\ud83d\udca1 Regard critique<\/strong>: Le passage de paratonnerres isol\u00e9s \u00e0 des r\u00e9seaux int\u00e9gr\u00e9s de terminaisons a\u00e9riennes - o\u00f9 les cadres des modules PV participent au syst\u00e8me de protection - repr\u00e9sente l'avanc\u00e9e la plus significative dans la protection contre la foudre solaire depuis que les normes de mise \u00e0 la terre ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tablies dans le cadre de la loi sur la protection contre la foudre. NEC 690<\/a>.<\/p>\n<\/blockquote>\n La terminaison a\u00e9rienne fait r\u00e9f\u00e9rence aux conducteurs sur\u00e9lev\u00e9s d\u00e9lib\u00e9r\u00e9ment positionn\u00e9s pour intercepter les coups de foudre avant qu'ils n'entrent en contact avec des structures ou des \u00e9quipements prot\u00e9g\u00e9s. Dans les syst\u00e8mes photovolta\u00efques, la terminaison a\u00e9rienne a un double objectif : capturer les coups directs pour \u00e9viter les dommages structurels et fournir des chemins de d\u00e9charge contr\u00f4l\u00e9s qui prot\u00e8gent les \u00e9quipements \u00e9lectroniques sensibles des dommages caus\u00e9s par les surtensions.<\/p>\n Syst\u00e8me de terminaison d'air (ATS)<\/strong>: Dispositifs de capture comprenant des paratonnerres, des mailles de conducteurs ou des \u00e9l\u00e9ments de construction conducteurs qui interceptent les \u00e9clairs. Il s'agit de la partie visible des syst\u00e8mes de protection, c'est-\u00e0-dire les points m\u00e9talliques qui s'\u00e9tendent au-dessus des structures prot\u00e9g\u00e9es.<\/p>\n Syst\u00e8me de conducteur descendant<\/strong>: Conducteurs verticaux et horizontaux qui acheminent le courant de foudre captur\u00e9 depuis la terminaison a\u00e9rienne jusqu'aux \u00e9lectrodes de terre. Les multiples conducteurs de descente r\u00e9partis sur le p\u00e9rim\u00e8tre de la structure emp\u00eachent les \u00e9clairs lat\u00e9raux et r\u00e9duisent l'intensit\u00e9 du champ magn\u00e9tique.<\/p>\n Syst\u00e8me de terminaison \u00e0 la terre (mise \u00e0 la terre)<\/strong>: R\u00e9seau d'\u00e9lectrodes souterraines qui dissipe l'\u00e9nergie de la foudre dans la terre sans cr\u00e9er d'\u00e9l\u00e9vation dangereuse du potentiel de la terre. Cible de r\u00e9sistance typique : <10\u03a9 pour les syst\u00e8mes commerciaux, <25\u03a9 r\u00e9sidentiel.\n\n\n Les panneaux solaires modifient fondamentalement la vuln\u00e9rabilit\u00e9 des b\u00e2timents \u00e0 la foudre par le biais de trois m\u00e9canismes :<\/p>\n Exposition \u00e9lev\u00e9e des conducteurs<\/strong> (facteur principal) : Les cadres des modules d\u00e9passent de 6 \u00e0 12 pouces la surface des toits, cr\u00e9ant ainsi des points d'impact privil\u00e9gi\u00e9s. L'attachement \u00e0 la foudre se produit l\u00e0 o\u00f9 les gradients de champ \u00e9lectrique sont les plus raides - les structures m\u00e9talliques sur\u00e9lev\u00e9es concentrent les lignes de champ, augmentant la probabilit\u00e9 de foudroiement de 3 \u00e0 5 fois par rapport aux toits plats.<\/p>\n Augmentation de l'empreinte au sol<\/strong>: Les grandes installations (>50kW) couvrent 400 \u00e0 2000m\u00b2 de surface de toit, \u00e9largissant ainsi la zone de collecte de la foudre de la structure. La probabilit\u00e9 de foudroiement augmente proportionnellement aux dimensions horizontales - un r\u00e9seau de 100 m \u00d7 20 m pr\u00e9sente un risque de foudroiement cinq fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui d'une installation r\u00e9sidentielle de 10 m \u00d7 10 m.<\/p>\n Cr\u00e9ation d'un chemin conducteur<\/strong>: Les cadres de modules interconnect\u00e9s et les rails de montage cr\u00e9ent de longues voies conductrices. En l'absence d'une terminaison d'air appropri\u00e9e, les coups port\u00e9s sur les bords du r\u00e9seau peuvent se propager \u00e0 travers ces conducteurs, endommageant l'\u00e9quipement \u00e0 des centaines de pieds du point de frappe r\u00e9el.<\/p>\n Contexte du monde r\u00e9el<\/strong>: Une \u00e9tude r\u00e9alis\u00e9e en 2019 en Caroline du Nord a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que les syst\u00e8mes photovolta\u00efques sans terminaison d'air d\u00e9di\u00e9e ont subi des dommages dus \u00e0 la foudre \u00e0 des taux 4,2 fois plus \u00e9lev\u00e9s que les installations correctement prot\u00e9g\u00e9es, bien que tous les syst\u00e8mes soient conformes aux exigences de base du NEC en mati\u00e8re de mise \u00e0 la terre. La terminaison d'air n'est pas facultative pour les installations solaires commerciales.<\/p>\n La s\u00e9rie CEI 62305 d\u00e9finit les exigences de conception des syst\u00e8mes de protection contre la foudre (LPS) en fonction de l'\u00e9valuation des risques et de l'efficacit\u00e9 de la protection souhait\u00e9e. Il est essentiel de comprendre ces niveaux de protection pour sp\u00e9cifier les performances des terminaisons d'air.<\/p>\n LPL I (efficacit\u00e9 de protection 98%)<\/strong> LPL II (95% Protection Efficiency)<\/strong> LPL III (efficacit\u00e9 de protection 90%)<\/strong> LPL IV (efficacit\u00e9 de protection 80%)<\/strong> Syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels (<10kW)<\/strong>: Typiquement LPL III ou IV en fonction de la densit\u00e9 de foudre r\u00e9gionale. Dans les r\u00e9gions \u00e0 forte densit\u00e9 d'\u00e9clairs (>5 coups\/km\u00b2\/an), sp\u00e9cifier LPL III au minimum.<\/p>\n Toitures commerciales (10-100kW)<\/strong>: LPL II ou III en fonction de l'occupation du b\u00e2timent et de la valeur de l'\u00e9quipement. Les institutions financi\u00e8res et les \u00e9tablissements de sant\u00e9 exigent une LPL II.<\/p>\n Services publics au sol (>500kW)<\/strong>: LPL II minimum en raison de l'importance de l'emprise au sol et de la concentration des \u00e9quipements. Les sous-stations critiques peuvent n\u00e9cessiter une LPL I.<\/p>\n Facteurs de calcul<\/strong>: \u26a0\ufe0f Important<\/strong>: Le choix du niveau de protection a une incidence sur les primes d'assurance. De nombreux assureurs de biens commerciaux exigent la certification LPL II pour les installations solaires de plus de 100 kW afin de maintenir leur couverture.<\/p>\n<\/blockquote>\n La m\u00e9thode de la sph\u00e8re roulante (RSM) constitue la base g\u00e9om\u00e9trique de la conception des terminaisons d'air. Cette approche mod\u00e9lise le comportement de l'attachement \u00e0 la foudre en faisant \u201crouler\u201d une sph\u00e8re imaginaire de rayon sp\u00e9cifi\u00e9 sur la structure - tout point que la sph\u00e8re touche sans entrer en contact avec les dispositifs de terminaison d'air n\u00e9cessite une protection suppl\u00e9mentaire.<\/p>\n Les paratonnerres se propagent des nuages vers le sol par paliers de 50 m\u00e8tres, en marquant une br\u00e8ve pause entre deux avanc\u00e9es. \u00c0 la distance du dernier pas, des serpentins sont lanc\u00e9s depuis les paratonnerres au sol en direction du traceur descendant. L'attachement se produit \u00e0 l'endroit o\u00f9 ces flots interceptent le traceur, g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 partir du conducteur local le plus \u00e9lev\u00e9.<\/p>\n Le rayon de la sph\u00e8re de roulement repr\u00e9sente cette distance critique de lancement des banderoles. Pour la LPL I (rayon de 20 m), les banderoles peuvent partir de n'importe quel point situ\u00e9 dans un rayon de 20 m\u00e8tres autour de la position finale du leader. Cela signifie que les dispositifs de protection doivent \u00eatre positionn\u00e9s de mani\u00e8re \u00e0 ce qu'aucune surface non prot\u00e9g\u00e9e ne se trouve \u00e0 moins de 20 m\u00e8tres de l'emplacement possible du leader final.<\/p>\n \u00c9tape 1 : D\u00e9terminer le rayon de la sph\u00e8re de roulement<\/strong><\/p>\n S\u00e9lectionner le rayon en fonction du niveau de protection IEC 62305 : \u00c9tape 2 : Cr\u00e9ation d'un mod\u00e8le 3D<\/strong><\/p>\n G\u00e9n\u00e9rer un mod\u00e8le dimensionnel pr\u00e9cis comprenant : \u00c9tape 3 : \u201cRouler\u201d la sph\u00e8re sur le mod\u00e8le<\/strong><\/p>\n Faites rouler la sph\u00e8re sur la surface de la structure. La sph\u00e8re ne doit jamais entrer en contact : Lorsque la sph\u00e8re entre en contact avec ces \u00e9l\u00e9ments, il existe une faille dans la protection.<\/p>\n \u00c9tape 4 : Positionnement de la terminaison d'air<\/strong><\/p>\n Ajouter des paratonnerres, des conducteurs en treillis ou des conducteurs sur\u00e9lev\u00e9s aux endroits o\u00f9 la sph\u00e8re entrerait en contact avec des surfaces non prot\u00e9g\u00e9es. Ajuster les positions de mani\u00e8re it\u00e9rative jusqu'\u00e0 ce que la sph\u00e8re n'entre en contact qu'avec des surfaces non prot\u00e9g\u00e9es : Sp\u00e9cifications du syst\u00e8me<\/strong>: Analyse<\/strong>: Conclusion<\/strong>: Les parapets existants fournissent une terminaison d'air ad\u00e9quate le long des p\u00e9rim\u00e8tres nord\/sud. Les p\u00e9rim\u00e8tres est\/ouest n\u00e9cessitent des paratonnerres espac\u00e9s de \u226430m pour \u00e9viter que la sph\u00e8re ne touche le sol entre les points de protection (calcul\u00e9 \u00e0 l'aide de la m\u00e9thode de l'angle de protection).<\/p>\n Alors que la m\u00e9thode de la sph\u00e8re de roulement d\u00e9finit les zones de protection, la m\u00e9thode de l'angle de protection fournit des calculs simplifi\u00e9s pour l'espacement des tiges et la couverture. Cette approche fonctionne bien pour les structures \u00e0 g\u00e9om\u00e9trie r\u00e9guli\u00e8re, mais n\u00e9cessite une v\u00e9rification par RSM pour les formes complexes.<\/p>\n L'angle de protection (\u03b1) d\u00e9finit le c\u00f4ne de protection sous un paratonnerre vertical :<\/p>\n Au niveau du sol (h = 0)<\/strong>: L'angle de protection diminue avec la hauteur au-dessus du sol<\/strong>. Pour des tiges de hauteur H prot\u00e9geant des objets de hauteur h :<\/p>\n \u03b1(h) = \u03b1\u2080 \u00d7 [1 - (h\/H)^0.6]<\/p>\n O\u00f9 \u03b1\u2080 est l'angle du tableau ci-dessus.<\/p>\n Pour une tige unique prot\u00e9geant une surface plane \u00e0 la hauteur h<\/strong>:<\/p>\n Rayon de protection r = (H - h) \u00d7 tan(\u03b1)<\/p>\n Exemple<\/strong>: Syst\u00e8me LPL III, hauteur de tige H = 3m au-dessus du toit prot\u00e9geant les modules \u00e0 h = 0,5m : Cette tige prot\u00e8ge un cercle de 2,33 m de rayon autour de sa base. Pour une couverture rectangulaire, plusieurs tiges sont n\u00e9cessaires avec un espacement \u22642r pour assurer le chevauchement.<\/p>\n La m\u00e9thode de l'angle de protection n'est plus fiable lorsque Dans ce cas, il faut revenir \u00e0 la m\u00e9thode de la sph\u00e8re roulante pour une analyse pr\u00e9cise.<\/p>\n \ud83c\udfaf Conseil de pro<\/strong>: Pour les installations r\u00e9sidentielles o\u00f9 l'esth\u00e9tique est importante, placer les paratonnerres derri\u00e8re les murs de parapet ou les int\u00e9grer aux p\u00e9n\u00e9trations de toit existantes (chemin\u00e9es, bouches d'a\u00e9ration) afin de minimiser l'impact visuel tout en maintenant la couverture de protection.<\/p>\n<\/blockquote>\n Diff\u00e9rentes approches de terminaison d'air conviennent \u00e0 diff\u00e9rents contextes d'installation. Le choix d\u00e9pend de la taille de l'installation, du type de toit, des exigences esth\u00e9tiques et du niveau de protection.<\/p>\n Conception<\/strong>: Conducteur vertical unique s'\u00e9tendant de 0,3 \u00e0 6 m au-dessus de la surface prot\u00e9g\u00e9e, g\u00e9n\u00e9ralement une tige de cuivre ou d'alliage d'aluminium de 12 \u00e0 20 mm de diam\u00e8tre.<\/p>\n Avantages<\/strong>: Inconv\u00e9nients<\/strong>: Meilleur pour<\/strong>: Syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels (<10kW), les petits r\u00e9seaux commerciaux sur les toits o\u00f9 les consid\u00e9rations esth\u00e9tiques limitent le d\u00e9ploiement de la maille.\n\nNote d'installation<\/strong>: Les bases des tiges doivent \u00eatre connect\u00e9es au conducteur de descente avec un minimum de 70 mm\u00b2 de conducteur en aluminium ou 50 mm\u00b2 de conducteur en cuivre. Utiliser des raccords \u00e0 compression m\u00e9canique, jamais de soudure (le courant de foudre vaporise la soudure).<\/p>\n Conception<\/strong>: Grille de conducteurs horizontaux (g\u00e9n\u00e9ralement d'un diam\u00e8tre de 8 \u00e0 10 mm) couvrant la zone prot\u00e9g\u00e9e avec un espacement maximal des mailles conform\u00e9ment \u00e0 la norme CEI 62305 (5 m \u00d7 5 m pour LPL I, 20 m \u00d7 20 m pour LPL IV).<\/p>\n Avantages<\/strong>: Inconv\u00e9nients<\/strong>: Meilleur pour<\/strong>: Grandes toitures commerciales (>100kW), syst\u00e8mes de services publics au sol o\u00f9 la couverture compl\u00e8te justifie le co\u00fbt.<\/p>\n Consid\u00e9rations sp\u00e9cifiques au photovolta\u00efque<\/strong>: Placer les conducteurs de la maille entre les rang\u00e9es de modules plut\u00f4t qu'au-dessus des modules afin d'\u00e9viter les pertes dues \u00e0 l'ombrage. Utiliser des mailles en aluminium compatibles avec les alliages des cadres des modules pour \u00e9viter la corrosion galvanique.<\/p>\n Conception<\/strong>: Dispositif de terminaison d'air am\u00e9lior\u00e9 avec ionisation active, cens\u00e9 \u00e9tendre le rayon de protection de 2 \u00e0 4 fois les tiges conventionnelles.<\/p>\n Controverse<\/strong>: La norme CEI 62305 ne reconna\u00eet PAS les dispositifs ESE comme offrant une protection renforc\u00e9e. De nombreuses normes nationales (NFPA 780, Australian AS\/NZS 1768) rejettent explicitement les revendications d'efficacit\u00e9 de l'ESE. N'utilisez l'ESE que lorsque les autorit\u00e9s locales l'approuvent explicitement et que la v\u00e9rification de la conception utilise la m\u00e9thode conventionnelle de la sph\u00e8re roulante.<\/p>\n Avantages (revendiqu\u00e9s)<\/strong>: Inconv\u00e9nients<\/strong>: Recommandation<\/strong>: \u00c9viter les dispositifs ESE pour les installations photovolta\u00efques. Les tiges et treillis conventionnels de Franklin offrent une protection \u00e9prouv\u00e9e, conforme au code, \u00e0 moindre co\u00fbt.<\/p>\n Concept<\/strong>: Int\u00e9grer les cadres des modules mis \u00e0 la terre dans le syst\u00e8me de terminaison d'air plut\u00f4t que d'installer des dispositifs de capture s\u00e9par\u00e9s.<\/p>\n Exigences selon IEC 62305-3<\/strong>: Inconv\u00e9nients<\/strong>: Application<\/strong>: Il s'agit d'une solution id\u00e9ale pour les syst\u00e8mes d'utilit\u00e9 publique mont\u00e9s au sol avec des baies fix\u00e9es m\u00e9caniquement et des syst\u00e8mes de mise \u00e0 la terre int\u00e9gr\u00e9s. Les syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels install\u00e9s sur les toits r\u00e9pondent rarement aux exigences de continuit\u00e9.<\/p>\n Les installations solaires pr\u00e9sentent des d\u00e9fis uniques, absents de la conception conventionnelle de la protection contre la foudre. Quatre consid\u00e9rations cl\u00e9s requi\u00e8rent une attention particuli\u00e8re.<\/p>\n D\u00e9fi<\/strong>: Le courant de foudre circulant dans les terminaisons d'air cr\u00e9e des gradients de tension \u00e0 travers le r\u00e9seau. M\u00eame avec une liaison correcte, des diff\u00e9rences de tension de 10 \u00e0 50 kV peuvent se d\u00e9velopper entre les cadres de modules adjacents pendant les coups de foudre.<\/p>\n Solution<\/strong>: Mettre en place un r\u00e9seau de liaison \u00e9quipotentielle reliant tous les composants m\u00e9talliques \u00e0 des intervalles ne d\u00e9passant pas la taille des mailles (5-20m en fonction du LPL). Utiliser des cavaliers de liaison en cuivre toronn\u00e9 de 16 mm\u00b2 minimum avec des cosses de compression.<\/p>\n D\u00e9tail critique<\/strong>: Les cavaliers de liaison doivent tol\u00e9rer la dilatation\/contraction thermique sans se rompre. Installer avec des boucles de service de 50-100 mm et utiliser des conducteurs flexibles toronn\u00e9s plut\u00f4t que des conducteurs solides.<\/p>\n Exigences de la norme IEC 62305<\/strong>: Les terminaisons d'air et les conducteurs de descente doivent respecter une distance de s\u00e9paration minimale par rapport aux conducteurs de courant continu PV :<\/p>\n s (m\u00e8tres) = kc \u00d7 ki \u00d7 km \/ L<\/p>\n O\u00f9 ? R\u00e9sultat typique<\/strong>: Maintenir une s\u00e9paration de \u22650,5m entre les paratonnerres et le c\u00e2blage PV DC. Pour les conducteurs dans un conduit m\u00e9tallique, r\u00e9duire \u00e0 0,25 m (le conduit fournit un blindage).<\/p>\n Mise en \u0153uvre pratique<\/strong>: Acheminer les conducteurs de descente le long des bords du b\u00e2timent, et non \u00e0 travers le centre du r\u00e9seau. S'il est n\u00e9cessaire de traverser le r\u00e9seau, utiliser un conduit souterrain sous le r\u00e9seau plut\u00f4t qu'un acheminement a\u00e9rien.<\/p>\n Compromis<\/strong>: Les dispositifs de terminaison d'air projettent des ombres sur les modules PV, ce qui r\u00e9duit la production d'\u00e9nergie. Pour un paratonnerre de 3 m de haut, la longueur de l'ombre est \u00e9gale \u00e0 3 m \u00d7 tan (angle d'\u00e9l\u00e9vation du soleil).<\/p>\n Cas le plus d\u00e9favorable<\/strong>: Solstice d'hiver (21 d\u00e9cembre), \u00e9l\u00e9vation du midi solaire = 90\u00b0 - latitude - 23,5\u00b0. Pour une latitude de 35\u00b0N, l'\u00e9l\u00e9vation minimale \u2248 31,5\u00b0, la longueur de l'ombre = 3m \u00d7 tan(58,5\u00b0) = 4,9m.<\/p>\n Impact \u00e9nerg\u00e9tique annuel<\/strong>: La mod\u00e9lisation de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) montre que des tiges de Franklin correctement positionn\u00e9es r\u00e9duisent la production annuelle de 0,1 \u00e0 0,4% pour les syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels, ce qui est n\u00e9gligeable par rapport au risque de dommages caus\u00e9s par la foudre.<\/p>\n Strat\u00e9gies d'att\u00e9nuation<\/strong>: D\u00e9fi<\/strong>: La terminaison a\u00e9rienne est inefficace sans conducteurs de descente ad\u00e9quats. La norme CEI 62305 exige au moins deux conducteurs de descente pour les structures avec p\u00e9rim\u00e8tre. <50m, four conductors for perimeter >50m.<\/p>\n Complication de la PV<\/strong>: Les r\u00e9seaux inclin\u00e9s posent des probl\u00e8mes esth\u00e9tiques en ce qui concerne l'acheminement des conducteurs entre le toit et le sol. Les conducteurs verticaux expos\u00e9s sur les fa\u00e7ades des b\u00e2timents se heurtent aux objections des propri\u00e9taires.<\/p>\n Solutions<\/strong>: Exigence critique<\/strong>: La section du conducteur de descente doit \u00eatre au minimum de 50 mm\u00b2 en cuivre ou de 70 mm\u00b2 en aluminium. Ne jamais utiliser les conducteurs de courant continu PV comme conducteurs de descente de foudre - les exigences en mati\u00e8re d'isolation et la capacit\u00e9 de courant sont diff\u00e9rentes.<\/p>\n Probl\u00e8me<\/strong>: Les paratonnerres plac\u00e9s trop pr\u00e8s de la hauteur des modules n'interceptent pas les coups, ce qui permet \u00e0 la foudre de s'attacher directement aux cadres des modules ou aux bo\u00eetes de jonction.<\/p>\n Sc\u00e9narios courants<\/strong>: Correction<\/strong>: Appliquer la m\u00e9thode de la sph\u00e8re roulante pour v\u00e9rifier la couverture. Pour les syst\u00e8mes LPL III, s'assurer qu'aucune partie de la surface du module n'entre en contact avec la sph\u00e8re de 45 m de rayon lorsqu'elle est roul\u00e9e sur les dispositifs de terminaison d'air.<\/p>\n Probl\u00e8me<\/strong>: Un seul conducteur descendant cr\u00e9e une densit\u00e9 de courant et des gradients de tension \u00e9lev\u00e9s, augmentant le risque d'\u00e9clats lat\u00e9raux et de dommages \u00e0 l'\u00e9quipement, m\u00eame avec une terminaison a\u00e9rienne appropri\u00e9e.<\/p>\n Sc\u00e9narios courants<\/strong>: Probl\u00e8me<\/strong>: Les paratonnerres adjacents au c\u00e2blage CC permettent des \u00e9clairs lat\u00e9raux, c'est-\u00e0-dire que le courant de foudre saute du conducteur descendant vers les circuits CC de tension inf\u00e9rieure, d\u00e9truisant ainsi les onduleurs et les modules.<\/p>\n Sc\u00e9narios courants<\/strong>: Correction<\/strong>: Maintenir une s\u00e9paration minimale de 0,5 m entre tous les composants de protection contre la foudre et les syst\u00e8mes \u00e9lectriques photovolta\u00efques. Si une s\u00e9paration r\u00e9duite est n\u00e9cessaire, installer une barri\u00e8re m\u00e9tallique continue (conduit mis \u00e0 la terre) fournissant un blindage \u00e9lectromagn\u00e9tique.<\/p>\n Probl\u00e8me<\/strong>: Les m\u00e9taux dissemblables dans les syst\u00e8mes de terminaison d'air cr\u00e9ent des cellules galvaniques, corrodant les connexions et augmentant la r\u00e9sistance. Les joints \u00e0 haute r\u00e9sistance cr\u00e9ent des arcs \u00e9lectriques en cas de foudre, ce qui enflamme les combustibles.<\/p>\n Sc\u00e9narios courants<\/strong>: Correction<\/strong>: Utiliser des combinaisons de m\u00e9taux compatibles (cuivre-cuivre, aluminium-aluminium ou connexions \u00e9tam\u00e9es). Appliquer un compos\u00e9 antioxydant sur tous les raccords boulonn\u00e9s. Inspecter annuellement dans les environnements c\u00f4tiers o\u00f9 le sel acc\u00e9l\u00e8re la corrosion.<\/p>\n Probl\u00e8me<\/strong>: Tentative d'utilisation des cadres de modules comme terminaison d'air, mais \u00e9chec de la continuit\u00e9 \u00e9lectrique sur l'ensemble du r\u00e9seau. Les sections non reli\u00e9es deviennent des conducteurs isol\u00e9s \u00e0 des potentiels flottants dangereux pendant les gr\u00e8ves.<\/p>\n Sc\u00e9narios courants<\/strong>: Correction<\/strong>: Utiliser des conducteurs de liaison d\u00e9di\u00e9s (minimum 6AWG cuivre) reliant tous les cadres avec une r\u00e9sistance mesur\u00e9e. <0,2\u03a9 bout \u00e0 bout. Installer les cosses de compression avec des rondelles \u00e9toil\u00e9es p\u00e9n\u00e9trant dans tout rev\u00eatement. Resserrer chaque ann\u00e9e - les cycles thermiques desserrent les connexions.\n\n\n\n Pour les installations complexes (plusieurs niveaux de toit, r\u00e9seaux irr\u00e9guliers, mat\u00e9riaux de construction mixtes), l'analyse manuelle de la sph\u00e8re roulante n'est pas pratique. Les outils de mod\u00e9lisation informatique permettent de v\u00e9rifier avec pr\u00e9cision la couverture et d'optimiser l'emplacement des terminaisons d'air.<\/p>\n Logiciel DEHN HYBRID<\/strong>: Impl\u00e9mente les m\u00e9thodes IEC 62305 de sph\u00e8re de roulement et d'angle de protection. Importe des dessins CAO et g\u00e9n\u00e8re une visualisation 3D des zones de protection. Co\u00fbt : licence de 2 500 \u20ac, essai gratuit de 30 jours.<\/p>\n Planificateur de protection contre la foudre ABB<\/strong>: Outil en ligne pour les structures simples. Calcule l'espacement des barres pour les b\u00e2timents rectangulaires. Gratuit pour les utilisateurs enregistr\u00e9s.<\/p>\n AutoCAD avec analyse 3D<\/strong>: Un logiciel de CAO g\u00e9n\u00e9rique peut mod\u00e9liser une sph\u00e8re roulante gr\u00e2ce \u00e0 un script personnalis\u00e9. N\u00e9cessite des comp\u00e9tences en mod\u00e9lisation solide 3D et en analyse g\u00e9om\u00e9trique.<\/p>\n \u00c9tape 1 : Importer le mod\u00e8le de structure<\/strong><\/p>\n Cr\u00e9er un mod\u00e8le 3D pr\u00e9cis comprenant : \u00c9tape 2 : D\u00e9finir les exigences en mati\u00e8re de protection<\/strong><\/p>\n Entr\u00e9e : \u00c9tape 3 : Simulation des options de terminaison d'air<\/strong><\/p>\n Mod\u00e8le \u00e0 configurations multiples : \u00c9tape 4 : Visualisation et analyse<\/strong><\/p>\n G\u00e9n\u00e9rer : V\u00e9rification<\/strong>: Rapport d'exportation documentant la conformit\u00e9 avec les exigences de la norme IEC 62305 pour la soumission \u00e0 l'autorit\u00e9 comp\u00e9tente en mati\u00e8re de construction et la certification de l'assurance.<\/p>\n Sc\u00e9narios requis<\/strong>: Facultatif mais recommand\u00e9<\/strong>: Pas n\u00e9cessaire<\/strong>: La recherche sur la physique de la foudre et la science des mat\u00e9riaux continue de faire progresser l'efficacit\u00e9 de l'extinction de l'air.<\/p>\n Principe<\/strong>: Plut\u00f4t que d'intercepter les \u00e9clairs, les dispositifs CTS \u00e9vacuent lentement la charge des nuages d'orage, emp\u00eachant th\u00e9oriquement la formation d'\u00e9clairs \u00e0 proximit\u00e9 des structures prot\u00e9g\u00e9es.<\/p>\n Statut<\/strong>: Technologie controvers\u00e9e non reconnue par la norme IEC 62305 ou NFPA 780. Les \u00e9tudes sur le terrain montrent des r\u00e9sultats incoh\u00e9rents. \u00c0 \u00e9viter pour les installations photovolta\u00efques critiques jusqu'\u00e0 ce que des recherches \u00e9valu\u00e9es par des pairs en valident l'efficacit\u00e9.<\/p>\n L'innovation<\/strong>: Les r\u00e9seaux de pointes de petit diam\u00e8tre dissipent la charge plus efficacement que les grandes tiges individuelles. Certains fabricants revendiquent un rayon d'action de 5 \u00e0 10 fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui des tiges Franklin.<\/p>\n D\u00e9fi<\/strong>: Les m\u00e9thodes de conception de la norme IEC 62305 ne tiennent pas compte de la dissipation accrue. Sp\u00e9cifier l'espacement conventionnel des tiges jusqu'\u00e0 ce que les normes \u00e9voluent pour reconna\u00eetre cette technologie.<\/p>\n D\u00e9veloppement<\/strong>: Les fabricants de modules \u00e9tudient la possibilit\u00e9 d'int\u00e9grer les conducteurs de capture de la foudre dans les extrusions du cadre. Cela permettrait d'\u00e9liminer les dispositifs de terminaison d'air s\u00e9par\u00e9s tout en garantissant la continuit\u00e9 \u00e9lectrique.<\/p>\n Disponibilit\u00e9<\/strong>: Actuellement limit\u00e9 \u00e0 des programmes pilotes commerciaux. Disponibilit\u00e9 pr\u00e9vue en 2026-2027 avec un module 5-10% plus cher.<\/p>\n B\u00e9n\u00e9fice<\/strong>: Simplifie l'installation, r\u00e9duit les co\u00fbts de main-d'\u0153uvre (\u00e9conomies de $3-5\/module), \u00e9limine le risque de discontinuit\u00e9 de la liaison.<\/p>\n Les paratonnerres doivent d\u00e9passer de 2 \u00e0 3 m\u00e8tres le point le plus haut des modules photovolta\u00efques pour assurer une protection ad\u00e9quate conform\u00e9ment aux normes IEC 62305. Cette hauteur garantit que le rayon de la sph\u00e8re roulante (20-60 m selon le niveau de protection) entre en contact avec l'extr\u00e9mit\u00e9 du paratonnerre plut\u00f4t qu'avec les surfaces des modules. Pour les syst\u00e8mes LPL III (installations commerciales les plus courantes), une hauteur de tige de 3 m\u00e8tres au-dessus des modules offre un rayon de protection d'environ 2,5 m\u00e8tres \u00e0 la hauteur des modules. Les tiges plus courtes, qui ne d\u00e9passent que de 0,5 \u00e0 1,0 m\u00e8tre au-dessus des modules, offrent une protection insuffisante et permettent une fixation directe de la foudre sur les cadres des modules ou les bo\u00eetes de jonction. Dans les installations r\u00e9sidentielles o\u00f9 l'esth\u00e9tique du toit est importante, la hauteur minimale de 2 m\u00e8tres des tiges permet d'\u00e9quilibrer l'impact visuel et l'efficacit\u00e9 de la protection. Les syst\u00e8mes d'utilit\u00e9 publique mont\u00e9s au sol peuvent utiliser des conducteurs en treillis moins profil\u00e9s (150 mm de hauteur) au lieu de tiges hautes, mais doivent compenser par un espacement plus \u00e9troit pour maintenir la couverture de la sph\u00e8re de roulement. V\u00e9rifiez toujours la hauteur des tiges \u00e0 l'aide de la m\u00e9thode de la sph\u00e8re roulante pour votre niveau de protection sp\u00e9cifique - les approximations de l'angle de protection ne sont plus fiables lorsque la hauteur de la surface prot\u00e9g\u00e9e d\u00e9passe 60% de la hauteur de la tige.<\/p>\n Oui, mais uniquement si la structure de montage r\u00e9pond \u00e0 des exigences strictes en mati\u00e8re de continuit\u00e9 \u00e9lectrique et de mat\u00e9riaux, conform\u00e9ment \u00e0 la norme IEC 62305-3. Tous les composants m\u00e9talliques doivent \u00eatre coll\u00e9s avec une r\u00e9sistance mesur\u00e9e inf\u00e9rieure \u00e0 0,2\u03a9 entre deux points sur l'ensemble du r\u00e9seau. Le mat\u00e9riau du cadre doit fournir une section transversale \u00e9quivalente d'au moins 70 mm\u00b2 en aluminium ou 50 mm\u00b2 en cuivre, avec une \u00e9paisseur minimale de 5 mm pour les cadres en aluminium. Les fixations doivent utiliser des rondelles en \u00e9toile qui p\u00e9n\u00e8trent dans l'anodisation ou le rev\u00eatement afin d'assurer un contact m\u00e9tal sur m\u00e9tal. Cette approche est la plus efficace pour les syst\u00e8mes au sol avec des baies soud\u00e9es ou fix\u00e9es m\u00e9caniquement et un collage int\u00e9gr\u00e9. Les syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels sur toiture r\u00e9pondent rarement aux exigences de continuit\u00e9 en raison du montage sur ballast, de l'isolation pour la surveillance de l'ombrage et de la dilatation thermique qui rompt les liens. Si les structures de montage sont utilis\u00e9es comme terminaisons d'air, il est obligatoire de proc\u00e9der \u00e0 des tests de r\u00e9sistance annuels, car les cycles thermiques desserrent les connexions au fil du temps. L'int\u00e9gration des cadres \u00e9limine les paratonnerres s\u00e9par\u00e9s, mais exige un collage m\u00e9ticuleux lors de l'installation et une v\u00e9rification continue de la maintenance. La plupart des installateurs estiment que les dispositifs de terminaison d'air d\u00e9di\u00e9s sont plus fiables et plus faciles \u00e0 certifier.<\/p>\n La norme CEI 62305 exige une distance de s\u00e9paration minimale calcul\u00e9e comme suit : s = (kc \u00d7 ki \u00d7 km) \/ L, o\u00f9 L est le courant du niveau de protection contre la foudre (100 kA pour LPL III\/IV). Pour les installations typiques, il faut maintenir une distance minimale de 0,5 m\u00e8tre entre tous les conducteurs de protection contre la foudre (conducteurs de descente, terminaison d'air, liaison) et le c\u00e2blage PV CC. Cette s\u00e9paration permet d'\u00e9viter les \u00e9clairs lat\u00e9raux, c'est-\u00e0-dire les arcs dangereux entre les paratonnerres haute tension et les circuits CC basse tension, qui d\u00e9truisent les onduleurs et les modules. La s\u00e9paration peut \u00eatre r\u00e9duite \u00e0 0,25 m\u00e8tre si les conducteurs CC sont enferm\u00e9s dans un conduit m\u00e9tallique continu mis \u00e0 la terre et offrant un blindage \u00e9lectromagn\u00e9tique. Si la s\u00e9paration physique est impossible, installez des barri\u00e8res m\u00e9talliques mises \u00e0 la terre entre la foudre et les conducteurs de courant continu. Ne jamais acheminer les conducteurs de descente et les c\u00e2bles de courant continu dans le m\u00eame conduit ou chemin de c\u00e2bles. Pour les installations mont\u00e9es au sol, enterrer les conducteurs de descente de la foudre dans des tranch\u00e9es s\u00e9par\u00e9es, \u00e0 au moins 1 m\u00e8tre des tranch\u00e9es des conduits de courant continu. La r\u00e8gle des 0,5 m\u00e8tres s'applique \u00e9galement \u00e0 l'emplacement des \u00e9quipements - ne jamais installer de paratonnerres directement sur des bo\u00eetes de raccordement, des onduleurs ou d'autres \u00e9quipements \u00e9lectriques.<\/p>\n Calculer le nombre de barres en utilisant la m\u00e9thode de l'angle de protection pour les r\u00e9seaux rectangulaires simples, ou la m\u00e9thode de la sph\u00e8re roulante pour les configurations complexes. Pour la m\u00e9thode de l'angle de protection : d\u00e9terminer le rayon de protection r = (H - h) \u00d7 tan(\u03b1), o\u00f9 H est la hauteur de la tige au-dessus du toit, h est la hauteur du module au-dessus du toit et \u03b1 est l'angle de protection pour votre LPL (45\u00b0 pour LPL III). Chaque tige prot\u00e8ge une zone circulaire de rayon r. Pour une couverture de r\u00e9seau rectangulaire, espacer les tiges selon une grille avec un espacement \u22641,4r (en veillant \u00e0 ce qu'elles se chevauchent). Exemple : Un r\u00e9seau de 30 m \u00d7 15 m avec une hauteur de barreau de 3 m et une LPL III n\u00e9cessite un rayon r = (3,0 - 0,5) \u00d7 tan(45\u00b0) = 2,5 m, couvrant un diam\u00e8tre de 4,9 m. Espacement des grilles : 3,5 m \u00d7 3,5 m n\u00e9cessitent (30\/3,5) \u00d7 (15\/3,5) = 36 tiges, ce qui n'est pas pratique. Il est pr\u00e9f\u00e9rable d'utiliser une protection p\u00e9rim\u00e9trique : quatre tiges aux angles plus des tiges interm\u00e9diaires tous les 7 m\u00e8tres le long des bords = 16 tiges au total. Pour les r\u00e9seaux complexes, la mod\u00e9lisation informatique avec v\u00e9rification par sph\u00e8re roulante est plus rentable que la sp\u00e9cification excessive du nombre de barres. La plupart des syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels ont besoin de 3 \u00e0 6 barres ; les syst\u00e8mes commerciaux de 10 \u00e0 100 kW ont besoin de 8 \u00e0 20 barres en fonction de la g\u00e9om\u00e9trie du r\u00e9seau.<\/p>\n La terminaison sans air ne prot\u00e8ge que contre les coups directs o\u00f9 la foudre s'attache physiquement \u00e0 la structure prot\u00e9g\u00e9e. Les coups indirects (la foudre frappant des objets proches, le sol ou les nuages) induisent des surtensions sur les conducteurs par induction \u00e9lectromagn\u00e9tique et couplage r\u00e9sistif, mais la terminaison a\u00e9rienne n'offre aucune protection contre ces m\u00e9canismes de surtension. Un syst\u00e8me complet de protection contre la foudre n\u00e9cessite quatre couches ind\u00e9pendantes : (1) la terminaison a\u00e9rienne capture les coups directs, (2) les conducteurs de descente acheminent en toute s\u00e9curit\u00e9 le courant vers la terre, (3) les dispositifs de protection contre les surtensions (SPD) sur les circuits CC et CA bloquent les surtensions induites par les coups indirects, (4) une mise \u00e0 la terre appropri\u00e9e dissipe l'\u00e9nergie sans \u00e9l\u00e9vation dangereuse de la tension. Les coups indirects sont \u00e0 l'origine de 70-80% des dommages caus\u00e9s par la foudre aux syst\u00e8mes photovolta\u00efques, bien qu'ils n'entrent jamais en contact direct avec le r\u00e9seau. M\u00eame avec une terminaison d'air parfaite, vous DEVEZ installer des SPD DC au niveau des bo\u00eetes de combinaisons et des entr\u00e9es des onduleurs pour les prot\u00e9ger contre les surtensions induites. Les terminaisons d'air et les SPD ont des r\u00f4les compl\u00e9mentaires - aucun d'entre eux n'assure \u00e0 lui seul une protection compl\u00e8te, mais tous deux sont obligatoires pour prot\u00e9ger le syst\u00e8me contre les surtensions induites. Article 690 du NEC<\/a> pour une s\u00e9curit\u00e9 totale contre la foudre.<\/p>\n Les inspections annuelles sont obligatoires pour tous les syst\u00e8mes de protection contre la foudre, conform\u00e9ment aux exigences de maintenance de la norme NFPA 780 et de la norme CEI 62305. L'inspection doit permettre de v\u00e9rifier : (1) l'int\u00e9grit\u00e9 physique - toutes les tiges, tous les conducteurs de maille et tous les conducteurs de descente sont intacts, sans corrosion ni dommage, (2) la continuit\u00e9 \u00e9lectrique - mesurer la r\u00e9sistance entre la terminaison a\u00e9rienne et la mise \u00e0 la terre. <10\u03a9 pour les syst\u00e8mes commerciaux, (3) Couple de connexion - les connexions m\u00e9caniques desserr\u00e9es par le cycle thermique doivent \u00eatre resserr\u00e9es selon les sp\u00e9cifications, (4) \u00c9valuation de la corrosion - v\u00e9rifier la pr\u00e9sence de corrosion galvanique aux jonctions de m\u00e9taux dissemblables, remplacer les composants d\u00e9t\u00e9rior\u00e9s. Apr\u00e8s un coup de foudre (indiqu\u00e9 par une d\u00e9faillance du SPD, une panne de l'onduleur ou une preuve visuelle), inspectez imm\u00e9diatement l'ensemble du syst\u00e8me, m\u00eame si l'inspection annuelle est r\u00e9cente - le courant de foudre peut endommager les connexions sans indicateurs visibles. Les environnements c\u00f4tiers n\u00e9cessitent des inspections semestrielles en raison de la corrosion acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e par le sel. Les syst\u00e8mes au sol peuvent n\u00e9cessiter des inspections trimestrielles si la croissance de la v\u00e9g\u00e9tation menace les conducteurs ou les connexions. Documentez toutes les inspections avec des mesures de r\u00e9sistance et des preuves photographiques - les r\u00e9clamations d'assurance et les litiges de garantie exigent souvent des enregistrements de maintenance prouvant que le syst\u00e8me a \u00e9t\u00e9 correctement entretenu. Pr\u00e9voyez un budget annuel de $200-500 pour l'inspection professionnelle des syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels, et de $1 000-3 000 pour les installations commerciales.\n\n\n Les syst\u00e8mes de tiges Franklin co\u00fbtent $50-200 par tige pour les mat\u00e9riaux (tige, support de base, connexions des conducteurs) plus $100-300 de main d'\u0153uvre pour l'installation de la tige, y compris le scellement de la p\u00e9n\u00e9tration dans le toit et l'acheminement des conducteurs vers le bas. Un syst\u00e8me r\u00e9sidentiel typique n\u00e9cessite 3 \u00e0 6 tiges : co\u00fbt total de $450 \u00e0 3 000. Les r\u00e9seaux de conducteurs maill\u00e9s co\u00fbtent $8-15 par m\u00e8tre carr\u00e9 install\u00e9, y compris le mat\u00e9riau du conducteur (aluminium ou cuivre de 8-10 mm), le mat\u00e9riel de montage et la main-d'\u0153uvre. Pour un r\u00e9seau de 100 m\u00b2, le syst\u00e8me de maillage co\u00fbte $800-1 500. Les tiges de Franklin sont plus rentables pour les petits r\u00e9seaux r\u00e9sidentiels (<20kW) et dans les situations o\u00f9 seule une protection p\u00e9rim\u00e9trique est n\u00e9cessaire. Le maillage devient comp\u00e9titif en termes de co\u00fbts au-del\u00e0 d'une taille de syst\u00e8me de 50 kW et offre une protection sup\u00e9rieure pour les grands r\u00e9seaux commerciaux o\u00f9 la couverture compl\u00e8te de la zone est importante. Les approches hybrides - tiges de Franklin p\u00e9rim\u00e9triques avec couverture s\u00e9lective par maillage sur les \u00e9quipements de grande valeur - optimisent souvent l'\u00e9quilibre co\u00fbt-performance. La main-d'\u0153uvre domine les co\u00fbts pour les deux syst\u00e8mes ; les mat\u00e9riaux ne repr\u00e9sentent que 20-30% du prix install\u00e9. Les taux de main-d'\u0153uvre r\u00e9gionaux ($50-150\/h) entra\u00eenent des variations de co\u00fbt de 2 \u00e0 3 fois par zone g\u00e9ographique. Lorsque vous comparez les devis, v\u00e9rifiez la certification du niveau de protection - les installations bon march\u00e9 qui pr\u00e9tendent avoir une couverture ad\u00e9quate \u00e9chouent souvent \u00e0 la v\u00e9rification de la sph\u00e8re roulante, ce qui laisse des lacunes o\u00f9 des frappes directes peuvent se produire.\n\n\n La conception des terminaisons a\u00e9riennes repr\u00e9sente la premi\u00e8re barri\u00e8re critique dans la protection compl\u00e8te contre la foudre des syst\u00e8mes photovolta\u00efques. Alors que les conducteurs de descente, la mise \u00e0 la terre et les dispositifs de protection contre les surtensions concernent les couches suivantes, une d\u00e9faillance au niveau de la terminaison a\u00e9rienne permet \u00e0 la foudre de s'attaquer directement aux modules, aux bo\u00eetes de jonction ou aux rayonnages - des \u00e9v\u00e9nements catastrophiques qui d\u00e9truisent souvent des r\u00e9seaux entiers et cr\u00e9ent des risques d'incendie.<\/p>\n Principaux enseignements :<\/strong> L'int\u00e9gration de la terminaison d'air avec les exigences sp\u00e9cifiques au photovolta\u00efque - \u00e9vitement de l'ombrage, espacement des \u00e9quipements, isolation des circuits CC - exige une analyse technique allant au-del\u00e0 des pratiques standard de protection contre la foudre. Le placement g\u00e9n\u00e9rique des paratonnerres conform\u00e9ment aux codes de construction r\u00e9sidentielle ne prot\u00e8ge pas correctement les panneaux photovolta\u00efques sur\u00e9lev\u00e9s avec de grandes empreintes au sol et de l'\u00e9lectronique sensible. Investir dans la conception d'une terminaison d'air conforme \u00e0 la norme IEC 62305 lors de l'installation initiale ; la mise en place d'une protection apr\u00e8s un dommage caus\u00e9 par la foudre co\u00fbte 5 \u00e0 10 fois plus cher que l'installation initiale et entra\u00eene une responsabilit\u00e9 en cas de destruction de l'\u00e9quipement et de blessures potentielles.<\/p>\n Ressources connexes :<\/strong> Pr\u00eat \u00e0 concevoir une terminaison d'air conforme pour votre installation photovolta\u00efque ?<\/strong> Contactez notre \u00e9quipe d'ing\u00e9nieurs en protection contre la foudre pour la conception de syst\u00e8mes certifi\u00e9s IEC 62305, y compris l'analyse de la sph\u00e8re roulante, les recommandations de niveau de protection, les sp\u00e9cifications des mat\u00e9riaux et les plans d'installation. Nous fournissons des solutions cl\u00e9s en main, depuis l'\u00e9valuation des risques jusqu'aux essais finaux du syst\u00e8me et \u00e0 la documentation de certification pour l'assurance et l'approbation des autorit\u00e9s comp\u00e9tentes en mati\u00e8re de construction.<\/p>\n Derni\u00e8re mise \u00e0 jour :<\/strong> mars 2026 Mot-cl\u00e9 cibl\u00e9 :<\/strong> protection contre la foudre pour les panneaux photovolta\u00efques<\/p>\nQu'est-ce que la terminaison a\u00e9rienne dans la protection contre la foudre ?<\/h2>\n
Le syst\u00e8me de protection contre la foudre \u00e0 trois composants<\/h3>\n<\/p>\n
Pourquoi les syst\u00e8mes photovolta\u00efques ont-ils besoin d'une terminaison d'air d\u00e9di\u00e9e ?<\/h3>\n
IEC 62305 Niveaux de protection et crit\u00e8res de conception<\/h2>\n
Quatre niveaux de protection contre la foudre<\/h3>\n<\/p>\n
\n- Application<\/strong>: Infrastructures critiques, h\u00f4pitaux, centres de donn\u00e9es, installations de grande valeur
\n- Rayon de la sph\u00e8re roulante<\/strong>20 m\u00e8tres
\n- Angle de protection<\/strong>25\u00b0 \u00e0 20m de hauteur
\n- Taille maximale des mailles<\/strong>: 5m \u00d7 5m
\n- Capture du courant minimum<\/strong>200kA (99e percentile des gr\u00e8ves)<\/p>\n
\n- Application<\/strong>: B\u00e2timents commerciaux, installations industrielles \u00e0 risque moyen
\n- Rayon de la sph\u00e8re roulante<\/strong>: 30 m\u00e8tres
\n- Angle de protection<\/strong>: 35\u00b0 \u00e0 20m de hauteur
\n- Taille maximale des mailles<\/strong>: 10m \u00d7 10m
\n- Capture du courant minimum<\/strong>: 150kA<\/p>\n
\n- Application<\/strong>: B\u00e2timents commerciaux\/industriels standard, grands immeubles r\u00e9sidentiels
\n- Rayon de la sph\u00e8re roulante<\/strong>: 45 m\u00e8tres
\n- Angle de protection<\/strong>: 45\u00b0 \u00e0 20m de hauteur
\n- Taille maximale des mailles<\/strong>: 15m \u00d7 15m
\n- Capture du courant minimum<\/strong>: 100kA<\/p>\n
\n- Application<\/strong>: Structures \u00e0 faible risque, b\u00e2timents agricoles, petites habitations
\n- Rayon de la sph\u00e8re roulante<\/strong>: 60 m\u00e8tres
\n- Angle de protection<\/strong>: 55\u00b0 \u00e0 20m de hauteur
\n- Taille maximale des mailles<\/strong>: 20m \u00d7 20m
\n- Capture du courant minimum<\/strong>: 100kA<\/p>\nChoix du niveau de protection des installations photovolta\u00efques<\/h3>\n
\n- Densit\u00e9 des \u00e9clairs au sol (Ng) : Obtenue \u00e0 partir des cartes isoc\u00e9rauniques r\u00e9gionales.
\n- Dimensions et hauteur de la structure
\n- Co\u00fbt de remplacement de l'\u00e9quipement par rapport au co\u00fbt du syst\u00e8me de protection
\n- Risque d'occupation (consid\u00e9rations relatives \u00e0 la s\u00e9curit\u00e9 des personnes)<\/p>\n\n
![\"Blog](\"https:\/\/sinobreaker.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/temp_diagram_1-152.webp\")
<\/figure>\nM\u00e9thode de la sph\u00e8re roulante : D\u00e9termination de la couverture de protection<\/h2>\n
Base physique : Physique de la fixation de la foudre<\/h3>\n<\/p>\n
Proc\u00e9dure de candidature \u00e0 l'EMR<\/h3>\n<\/p>\n
\n- LPL I : R = 20m
\n- LPL II : R = 30m
\n- LPL III : R = 45m
\n- LPL IV : R = 60m<\/p>\n
\n- Structure du b\u00e2timent avec g\u00e9om\u00e9trie du toit
\n- Disposition des panneaux photovolta\u00efques avec hauteur des modules au-dessus du toit
\n- Paratonnerres ou \u00e9l\u00e9ments conducteurs existants
\n- Parapets, \u00e9quipements de chauffage, de ventilation et de climatisation, autres obstacles sur le toit<\/p>\n
\n- Surfaces de toit en dehors de la zone de protection
\n- Surfaces des modules PV (sauf si elles sont sp\u00e9cifiquement con\u00e7ues comme des terminaisons d'air)
\n- \u00c9quipement \u00e9lectrique (onduleurs, bo\u00eetes de raccordement, conduits)
\n- \u00c9l\u00e9ments de construction non conducteurs n\u00e9cessitant une protection<\/p>\n
\n- Dispositifs de terminaison d'air
\n- Conducteurs de descente
\n- Acier de construction mis \u00e0 la terre et d\u00e9sign\u00e9 comme \u00e9l\u00e9ment de protection
\n- Plan de masse<\/p>\nExemple RSM : R\u00e9seau commercial sur toit plat<\/h3>\n<\/p>\n
\n- Toit : membrane plate de 30 m \u00d7 15 m
\n- R\u00e9seau : 100 kW, 300 modules en 10 rang\u00e9es
\n- Inclinaison du module : 10\u00b0 vers le sud
\n- Niveau de protection : LPL III (sph\u00e8re de 45 m)
\n- Parapets existants : 1,2 m de hauteur sur les bords nord\/sud<\/p>\n
\n1. Lancer une sph\u00e8re de 45 m \u00e0 partir du bord ouest - la sph\u00e8re entre d'abord en contact avec le parapet ouest.
\n2. Continuer \u00e0 rouler vers l'est pour d\u00e9gager les modules inclin\u00e9s (hauteur maximale de 1,5 m).
\n3. \u00c0 l'extr\u00e9mit\u00e9 est, la sph\u00e8re entre en contact avec le parapet est
\n4. Faire rouler la sph\u00e8re du nord au sud le long de la ligne m\u00e9diane - reste au-dessus des modules jusqu'\u00e0 ce qu'elle rencontre des parapets.<\/p>\nM\u00e9thode de l'angle de protection : Placement du paratonnerre<\/h2>\n
Formule de l'angle de protection<\/h3>\n<\/p>\n
\n- LPL I : \u03b1 = 25\u00b0 (\u00e0 h=20m)
\n- LPL II : \u03b1 = 35\u00b0 (\u00e0 h=20m)
\n- LPL III : \u03b1 = 45\u00b0 (\u00e0 h=20m)
\n- LPL IV : \u03b1 = 55\u00b0 (\u00e0 h=20m)<\/p>\nApplication pratique : Espacement des tiges<\/h3>\n<\/p>\n
\n- \u03b1 = 45\u00b0 au niveau du sol
\n- Angle effectif \u00e0 0,5 m : \u03b1 \u2248 43\u00b0.
\n- Rayon de protection : r = (3 - 0,5) \u00d7 tan(43\u00b0) = 2,33m<\/p>\nLimites de l'angle de protection<\/h3>\n<\/p>\n
\n- La hauteur de la surface prot\u00e9g\u00e9e d\u00e9passe 60% de la hauteur de la tige (h\/H > 0,6)
\n- L'espacement des tiges est sup\u00e9rieur \u00e0 2\u00d7 le rayon de protection
\n- La g\u00e9om\u00e9trie complexe du toit cr\u00e9e des ombres entre les barres.
\n- Les objets prot\u00e9g\u00e9s ont une \u00e9tendue horizontale importante<\/p>\n\n\n
\n \nNiveau de protection<\/th>\n Hauteur de la tige (m)<\/th>\n Angle de protection<\/th>\n Rayon de couverture maximal<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n LPL I<\/strong><\/td>\n 3m au-dessus du toit<\/td>\n 25\u00b0<\/td>\n 1,4 m (\u00e0 0,5 m de hauteur)<\/td>\n<\/tr>\n \n LPL II<\/strong><\/td>\n 3m au-dessus du toit<\/td>\n 35\u00b0<\/td>\n 1,75 m (\u00e0 0,5 m de hauteur)<\/td>\n<\/tr>\n \n LPL III<\/strong><\/td>\n 3m au-dessus du toit<\/td>\n 45\u00b0<\/td>\n 2,5 m (\u00e0 0,5 m de hauteur)<\/td>\n<\/tr>\n \n LPL IV<\/strong><\/td>\n 3m au-dessus du toit<\/td>\n 55\u00b0<\/td>\n 3,6 m (\u00e0 0,5 m de hauteur)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n \n
![\"Tiges](\"https:\/\/sinobreaker.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/temp_additional_1-100.jpg\")
<\/figure>\nTypes de terminaisons a\u00e9riennes pour les syst\u00e8mes photovolta\u00efques<\/h2>\n
Franklin Rod (paratonnerre vertical)<\/h3>\n<\/p>\n
\n- Installation simple, faible co\u00fbt ($50-200 par tige)
\n- Impact visuel minimal (faible encombrement)
\n- Efficace pour la protection ponctuelle d'\u00e9quipements sp\u00e9cifiques
\n- Int\u00e9gration ais\u00e9e aux p\u00e9n\u00e9trations de toit existantes<\/p>\n
\n- Rayon de protection limit\u00e9 (2-4m typiquement)
\n- Plusieurs tiges sont n\u00e9cessaires pour les grands r\u00e9seaux
\n- L'acc\u00e8s pour l'entretien est difficile sur les toits en pente
\n- Les charges dues au vent sur les grandes tours n\u00e9cessitent une analyse structurelle<\/p>\nR\u00e9seau de conducteurs maill\u00e9s<\/h3>\n
\n- Couverture compl\u00e8te de la zone
\n- Les points de capture multiples r\u00e9duisent le risque de flash lat\u00e9ral
\n- Profil plus bas que les syst\u00e8mes \u00e0 tige (50-150 mm au-dessus de la surface)
\n- Int\u00e9gr\u00e9 aux syst\u00e8mes de passerelles pour l'acc\u00e8s \u00e0 la maintenance<\/p>\n
\n- Co\u00fbt du mat\u00e9riel plus \u00e9lev\u00e9 ($8-15\/m\u00b2 install\u00e9)
\n- Installation complexe sur des r\u00e9seaux inclin\u00e9s
\n- Effet d'ombrage en cas de positionnement au-dessus des modules
\n- Interf\u00e9rence avec l'expansion future du r\u00e9seau<\/p>\nTerminaux d'\u00e9mission pr\u00e9coce de traceurs (ESE)<\/h3>\n
\n- Nombre r\u00e9duit de terminaux requis
\n- Co\u00fbt d'installation r\u00e9duit gr\u00e2ce \u00e0 la diminution du nombre de p\u00e9n\u00e9trations<\/p>\n
\n- Co\u00fbt unitaire plus \u00e9lev\u00e9 ($500-2000 contre $50-200 conventionnel)
\n- All\u00e9gations de performance non prouv\u00e9es
\n- Non accept\u00e9e par de nombreux assureurs
\n- Risque de sous-protection si l'on se fie au rayon revendiqu\u00e9<\/p>\nUtilisation des cadres de modules photovolta\u00efques comme terminaison a\u00e9rienne<\/h3>\n
\n- Mat\u00e9riau du cadre : Minimum 70mm\u00b2 \u00e9quivalent aluminium ou 50mm\u00b2 cuivre
\n- Continuit\u00e9 \u00e9lectrique : Tous les cadres sont coll\u00e9s avec une r\u00e9sistance mesur\u00e9e <0,2\u03a9 entre deux points\n- Protection contre la corrosion : Fixations en acier inoxydable, compos\u00e9 anticorrosion aux jonctions de m\u00e9taux diff\u00e9rents.\n- \u00c9paisseur du cadre : Minimum 5 mm pour l'aluminium, 3 mm pour l'acier\n\nAvantages<\/strong>:
\n- \u00c9limine les dispositifs de terminaison d'air s\u00e9par\u00e9s (\u00e9conomise $5-10\/kW)
\n- Pas d'ombrage d\u00fb aux paratonnerres
\n- Couvre intrins\u00e8quement l'ensemble de la surface du r\u00e9seau
\n- Les all\u00e9es d'entretien ne sont pas obstru\u00e9es<\/p>\n
\n- Tous les cadres doivent \u00eatre m\u00e9ticuleusement coll\u00e9s (travail intensif).
\n- Les syst\u00e8mes de surveillance de l'ombrage partiel interf\u00e8rent avec le collage
\n- La dilatation thermique rompt les liens au fil du temps
\n- Non applicable aux syst\u00e8mes lest\u00e9s avec cadres isol\u00e9s<\/p>\n![\"Blog](\"https:\/\/sinobreaker.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/temp_diagram_2-161.webp\")
<\/figure>\nConsid\u00e9rations sur la conception des terminaisons a\u00e9riennes sp\u00e9cifiques au photovolta\u00efque<\/h2>\n
Module Frame Potential Equalization<\/h3>\n<\/p>\n
Exigences en mati\u00e8re d'isolation de la structure de montage<\/h3>\n
\n- kc = Constante du mat\u00e9riau (cuivre : 0,25, aluminium : 0,5)
\n- ki = constante de courant de foudre (1,0 pour LPL III\/IV)
\n- km = Constante du milieu de s\u00e9paration (air : 1,0, b\u00e9ton : 0,5)
\n- L = Courant de foudre (100kA pour LPL III\/IV)<\/p>\n\u00c9valuation de l'impact de l'ombrage<\/h3>\n
\n- Positionner les barres au nord du r\u00e9seau (h\u00e9misph\u00e8re nord) pour minimiser l'ombre des modules orient\u00e9s vers le sud.
\n- Utiliser des conducteurs en treillis de faible profil (100-150 mm de hauteur) au lieu de tiges hautes.
\n- Int\u00e9grer les terminaisons d'air aux parapets ou aux \u00e9quipements de toiture qui cr\u00e9ent d\u00e9j\u00e0 des ombres.<\/p>\nInt\u00e9gration du conducteur de descente<\/h3>\n
\n- Acheminement des conducteurs de descente \u00e0 l'int\u00e9rieur des descentes d'eau pluviale existantes (n\u00e9cessite un collage)
\n- Utiliser les colonnes structurelles comme conducteurs de descente naturels (si elles sont \u00e9lectriquement continues).
\n- Installer les conducteurs de descente derri\u00e8re les parapets ou les \u00e9l\u00e9ments architecturaux.
\n- Pour le montage au sol, enterrer les conducteurs de descente dans la tranch\u00e9e \u00e0 c\u00f4t\u00e9 du conduit de courant continu.<\/p>\nErreurs courantes et violations du code<\/h2>\n
\u274c Hauteur de terminaison d'air insuffisante<\/h3>\n
\n- Les tiges ne d\u00e9passent que de 0,5 \u00e0 1,0 m au-dessus des modules (elles devraient d\u00e9passer de 2 \u00e0 3 m au minimum).
\n- Utilisation de chemin\u00e9es ou de conduits de ventilation existants \u00e0 une hauteur inf\u00e9rieure \u00e0 celle de l'installation
\n- En supposant que les cadres des modules fournissent \u00e0 eux seuls une terminaison d'air ad\u00e9quate<\/p>\n\u274c Nombre insuffisant de conducteurs de descente<\/h3>\n
\n- Utilisation d'un seul conducteur de descente pour les r\u00e9seaux dont le p\u00e9rim\u00e8tre est sup\u00e9rieur \u00e0 20 m
\n- Les conducteurs de descente sont achemin\u00e9s par le centre du r\u00e9seau plut\u00f4t que par le p\u00e9rim\u00e8tre du b\u00e2timent.
\n- Section transversale insuffisante (cuivre <50mm\u00b2)\n\nCorrection<\/strong>: Installer au moins deux conducteurs de descente pour les b\u00e2timents r\u00e9sidentiels, quatre pour les b\u00e2timents commerciaux, conform\u00e9ment \u00e0 la norme IEC 62305-3. Espacer les conducteurs de descente autour du p\u00e9rim\u00e8tre de la structure avec un espacement maximum \u00e9gal au p\u00e9rim\u00e8tre\/nombre de conducteurs.<\/p>\n\u274c Ignorer les exigences en mati\u00e8re de distance de s\u00e9paration<\/h3>\n
\n- Conducteurs de descente partageant un conduit avec un homerun DC
\n- Grille de terminaison d'air positionn\u00e9e directement au-dessus du c\u00e2blage de la cha\u00eene
\n- Paratonnerres mont\u00e9s sur des bo\u00eetes de raccordement ou des onduleurs<\/p>\n\u274c Mauvaise s\u00e9lection des mat\u00e9riaux et corrosion<\/h3>\n
\n- Paratonnerres en cuivre boulonn\u00e9s directement sur les cadres des modules en aluminium
\n- Fixations en acier utilis\u00e9es avec de l'aluminium ou du cuivre
\n- Pas de compos\u00e9 anticorrosion aux jonctions m\u00e9talliques<\/p>\n\u274c Discontinuit\u00e9s de collage des cadres<\/h3>\n
\n- S'appuyer sur le contact par frottement entre le cadre et le rail (inad\u00e9quat)
\n- Les surfaces peintes emp\u00eachent le contact m\u00e9tal contre m\u00e9tal
\n- Isolation requise pour la surveillance de l'ombrage partiel
\n- Le cycle thermique rompt les liens initiaux<\/p>\n![\"Installation](\"https:\/\/sinobreaker.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/temp_additional_2-99.jpg\")
<\/figure>\n![\"Blog](\"https:\/\/sinobreaker.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/temp_diagram_3-152.webp\")
<\/figure>\nConception avanc\u00e9e : Mod\u00e9lisation et v\u00e9rification par ordinateur<\/h2>\n
Logiciel de conception de protection contre la foudre<\/h3>\n<\/p>\n
Processus de mod\u00e9lisation<\/h3>\n
\n- Contour du b\u00e2timent avec donn\u00e9es d'\u00e9l\u00e9vation du toit
\n- Disposition des panneaux photovolta\u00efques avec hauteur et inclinaison des modules
\n- P\u00e9n\u00e9trations et \u00e9quipements de toiture existants
\n- Structures environnantes dans un rayon de 100 m (affectent la probabilit\u00e9 de foudroiement)<\/p>\n
\n- Niveau de protection (LPL I-IV)
\n- Rayon de la sph\u00e8re roulante
\n- Exigences en mati\u00e8re de conductivit\u00e9 des mat\u00e9riaux
\n- Crit\u00e8res de distance de s\u00e9paration<\/p>\n
\n- Hauteurs et positions variables des tiges
\n- Disposition des conducteurs en treillis
\n- Combinaisons hybrides tige-maille
\n- Sc\u00e9narios d'int\u00e9gration du cadre du module<\/p>\n
\n- Cartes des zones de protection avec code couleur indiquant la couverture
\n- Coupes transversales r\u00e9v\u00e9lant les lacunes en mati\u00e8re de protection
\n- Analyse de l'ombre pour l'impact \u00e9nerg\u00e9tique
\n- Nomenclature avec longueur des conducteurs<\/p>\nQuand utiliser la mod\u00e9lisation informatique<\/h3>\n
\n- B\u00e2timents \u00e0 plusieurs \u00e9tages avec des changements d'\u00e9l\u00e9vation du toit >3m
\n- Des antennes r\u00e9parties sur plusieurs sections de toit
\n- Caract\u00e9ristiques architecturales complexes (d\u00f4mes, toits courbes)
\n- Installations LPL I ou II n\u00e9cessitant une certification<\/p>\n
\n- Syst\u00e8mes commerciaux >100kW
\n- Concentration d'\u00e9quipements de grande valeur
\n- Exigences esth\u00e9tiques limitant les options de terminaison d'air<\/p>\n
\n- Syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels simples sur toits \u00e0 un seul plan
\n- Les petits tableaux (<20kW) avec une architecture conventionnelle\n- Installations LPL IV lorsque la conception conservatrice est acceptable\n\n\nTechnologies \u00e9mergentes dans le domaine de la terminaison d'air<\/h2>\n
Syst\u00e8mes de transfert de charge (CTS)<\/h3>\n<\/p>\n
Matrices de dissipation \u00e0 chambres multiples<\/h3>\n
Terminaison a\u00e9rienne int\u00e9gr\u00e9e du module PV<\/h3>\n
Questions fr\u00e9quemment pos\u00e9es<\/h2>\n
Quelle doit \u00eatre la hauteur des paratonnerres au-dessus des panneaux solaires ?<\/h3>\n
Puis-je utiliser la structure de montage PV comme syst\u00e8me de terminaison d'air ?<\/h3>\n<\/p>\n
Quelle est la distance de s\u00e9paration requise entre les paratonnerres et le c\u00e2blage en courant continu ?<\/h3>\n<\/p>\n
Comment calculer le nombre de paratonnerres n\u00e9cessaires \u00e0 mon installation ?<\/h3>\n<\/p>\n
Les terminaisons a\u00e9riennes prot\u00e8gent-elles contre les coups de foudre indirects ?<\/h3>\n<\/p>\n
\u00c0 quelle fr\u00e9quence les syst\u00e8mes de terminaison d'air doivent-ils \u00eatre inspect\u00e9s ?<\/h3>\n<\/p>\n
Quelle est la diff\u00e9rence de co\u00fbt entre les tiges de Franklin et les syst\u00e8mes de conducteurs en treillis ?<\/h3>\n<\/p>\n
Conclusion<\/h2>\n<\/p>\n
\n1. Le choix du niveau de protection conditionne toutes les d\u00e9cisions de conception<\/strong>-Les syst\u00e8mes r\u00e9sidentiels n\u00e9cessitent g\u00e9n\u00e9ralement une LPL III (sph\u00e8re roulante de 45 m), tandis que les installations commerciales n\u00e9cessitent une LPL II (30 m) ou mieux, ce qui a une incidence directe sur l'espacement des tiges et les co\u00fbts des mat\u00e9riaux.
\n2. La m\u00e9thode de la sph\u00e8re roulante permet une v\u00e9rification infaillible<\/strong>-Les calculs de l'angle de protection offrent des estimations rapides, mais les r\u00e9seaux complexes n\u00e9cessitent une analyse de la sph\u00e8re roulante en 3D pour identifier les lacunes en mati\u00e8re de protection que les m\u00e9thodes simplifi\u00e9es ne parviennent pas \u00e0 combler.
\n3. La distance de s\u00e9paration n'est pas n\u00e9gociable<\/strong>-Le maintien d'une distance minimale de 0,5 m entre les paratonnerres et le c\u00e2blage CC permet d'\u00e9viter les \u00e9clairs lat\u00e9raux destructeurs qui d\u00e9truisent les onduleurs, m\u00eame lorsque la terminaison a\u00e9rienne r\u00e9ussit \u00e0 capturer le coup.
\n4. L'int\u00e9gration du cadre du module n\u00e9cessite un collage minutieux<\/strong>-Le traitement des cadres photovolta\u00efques en tant que terminaisons a\u00e9riennes permet de r\u00e9duire les co\u00fbts, mais exige une v\u00e9rification de la continuit\u00e9 \u00e9lectrique et des tests de r\u00e9sistance annuels pour \u00e9viter les d\u00e9faillances de collage dues aux cycles thermiques.
\n5. La mod\u00e9lisation informatique est rentable pour les installations complexes<\/strong>-$500-2,500 L'investissement dans la mod\u00e9lisation permet d'\u00e9viter $50,000+ la responsabilit\u00e9 de la sous-protection tout en optimisant le placement des tiges afin de minimiser les co\u00fbts des mat\u00e9riaux et de la main d'\u0153uvre d'installation.<\/p>\n
\n- S\u00e9lection de SPD DC pour la protection contre les surtensions dues \u00e0 la foudre<\/a>
\n- Meilleures pratiques en mati\u00e8re de protection des syst\u00e8mes photovolta\u00efques<\/a>
\n- Int\u00e9gration de la protection contre la foudre dans le coffret de raccordement PV<\/a><\/p>\n
\nAuteur :<\/strong> L'\u00e9quipe technique de SYNODE
\nR\u00e9vis\u00e9 par :<\/strong> Service d'ing\u00e9nierie de la protection contre la foudre<\/p>\n\ud83d\udcca Informations sur le r\u00e9f\u00e9rencement (pour la r\u00e9f\u00e9rence de l'\u00e9diteur)<\/h3>\n