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Panneaux solaires de sécurité électrique


Alors qu'une grande partie du public peut penser que le rayonnement du soleil est converti par magie en électricité qui alimente tous les types d'équipements et d'appareils, les ingénieurs solaires savent qu'il y a bien plus que cela.

Dans le PV, le courant est "sauvage" et n'est pas limité par l'électronique, affectant les défauts à la terre cachés, les tailles de fil et déclenchant un arrêt rapide. Les mesures de contrôle et les meilleures pratiques d'atténuation des risques sera différent lorsque vous travaillez avec PV par rapport à toute autre forme de source de production d'énergie.

Voici trois des risques électriques les plus courants associés aux systèmes photovoltaïques, ainsi que des mesures de contrôle spécifiques que vous pouvez prendre pour réduire les risques.

Danger 1. Choc ou électrocution par des conducteurs sous tension

Comme avec d'autres systèmes de production d'électricité, il existe un risque de choc et d'électrocution dans les systèmes photovoltaïques lorsque le courant suit un chemin involontaire à travers un corps humain. Courant aussi bas que 75 milliampères ( mA) à travers le cœur est mortelle. Le corps humain a une résistance d'environ 600 ohms. Selon  < /span >La loi d'Ohm est la tension (V) est égale au courant (I) multiplié par la résistance (R), donc V = IR. < /p>

Pour calculer la quantité de courant qui traverserait le corps d'une personne exposée à 120 V, il suffit de diviser 120 V par 600 ohms (I = V/R), ce qui équivaut à 0,2 ampère ou 200 mA.  C'est plus de 2,5 fois la limite létale de 75 mA, il est donc essentiel de vous protéger, vous et vos employés, contre un tel événement.

Les chocs électriques sont généralement causés par des courts-circuits dus à des câbles et des connexions corrodés, à un câblage desserré et à une mauvaise mise à la terre. Il est important de rechercher ces conditions dans un système PV : boîtier de combinaison, les conducteurs du circuit de source et de sortie PV et le  conducteur de terre de l'équipement < span> . Le conducteur de terre relie tous les composants métalliques les uns aux autres - et finalement à la terre - via le conducteur d'électrode de terre et l'électrode de terre.

Mesures de contrôle : systèmes d'arrêt rapide

L'énergie produite par les systèmes de chaînes photovoltaïques varie directement avec le soleil. Pour réduire le risque de choc pour les techniciens et les premiers intervenants, nous avons besoin d'un moyen de sceller ces chaînes pendant une courte période circuit ou panne de courant. Une exigence importante est l'"arrêt rapide" des systèmes PV, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur des limites du générateur PV.   Conformément à l'article 690.2 de ce code, la limite du générateur photovoltaïque est un ensemble mécaniquement intégré de modules ou de panneaux avec une structure de support et une fondation, un suiveur et d'autres composants, qui forment une unité de production CC ou CA.  ; Cela inclut les conducteurs contrôlés situés à l'intérieur des limites ou jusqu'à un mètre du point où ils pénètrent dans la surface du bâtiment.

  • Les modules et les pièces conductrices exposées à l'intérieur des limites du générateur photovoltaïque sont réduits à 80 V en 30 secondes.
  • Les conducteurs situés à l'extérieur des limites du réseau doivent être limités à 30 V en 30 secondes.

Les dispositifs d'arrêt rapide doivent être situés à l'arrêt de service ou il doit y avoir un interrupteur d'arrêt rapide dédié. Il existe une exception pour les systèmes contrôlés au niveau du module d'électronique de puissance, tels que les micro-onduleurs et les optimiseurs de puissance, qui réduisent la tension. Les baies sans pièces conductrices exposées et à plus de 2,5 mètres des pièces conductrices exposées et mises à la terre ne doivent pas se conformer.

En outre, de nombreuses juridictions américaines exigent que les générateurs photovoltaïques sur les toits aient des retraits permettant aux pompiers d'accéder au système. Un spectacle courant< span>  ;l'exigence est par exemple, que les modules photovoltaïques soient à au moins un mètre du faîte du toit.< /p>

Danger 2. Défauts d'arc provoquant un incendie

Comme pour tout système électrique, le feu est toujours un danger potentiel. L'une des causes les plus courantes est peut-être électrique  défauts d'arc, il s'agit de décharges d'électricité à haute puissance entre deux conducteurs ou plus. La chaleurcausée par cette décharge peut détériorer l'isolation du fil, provoquant une étincelle ou un "arc" qui provoque un incendie.

Les systèmes PV sont sujets à la fois aux défauts d'arc en série causés par une interruption de la continuité d'un conducteur et aux défauts d'arc parallèle causés par un courant involontaire entre deux conducteurs, souvent dû à un défaut à la terre.< /p >

Mesures de contrôle : disjoncteurs de défaut d'arc

Un défaut d'arc peut provoquer un court-circuit ou un défaut à la terre, mais il peut ne pas être assez puissant pour déclencher un disjoncteur ou RCD< /span>< span> (GFCI). Pour vous protéger contre les défauts d'arc, installez une sortie de disjoncteur de défaut d'arc (AFCI) ou un disjoncteur AFCI.  Les AFCI détectent les courants d'arc dangereux de faible niveau et éteignent le circuit ou la prise pour réduire le risque qu'un tel défaut d'arc provoque un incendie électrique.

La section 690.11 du NEC exige que les systèmes photovoltaïques fonctionnant à 80 V CC ou plus entre deux conducteurs soient protégés par un AFCI PV répertorié ou un composant système équivalent.  Le système de protection doit être capable de détecter les défauts d'arc résultant d'une défaillance de la continuité prévue d'un conducteur, d'un module d'interconnexion ou d'un autre composant dans les circuits CC du système PV.

Danger 3. Une étincelle d'arc entraîne une explosion

Les panneaux photovoltaïques à grande échelle avec des niveaux de tension moyenne et élevée sont sujets aux arcs électriques. Cela est particulièrement vrai lorsqu'un technicien vérifie les défauts dans les boîtiers de combinaison sous tension où les circuits de source PV sont mis en parallèle. sont combinés pour augmenter le courant, et lors de la vérification de l'appareillage de commutation et des transformateurs de moyenne à haute tension. jusqu'à 35 000 °F (~19 500 °C). Cela se produit lorsqu'une grande quantité d'énergie est disponible pour un défaut d'arc, à la fois dans les conducteurs CC et CA.< /p >

L'arc électrique est un problème pour les systèmes de plus de 400 V, donc les onduleurs résidentiels avec une tension d'entrée maximale de 500 V et les onduleurs à grande échelle avec un maximum de 1 500 V sont à risque. < /span >Avant l'avènement des systèmes d'énergie solaire à grande échelle, les arcs électriques n'étaient considérés que comme un problème CA, car la tension CC était limitée aux applications hors réseau utilisant des batteries inférieures à 100 V.

Mesures de contrôle : atténuation côté AC et DC

La réduction de l'arc dans les systèmes PV est divisée par CC (avant onduleur) et CA (après onduleur). L'atténuation côté CC pour les grands panneaux solaires (100 kW +) est particulièrement important au niveau du boîtier de combinaison où plusieurs chaînes de panneaux solaires sont combinées en parallèle pour augmenter le courant. Pour réduire le risque d'arc électrique, les systèmes à grande échelle peuvent utiliser plusieurs onduleurs à chaînes qui eux-mêmes plusieurs chaînes parallèles plutôt que d'utiliser un ou deux grands onduleurs centraux qui nécessitent des boîtiers de combinaison. enceinte. conduit loin du personnel et de l'équipement.

Choisir le bon équipement

Pour protéger vos travailleurs et votre système photovoltaïque contre les risques électriques, respectez les pratiques de travail sûres et assurez-vous que votre équipement résiste à ces risques potentiels.  Cela signifie que les multimètres, les cordons de test et les fusibles doivent tous être adaptés à l'application sur laquelle vous travaillez. Voici quelques informations de base consignes :

  • Équipement compatible CAT : Choisissez un mètre qui  convient à la catégorie de mesure appropriée (catégorie CAT) et au niveau de tension de votre application. Votre multimètre doit pouvoir résister aux niveaux de tension moyenne et aux pointes et transitoires de haute tension qui peuvent provoquer un choc ou produire un arc électrique.
  • Considérations à haute altitude  :  Les équipements CAT III et IV doivent être utilisés pour les systèmes photovoltaïques à haute altitude, car l'air devient moins isolant et moins dense à mesure que vous montez, ce qui réduit la capacité de refroidissement. Cela signifie que la tension de claquage - la tension minimale à travers laquelle un isolant devient électriquement conducteur - diminue avec la hauteur. Par exemple, pour un écart de 1 centimètre entre les conducteurs, la tension de claquage serait de 30 kV au niveau de la mer.
  • Connexions de test de haute qualité : Sélectionnez fils de test avec un Classement CAT qui correspond ou dépasse le classement CAT du multimètre numérique.
  • Remplacement fusibles haute énergie  :< span>  Remplacez toujours les fusibles à haute énergie par des pièces de même qualité et ampérage. Ces fusibles sont conçus pour capter l'énergie générée par un court-circuit électrique dans la boîte à fusibles.  Ils sauvent des vies et ne doivent jamais être remplacés par des fusibles génériques moins chers.
  • Sondes et accessoires de sonde : utilisez des sondes rétractables, des couvre-pointes de sonde ou des sondes avec des pointes plus courtes pour éviter de heurter accidentellement du métal le métal touche et provoque un court-circuit
  • Équipement de protection individuelle :  Portez un équipement de protection individuelle approprié, y compris des vêtements avec protection contre les arcs électriques, des gants, des lunettes ou des lunettes de sécurité, une protection auditive et des chaussures en cuir telles que requises pour la tension sur laquelle vous travaillez. vêtements appropriés à l'arc pour chaque classification .

Ce ne sont que les points saillants de la façon dont vous pouvez être plus sûr lors de l'entretien des systèmes photovoltaïques. Assurez-vous de suivre toutes les normes et réglementations de sécurité pertinentes, les instructions du fabricant et de suivre les consignes de sécurité de votre entreprise procédures lors du test ou de l'entretien de l'équipement électrique.


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