Surtension des systèmes PV: un guide complet de son rôle, des risques et de la sélection

# Surge dans les systèmes PV: un guide complet de son rôle, des risques et de la sélection

Qu'il s'agisse d'une petite configuration de panneau solaire résidentiel ou d'une centrale photovoltaïque commerciale (PV), "Surge" est un sujet clé inévitable, mais beaucoup de gens ne réalisent que son importance lorsque l'équipement fonctionne. Cette note décompose le rôle principal des surtensions dans les systèmes PV et comment sélectionner un dispositif de protection (SPD) qui convient à votre système, ce qui facilite la compréhension des débutants.

## I. Tout d'abord, comprendre: quelle est exactement une surtension dans un système PV?

Autrement dit, une surtension est une "onde de choc de tension / courant" soudaine dans un système PV, avec trois sources courantes:  

1. ** Impact externe **: Le plus typique est les coups de foudre (foudre directe ou induite). La décharge des nuages ​​peut générer instantanément une haute tension de dizaines de milliers de volts dans les lignes;  

2. ** Démarrage / arrêt du système **: Lorsque les onduleurs PV ou les boîtes de combinaison démarrent ou s'arrêtent, les changements soudains de la déclencheur actuel "surtensions opérationnelles";  

3. ** FLUCUATIONS DE LA GRID **: Des augmentations soudaines de la tension de la grille (par exemple, lorsqu'un défaut de grille est réparé) peut provoquer des impacts inverses sur le système PV connecté au réseau.  

Ces surtensions sont caractérisées par la "courte mais intense" - elles peuvent ne durer que quelques microsecondes, mais la tension peut monter à plus de 10 fois la tension nominale du système, que les modules PV et les onduleurs ordinaires ne peuvent pas résister.

## II. Rôle de base des dispositifs de protection des surtensions (SPDS): Installation d'une "soupape de sécurité" pour les systèmes PV

Les surtensions elles-mêmes ne sont pas "utiles"; Ce qui fonctionne vraiment, c'est le ** Dispositif de protection de surtension (SPD, également connu sous le nom de Lightning Treatter) **. Sa tâche principale est de "bloquer les surtensions dangereuses", spécifiquement sous trois aspects:  

1. ** Protégez l'équipement de base de la panne **  

Les composants dans les onduleurs PV, les boîtes de jonction de panneaux PV et les boîtes de combinaison ont des limites supérieures sur la capacité de tension (par exemple, la tension côté cc avec les onduleurs est généralement 1000V-1500V). Une fois que la tension de surtension dépasse cette limite, les composants s'épuiseront instantanément, avec des coûts d'entretien allant souvent de milliers à des dizaines de milliers de yuan. Les SPD peuvent conduire de l'électricité en un clin d'œil (généralement ≤ 25 nanosecondes) lorsqu'une montée se produit, détournant la tension / courant excédentaire au sol - équivalent à "bloquer les balles" pour l'équipement.  

2. ** Empêcher une fermeture ou un dysfonctionnement du système soudain **  

Même si une surtension ne brûle pas directement l'équipement, il peut interférer avec la puce de contrôle de l'onduleur, ce qui fait que l'onduleur signale des défauts faussement et se déconnectait de la grille. Par exemple, après un orage, de nombreux systèmes PV résidentiels cessent soudainement de générer de l'électricité - ce qui est probablement dû à des surtensions affectant l'onduleur. L'installation du SPD droit peut réduire ces "problèmes injustifiés" et assurer la génération d'énergie stable du système.  

3. ** prolonger la durée de vie globale du système PV **  

De petites surtensions fréquentes (par exemple, celles causées par des fluctuations quotidiennes de la grille) peuvent endommager les circuits des modules et des indexes «au fil du temps», tels que l'accélération du vieillissement des condensateurs. Les SPD peuvent filtrer ces petites surtensions, prolongeant indirectement la durée de vie de l'ensemble du système photovoltaïque (généralement de 3 à 5 ans supplémentaires).

## III. Étape clé: comment sélectionner un SPD adapté à votre système PV?

La sélection d'un SPD ne concerne pas «plus le plus grand» ou «le moins cher, plus le plus rentable». Il faut se concentrer sur trois paramètres de base de votre système et suivre quatre étapes:  

### Étape 1: Premièrement, clarifiez le "niveau de tension" du système

Il s'agit de la condition préalable la plus élémentaire - la tension nominale du SPD doit correspondre aux tensions côté cc et à la face AC du système PV:  

- ** PV résidentiel (généralement 3-10 kW) **: La tension côté cc est généralement de 300 V-800V; Sélectionnez un SPD avec une tension CC nominale (UC) ≥800V. Le côté AC est connecté à une grille de 220 V; Sélectionnez un SPD avec une tension AC nominale (UC) ≥250V.  

- ** PV commercial / industriel (généralement 50 kW et plus) **: La tension côté cc peut atteindre 1000v-1500v; L'UC du SPD devrait être ≥ 1500 V. Le côté AC est connecté à une résection électrique triphasée 380V; Sélectionnez un SPD avec UC ≥420V.  

* Remarque: si la tension nominale du SPD est inférieure à la tension du système, elle s'éteindra elle-même; S'il est trop élevé, il ne peut pas activer la protection en temps opportun. *

### Étape 2: Sélectionnez la "capacité de transport en courant" en fonction de la puissance du système

La capacité de transport du courant (IIMP ou IN) représente le courant de surtension maximal qu'un SPD peut résister. S'il est trop petit, le SPD sera décomposé par la surtension; S'il est trop grand, ce sera un gaspillage d'argent:  

- ** Systèmes résidentiels (3-10 kW) **: S'il n'y a pas de bâtiments hauts à proximité et que la probabilité de frappe de foudre est faible, un SPD avec in = 20KA (8/20 μs de forme d'onde) est suffisant; S'il est situé dans des zones montagneuses ou des régions sujettes aux orages, un SPD avec en = 40KA est plus fiable.  

- ** Systèmes commerciaux / industriels (50 kW et plus) **: Pour les SPD à l'avant des boîtes et onduleurs combiner, il est recommandé de sélectionner ceux avec in = 40KA-60KA; Pour les centrales électriques à grande échelle (niveau MW), un SPD primaire supplémentaire avec en ≥ 100Ka est nécessaire du côté haute tension.  

* Fait amusant: 8/20 μs est la forme d'onde de surtension la plus courante dans les systèmes PV, ce qui signifie qu'il faut 8 microsecondes pour que le courant de surtension passe de 0 à son pic et 20 microsecondes pour chuter à la moitié du pic. *

### Étape 3: Vérifiez le "niveau de protection" et correspondez à l'emplacement d'installation

Les SPD dans les systèmes PV nécessitent une «protection hiérarchique» et différents niveaux de SPD doivent être sélectionnés pour différents emplacements:  

- ** Protection primaire (entrée du système) **: Par exemple, la boîte de distribution principale du réseau PV et l'extrémité avant de l'armoire connectée à la grille. Sélectionnez un SPD "Classe B" (capable de résister à de grands courants à partir de coups de foudre directe) avec une grande capacité de transport en courant (au-dessus de 40KA).  

- ** Protection secondaire (équipement frontal) **: Par exemple, les extrémités d'entrée des onduleurs et des boîtes combiner. Sélectionnez un SPD "Classe C" (protège contre la foudre induite et les surtensions opérationnelles) avec une capacité de transport en courant de 20KA-40KA.  

- ** Protection tertiaire (composant frontal) **: Par exemple, les circuits imprimés internes des onduleurs et des équipements de surveillance. Sélectionnez un SPD "Classe D" (protège contre les petites surtensions) avec une capacité de transport de courant de 10KA-20KA.  

* Les systèmes résidentiels doivent avoir au moins une protection secondaire (avant de l'armoire de l'onduleur + grille), tandis que les systèmes commerciaux doivent être équipés des trois niveaux de protection. *

### Étape 4: Ne négligez pas la "certification et la compatibilité"

- ** Certification **: Assurez-vous de sélectionner des SPD avec des certifications internationales ou nationales, telles que la certification CE de l'UE et la certification CQC chinoise. Évitez d'acheter des «produits à trois» (de nombreux SPD de faible qualité échouent après quelques mois d'utilisation).  

- ** COMPATIBILITÉ **: Faites attention à la question de savoir si le type d'interface du SPD (par exemple, le bornier ou le bouchon) correspond aux câbles PV. Dans le même temps, confirmez que la taille de l'installation du SPD peut s'intégrer dans la boîte de distribution (les boîtes de distribution résidentielles ont un espace limité, alors n'achetez pas ceux surdimensionnés).

## IV. Rappel final: l'installation correcte est aussi importante que la sélection correcte

1. ** Installez près de l'équipement protégé **: Le SPD doit être installé le plus près possible de l'équipement protégé (par exemple, à moins de 1 mètre de la frontale de l'onduleur). Plus le câble est court, meilleur est l'effet de protection;  

2. ** Filed Frocking **: La résistance à la mise à la terre du fil de mise à la terre du SPD doit être ≤4Ω. Une mauvaise mise à la terre empêchera la surtension du courant de détournement, ce qui rend le SPD inutile;  

3. ** Inspection régulière **: Avant la saison des orages chaque année, vérifiez le voyant du SPD (il doit être vert dans des conditions normales; si elle devient rouge ou s'éteint, le remplacement est requis). Les SPD résidentiels sont recommandés pour être remplacés tous les 3 à 5 ans et les 2 à 3 ans commerciaux tous les 2 à 3 ans.

Si votre système PV a des paramètres spécifiques (tels que la puissance ou l'emplacement d'installation), vous pouvez les ajouter dans les commentaires, et je peux vous aider à affiner les suggestions de sélection! Vous êtes également invités à partager tous les problèmes liés à la surtension que vous avez rencontrés, afin que nous puissions éviter les pièges ensemble!