Résistance d`isolement (Riso) d`installations photovoltaïques sans

Information technique
Résistance d’isolement (Riso) d’installations
photovoltaïques sans séparation galvanique
avec SUNNY MINI CENTRAL 9000TL/10000TL/11000TL
Contenu
Les installations photovoltaïques avec onduleurs sans transformateur ne sont pas isolées galvaniquement du
réseau en fonctionnement par injection. Conformément à la norme DIN VDE 0126-1-1, elles ne doivent pas
descendre en-dessous d’une valeur limite déterminée de l’isolation en amont de la connexion au réseau. La valeur
limite prescrite pour de telles installations photovoltaïques s'est basée, lors de la création de la norme, sur les
instructions d’installation courantes (par exemple 1 k Ω /V). Lors de la création de la norme, les valeurs de
puissance typiques des installations photovoltaïques étaient sensiblement inférieures à celles d’aujourd’hui. Plus
la taille d’une installation photovoltaïque est grande, plus la résistance d’isolement (Riso) devient petite en raison
de la plus grande surface de générateur et du montage en parallèle de nombreux panneaux photovoltaïques.
De ce fait, il peut être impossible de raccorder l’onduleur au réseau en raison d’une résistance d’isolement trop
faible de l’ensemble de l’installation photovoltaïque, bien que tous les composants fonctionnent sans problème.
SMA Solar Technology AG, en collaboration avec l'association professionnelle allemande, a étudié une solution
tenant compte de la plus faible résistance d’isolement de plus grandes installations photovoltaïques. Cette solution
répond, en outre, à l’exigence de protection imposée par la norme en termes de détection de défauts d’isolement.
Riso-UFR151322
Version 2.2
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Que signifie Riso ?
1 Que signifie Riso ?
Chaque installation photovoltaïque dispose, aussi bien avant la connexion au réseau que lors du
fonctionnement par injection, d’un potentiel différent de celui de la terre. Seul un isolement par rapport à la
terre suffisant empêche les courants provenant de l’installation photovoltaïque de passer par la terre. De plus,
il exclut tout danger en cas de contact ainsi que des pertes supplémentaires. Le courant de terre total,
également appelé courant de fuite, résulte de la somme de tous les composants de l’installation :
• Panneaux photovoltaïques
• Câbles DC
• Onduleur
Pour une tension de système donnée, ce courant de fuite peut être converti en une résistance d’isolement
effective désignée par Riso.
Pour les onduleurs sans transformateur, une mesure continue de la valeur Riso est impossible lors du
fonctionnement en raison de l’absence de séparation galvanique. C’est pourquoi les onduleurs sans
transformateur doivent mesurer la valeur Riso avant chaque connexion au réseau et surveiller le courant
différentiel résiduel en fonctionnement.
SMA Solar Technology AG
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Distinction par rapport à d’autres phénomènes
2 Distinction par rapport à d’autres phénomènes
La mesure de la valeur Riso ne doit pas être confondue avec la problématique des courants de fuite capacitifs
(voir les informations techniques « Courants de décharge capacitifs » sous www.SMA-France.com). La
condition préalable aux courants de décharge capacitifs est l’effet rétroactif de la fréquence du réseau sur
l’installation photovoltaïque. Les courants de fuite capacitifs ne surviennent par conséquent que lors du
fonctionnement de l’installation.
La mesure de la valeur Riso s’effectue pourtant avant la connexion au réseau. Lors du fonctionnement, la
surveillance du courant différentiel résiduel s’effectue via l’unité de surveillance des courants différentiels
résiduels sensible à tous les types de courant (RCMU). Il s’agit par conséquent de 2 phénomènes différents.
3 Exigences normatives en termes de Riso
Les prescriptions suivantes s’appliquent pour la valeur Riso :
• Pour les panneaux photovoltaïques (DIN EN 61646 ; DIN IEC 61215) :
Par m² de surface de panneau : Riso > 40 M Ω m²
Cela signifie qu’un panneau photovoltaïque d’une surface de 1 m² doit avoir une résistance d’isolement
d’au moins 40 MΩ, contre seulement 20 MΩ minimum pour un panneau photovoltaïque d’une surface de
2 m².
• Pour les onduleurs sans séparation galvanique (sans transformateur) selon DIN VDE 0126-1-1 :
L’onduleur surveille, en tant qu’élément central d’une installation photovoltaïque, la résistance d’isolement
de l’ensemble de l’installation (tous les panneaux photovoltaïques, les câbles DC, l’installation et
l’onduleur). Comme mentionné précédemment, ceci est particulièrement important pour les installations
photovoltaïques non séparées galvaniquement du réseau, car un seul court-circuit peut entraîner des
dégâts matériels et personnels. Étant donné que, pour ce type de dégâts, la puissance des courants est
déterminante, la valeur Riso prescrite dépend de la tension d’entrée maximale de l’onduleur.
La norme DIN VDE 0126-1-1 prescrit : Riso > 1 k Ω /V, mais au moins 500 k Ω .
La norme DIN VDE 0126-1-1 ne contient aucune directive en ce qui concerne la résistance d’isolement
des installations photovoltaïques isolées galvaniquement du réseau.
SMA Solar Technology AG
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Riso pour plusieurs panneaux photovoltaïques
4 Riso pour plusieurs panneaux photovoltaïques
Dans une installation photovoltaïque, toutes les résistances d'isolement de tous les panneaux photovoltaïques
connectés à un onduleur, constituent un montage en parallèle par rapport à la terre et s'ajoutent
réciproquement :
Pour des panneaux photovoltaïques identiques, cette équation est simplifiée :
La résistance totale de l’installation photovoltaïque par rapport à la terre diminue en fonction du nombre de
panneaux photovoltaïques raccordés.
Conflits de normes
Pour les installations photovoltaïques typiques avec une tension de système de 700 V, la norme pour les
panneaux photovoltaïques d’une surface d’environ 60 m² entre en conflit avec la norme pour les onduleurs
(40 MΩm²/60 m² = 667 kΩ). Même en cas de parfait fonctionnement, la valeur Riso prescrite ne peut plus
être atteinte dans certaines circonstances. Pour un rendement de panneau de 10 %, l’équivalent pour 60 m²
est de 6 kW seulement ; pour un rendement de panneau de 5 %, il est de 3 kW seulement.
5 Nouvelle formule pour la valeur limite Riso
Les normes définies jusqu’alors ne tiennent pas compte de facteurs essentiels tels que le rendement des
panneaux photovoltaïques ou la puissance de l’onduleur. C’est pourquoi des efforts sont déployés sur le plan
national et international (CEI) pour harmoniser les directives relatives à l’isolement existantes dans les normes.
SMA Solar Technology AG, en collaboration avec l'association professionnelle allemande, a étudié une
formule pour déterminer la résistance d’isolement différente de la norme DIN VDE 0126-1-1. La nouvelle
valeur limite Riso est inversement proportionnelle à la puissance de l’onduleur et elle correspond à la valeur
limite Riso de 40 M Ω m² pour un rendement de panneau de 5 %, exigée par les normes DIN EN 61646 et
DIN CEI 61215 :
Riso = 2000 k Ω * kW/PDC_onduleur
Cette formule Riso dépendant de la puissance et différant de la norme DIN VDE 0126-1-1 a été acceptée par
l'association professionnelle étant donné qu’elle remplit l’objectif de protection normatif fondamental. Dans
tous les cas, la valeur doit être d’au moins 200 k Ω car des résistances d’isolement inférieures pourraient être
à l’origine de courants différentiels résiduels dangereux. Notamment avec des installations photovoltaïques de
plus de 10 kW et en cas de problèmes d’isolement supplémentaires dans les câbles et les connecteurs, des
pannes peuvent survenir occasionnellement avec la nouvelle réglementation également.
SMA Solar Technology AG
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Qu’est-ce qui a été mesuré à ce jour ?
6 Qu’est-ce qui a été mesuré à ce jour ?
L’installation photovoltaïque est un système constitué de nombreux composants, qui contribuent tous à la valeur
Riso définie ci-dessus. Le calcul de cette valeur dépend par conséquent de l’algorithme de mesure et du circuit
de mesure. En outre, la technique de mesure intégrée doit fonctionner à faibles pertes. De plus, d’autres erreurs
de mesure sont imputables aux tolérances des composants électroniques utilisés.
Les onduleurs de type Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/11000TL sont équipés d’une technique de
mesure de loin supérieure aux conditions d’essai exigées par la norme et détectant également les défauts
d’isolement difficilement décelables. Pour répondre aux exigences de la DIN VDE 0126-1-1 concernant la
valeur limite de 700 k Ω , jusqu'au présent les appareils ont été livrés avec une valeur limite de 900 k Ω .
Les onduleurs SMA avec transformateur peuvent également mesurer la résistance d’isolement. Étant
donné que d’autres consignes s’appliquent en cas de séparation galvanique, ils ne refusent toutefois pas
la connexion au réseau, mais indiquent simplement un message d’avertissement.
7 Qu’est-ce qui a changé ?
Dès le 1er décembre 2010, SMA Solar Technology fournit le Sunny Mini Central 9000TL/10000TL/
11000TL avec un micrologiciel ayant une valeur limite pour la résistance à l'isolation qui répondent aux
nouvelles exigences cadres. Pour les onduleurs livrés avant cette date, SMA Solar Technology AG propose, en cas
de besoin, ce micrologiciel sous forme de mise à jour. Les nouvelles valeurs limites ont pour effet de sécuriser
la mise en marche des installations photovoltaïques et de ne continuer à signaler comme dysfonctionnement
que des défauts d’isolement effectifs (casse du panneau, morsure de martre) en toute fiabilité.
En cas de besoin, veuillez contacter le Service en Ligne SMA : [email protected] .
SMA Solar Technology AG
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