L’investissement dans les énergies renouvelables a connu une augmentation exponentielle au cours de la dernière décennie, stimulée par la prise de conscience écologique du changement climatique. Parmi les différentes sources propres, le photovoltaïque est celle qui connaît la plus forte croissance chaque année. Afin de protéger l’investissement important que représente un parc photovoltaïque, Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispose d’un éventail de solutions intelligentes appliquées à la sécurité face aux orages électriques, dont les effets constituent un risque sérieux pour le bon fonctionnement des centrales solaires.
Le secteur de l’énergie solaire est une industrie stratégique et a un rôle crucial à jouer dans la transition énergétique, un rôle qui devrait s’accroître dans les années à venir. Le photovoltaïque est actuellement la source d’énergie la plus installée dans le monde parmi les énergies renouvelables et non renouvelables, représentant selon les données de l’IRENA 36,5% de la nouvelle capacité mondiale d’énergies douces en 2023, avec un total de 1 411 139 MW installés dans le monde [1].
Comme toute installation en plein air, les parcs photovoltaïques sont extrêmement sensibles aux intempéries, notamment à la foudre. Si la foudre frappe directement un panneau solaire, elle peut causer des dommages importants à ce dernier. De plus, elle peut surcharger le système électrique et endommager les composants électroniques, notamment les régulateurs de charge et les onduleurs, ou générer une élévation de température à la surface du panneau solaire, ce qui peut provoquer des fissures ou des cassures du verre et des cellules solaires.
Le développement et la mise en service d’un parc photovoltaïque nécessitent un investissement important qui met des années à être rentabilisé. Les composants des panneaux solaires sont particulièrement sensibles. Les installations d’une capacité de 100 MW ou plus peuvent être connectées directement au réseau électrique, de sorte que l’impact d’un coup de foudre est susceptible d’affecter non seulement l’installation mais également le réseau.
Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispose d’un éventail de solutions technologiquement avancées en matière de protection contre la foudre et de systèmes de mise à la terre. Ces solutions sont conçues pour la protection intégrale des parcs solaires, afin d’améliorer la sécurité, d’optimiser l’efficacité opérationnelle et de réduire au minimum les coûts liés aux décharges atmosphériques.
Parcs photovoltaïques : Protection préventive
ATSTORM® est le système intelligent d’alerte précoce en cas d’orage électrique, conçu pour activer et désactiver des actions préventives temporaires afin de minimiser les risques dérivés d’un éventuel coup de foudre. Le système de détection d’orages ATSTORM® est une solution soutenue par les technologies IoT, basée sur l’évaluation des conditions de la zone à protéger et de multiples données qui renforcent les algorithmes experts.
ATSTORM® dispose d’une double technologie de détection pour émettre des alertes d’arrêt de manière fiable et objective. D’une part, des capteurs mesurent le champ électrostatique local pour fournir une alerte précoce de la formation d’orages dans la zone. D’autre part, il comprend des capteurs de champ électromagnétique, qui étendent la zone de détection des orages actifs en approche.
Les données collectées sont envoyées via le nuage où des algorithmes experts identifient avec précision et exactitude les conditions de formation ou d’approche d’un orage dans la zone. Les informations traitées sont envoyées à l’utilisateur, sous forme d’alertes, ce qui permet de disposer d’un délai suffisant pour déclencher des actions préventives.
Protection externe des parcs solaires : Paratonnerre PDA et compteur de foudre intelligents pour obtenir des informations en temps réel sur l’état et les décharges.
Le paratonnerre intelligent DAT CONTROLER® REMOTE est un dispositif avec autodiagnostic de la tête captrice et communication via IoT (Internet of Things) du résultat, permettant de superviser à distance le bon fonctionnement de l’équipement. Le DAT CONTROLER® REMOTE permet un autocontrôle quotidien de l’état du paratonnerre, sans avoir besoin de le démonter ou d’utiliser des moyens de levage auxiliaires.
Le résultat de son test autonome est envoyé par communication M2M à un dispositif récepteur (téléphone mobile, tablette, ordinateur). Cette information peut être consultée sur un portail web spécifique avec d’autres notifications personnalisées, facilitant ainsi une maintenance préventive correcte et réduisant les coûts associés à la réparation tardive de tout composant.
Chaque impact reçu par un paratonnerre et son effet sur les SPF, de l’interception à la mise à la terre du courant, est différent. Par conséquent, il est essentiel de connaître les informations détaillées de chaque décharge afin d’anticiper les inspections et d’effectuer les réparations critiques pour s’assurer qu’il continuera à fonctionner efficacement.
Le SMART LIGHTNING LOGGER monitore en permanence l’activité électrique des conducteurs de descente des SPF sur lesquels il est installé. Lorsqu’une décharge se produit, le dispositif recueille les informations suivantes :
- Amplitude
- Polarité
- Durée
- Charge
- Énergie spécifique
- Date et heure
Toutes ces données sont envoyées au nuage AT-CLOUD, où des algorithmes experts les traitent afin de fournir des alertes en temps réel via la plateforme CONNECT. Il est ainsi possible de déterminer l’urgence et de programmer une réparation au plus tôt en cas de sinistre.
Protection interne des parcs solaires : Dispositifs de protection contre les surtensions spécifiques pour les parcs photovoltaïques
Les champs électromagnétiques causés par les coups de foudre peuvent affecter les lignes et par conséquent les équipements, même si un système de protection contre la foudre est en place pour intercepter l’impact direct.
Les impacts de foudre provoquent des surtensions transitoires capables d’endommager les équipements. La protection contre les surtensions pour les centrales photovoltaïques est conçue sur mesure pour l’installation afin d’assurer une protection maximale des cellules photovoltaïques et de tout autre élément éventuellement intégré.
Composants utilisés pour la protection contre les surtensions :
Parafoudre – Série ATPV
Armoire de protection conçue sur mesure pour la centrale photovoltaïque avec les parafoudres les plus adaptés pour les cellules photovoltaïques et les onduleurs de chaque installation.
Parafoudre – Série ATVOLT
Parafoudre de ligne d’alimentation de tension continue en modules avec protection coordonnée pour une paire de fils. Capable de supporter un courant de 20kA, par pôle de crête avec une onde de 8/20μs et avec une tension résiduelle inférieure à deux fois la tension nominale.
Parafoudre – Série ATSUB
Parafoudre unipolaire capable de supporter des courants de dizaines de kiloampères avec une onde de 8/20μs et avec des tensions résiduelles entre 1 et 2kV. Différents modèles disponibles.
Parafoudre – Série ATSHOCK
Parafoudre unipolaire capable de supporter un courant de 50kA, par pôle, de crête avec une onde 10/350μs et avec une tension résiduelle inférieure à 4kV.
Parafoudre – Série ATCOVER
Parafoudre en mode commun et en mode différentiel. Capable de supporter un courant de 30kA, par pôle de crête avec une onde de 8/20 μs et avec une tension résiduelle inférieure à 900 V. Avec alerte visuelle et connexion d’alerte à distance.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les progrès en matière de sécurité et les économies que nos dispositifs permettent de réaliser dans le secteur de l’énergie solaire, veuillez nous contacter via ce lien.
Vous pouvez également assister à l’un de nos webinaires sur la sécurité face aux orages électriques dans le secteur photovoltaïque en cliquant sur le lien suivant.
Références
[1] Solar energy chart 2012-2023. International Renewable Energy Agency (IRENA)
