généralement en cuivre ou en acier cuivré) enfoncées verticalement dans la terre pour établir un contact électrique direct avec le sol.

Exigences d'installation : La pratique courante consiste à enfoncer des tiges de 8 pieds (2,4 mètres) complètement sous terre pour assurer un contact correct avec le sol. Une résistivité élevée du sol peut nécessiter des tiges supplémentaires ou plus longues.

Applications idéales : Convient aux endroits où les conditions du sol sont favorables et où l'espace est suffisant. Leur simplicité et leur rentabilité les rendent populaires pour les installations résidentielles.

Considérations critiques : La résistance à la corrosion est primordiale : sélectionnez les matériaux appropriés et effectuez des inspections régulières. Le maintien d'un sol humide autour des tiges permet de réduire la résistance.

Cette méthode enterre un conducteur en cuivre continu encerclant le réseau photovoltaïque pour créer un réseau de mise à la terre circulaire.

Exigences d'installation : Le câblage en cuivre de forte section doit respecter les spécifications de profondeur locales tout en restant à proximité du réseau et en assurant des connexions robustes à tous les composants métalliques.

Applications idéales : Efficace pour les conditions de sol difficiles où il est difficile d'obtenir une faible résistance. La zone de contact élargie améliore considérablement les performances de la mise à la terre.

Considérations critiques : Nécessite des excavations importantes, ce qui augmente les coûts. Évitez les excavations à proximité qui pourraient endommager la boucle de mise à la terre.

Les structures de support métalliques peuvent servir de conducteurs de mise à la terre lorsqu'elles sont correctement liées à la terre.

Exigences d'installation : Le cadre doit démontrer une excellente conductivité tout en maintenant des connexions sécurisées à tous les composants du système. La liaison à la terre se fait généralement par le biais de tiges ou d'anneaux.

Applications idéales : Le mieux adapté aux systèmes au sol ou sur le toit à grande échelle avec des supports métalliques, offrant des économies grâce à l'utilisation structurelle.

Considérations critiques : La protection contre la corrosion reste essentielle : sélectionnez les matériaux appropriés et mettez en œuvre une maintenance régulière. Vérifiez que toutes les connexions à la terre maintiennent leur intégrité au fil du temps.

La mise à la terre photovoltaïque doit respecter des codes et des normes stricts :

• National Electrical Code (NEC) : La norme américaine définitive en matière de sécurité électrique, contenant des spécifications complètes de mise à la terre photovoltaïque couvrant le dimensionnement des conducteurs, les seuils de résistance et les méthodes de mise en œuvre.
• Normes de la Commission électrotechnique internationale (CEI) : Les normes de sécurité mondiales, notamment la CEI 62548 (conception des réseaux photovoltaïques) et la CEI 61730 (certification de sécurité des modules), établissent les exigences internationales en matière de mise à la terre.
• Normes nationales : Les codes spécifiques à chaque pays, tels que la norme chinoise GB/T 36945 (directives sur les parasurtenseurs) et la norme GB/T 32144 (interconnexion des systèmes résidentiels), fournissent des protocoles de mise à la terre localisés.
• Réglementations régionales : Les juridictions locales peuvent imposer des exigences supplémentaires au-delà des normes nationales.

Une mise à la terre efficace commence dès la conception du système avec plusieurs facteurs critiques :

• Analyse géotechnique : Évaluer la composition du sol, la teneur en humidité et la résistivité lors de la planification.
• Calculs de résistance : Déterminer les valeurs de résistance nécessaires en fonction des caractéristiques du sol, en ciblant généralement moins de 5 ohms.
• Sélection des conducteurs : Spécifier des conducteurs en cuivre ou en acier cuivré de taille appropriée, capables de supporter les courants de défaut.
• Méthodes de connexion : Utiliser des connexions mécaniques ou soudées robustes avec une protection contre la corrosion.
• Liaison équipotentielle : Connecter tous les composants métalliques (cadres, supports, conduits) pour égaliser les différences de potentiel.

Une installation correcte garantit l'efficacité du système de mise à la terre :

• Enfoncer les piquets de terre verticalement pour maximiser le contact avec le sol
• Enterrer les anneaux de terre à des profondeurs spécifiées sans endommager les conducteurs
• Fixer toutes les connexions contre le desserrage
• Étiqueter clairement tous les composants de mise à la terre pour la maintenance

Une vérification régulière du système maintient l'intégrité de la mise à la terre :

• Tests de résistance : Des mesures périodiques vérifient la conformité
• Inspections des connexions : Vérifier l'absence de corrosion ou de desserrage
• Examens visuels : Identifier les dommages ou la détérioration des conducteurs
• Maintenance préventive : Appliquer des inhibiteurs de corrosion et maintenir l'humidité du sol

Les environnements difficiles nécessitent des approches personnalisées :

• Sols à haute résistivité : Des tiges supplémentaires, une installation plus profonde ou des traitements chimiques peuvent s'avérer nécessaires
• Zones sujettes à la foudre : Protection renforcée grâce à des paratonnerres et des dispositifs de surtension
• Systèmes sur toiture : Une attention particulière au routage des conducteurs et à l'intégration structurelle

La mise à la terre des panneaux solaires transcende les exigences techniques : elle représente une responsabilité essentielle en matière de sécurité. Une mise en œuvre correcte garantit la fiabilité du système tout en protégeant les vies et les biens. Grâce à une conception, une installation et une maintenance consciencieuses, nous pouvons construire une infrastructure d'énergie renouvelable plus sûre et plus efficace pour l'avenir.