Depuis le début de cette année, les fabricants d'onduleurs ont successivement lancé des onduleurs équipés de disjoncteurs de protection CC. Les experts du secteur ont débattu des capacités de protection des disjoncteurs côté CC, de leur conformité aux normes, etc., avec des opinions divergentes, et de nombreux médias ont également rapporté ces discussions.

Le point central de la controverse porte principalement sur la question de savoir si, dans un système de conception où "le nombre de chaînes connectées à un seul MPPT dépasse 2", il est possible d'assurer la sécurité sans ajouter des dispositifs de protection tels que des fusibles ou des disjoncteurs, mais uniquement en utilisant des interrupteurs d'isolement ?

Aujourd'hui, ce type de produit est déjà utilisé dans des centrales réelles sur le marché. Comment est sa véritable capacité de protection ? L'auteur a mené des tests de branchement inverse et de rétro-injection sur place pour vérifier les performances de sécurité du système.

1. Vérification du test de raccordement inverse de la chaîne de modules 1. Vérification du test de raccordement inverse de la chaîne de modules

Les onduleurs rencontrent souvent des problèmes tels que la connexion inverse, la connexion erronée ou le court-circuit lors de l'installation et de la maintenance sur site, ce qui peut facilement entraîner des risques pour la sécurité. Par conséquent, la capacité de protection du système de l'équipement est cruciale.

L'équipement sélectionné connecte 5 chaînes de modules photovoltaïques par MPPT, avec un courant par chaîne sur site proche de 20A. Une chaîne de l'équipement sélectionné a été testée en connexion normale et inverse. Après inversion, cette chaîne inversée a formé un circuit avec les 4 autres chaînes, provoquant un courant de renversement de 70A. L'équipement sélectionné connecte 5 chaînes de modules photovoltaïques par MPPT, avec un courant par chaîne sur site proche de 20A. Une chaîne de l'équipement sélectionné a été testée en connexion normale et inverse. Après inversion, cette chaîne inversée a formé un circuit avec les 4 autres chaînes, provoquant un courant de renversement de 70A.

Schéma de circuit pour l'essai de raccordement inverse des chaînes Schéma de circuit pour l'essai de raccordement inverse des chaînes

Lors du premier déclenchement du test, l'interrupteur de sectionnement a effectué une action de protection, mais s'est déclenché après 240 ms, ce qui présente un écart par rapport à la capacité d'extinction de 15 ms annoncée par le fabricant. Lors du premier déclenchement du test, l'interrupteur de sectionnement a effectué une action de protection, mais s'est déclenché après 240 ms, ce qui présente un écart par rapport à la capacité d'extinction de 15 ms annoncée par le fabricant.

Après la deuxième détection de test, l'interrupteur de sectionnement n'a pas sauté, la protection a échoué, le courant de contre-courant persistait, entraînant une augmentation rapide de la température des composants dans la chaîne correspondante. L'un des composants a vu sa diode atteindre plus de 150°C et s'est brisé sur le moment, présentant un risque d'incendie pour ce type de panne. Après la deuxième détection de test, l'interrupteur de sectionnement n'a pas sauté, la protection a échoué, le courant de contre-courant persistait, entraînant une augmentation rapide de la température des composants dans la chaîne correspondante. L'un des composants a vu sa diode atteindre plus de 150°C et s'est brisé sur le moment, présentant un risque d'incendie pour ce type de panne.

2. Vérification du test de contre-courant des chaînes de modules 2. Vérification du test de contre-courant des chaînes de modules

Actuellement, la plupart des centrales électriques sont situées dans des environnements complexes. En raison de la grande superficie couverte par les modules photovoltaïques, divers facteurs tels que l'éclairage inégal, les ombres et le vieillissement des modules sont fréquents. La différence d'exposition à la lumière ou de production d'électricité entre les modules peut facilement entraîner des différences de tension dans les chaînes, ce qui peut provoquer un courant inverse. Sans protection efficace, cela pourrait présenter un risque pour la sécurité du système.

Par conséquent, un des groupes de chaînes de l'onduleur a été sélectionné pour effectuer un test de rétro-ingression, en maintenant une certaine différence de tension entre un groupe de modules et les 4 autres groupes de chaînes du même MPPT. Cette différence de tension a provoqué un courant de rétro-ingression de 30A dans les 4 autres groupes de chaînes vers le groupe défectueux. Trois cycles de tests ont été réalisés dans ces conditions.

Schéma du circuit d'essai de contre-injection des chaînes

Lors des 2 premiers tests déclenchés, l'interrupteur de sectionnement a effectué une action de protection, mais s'est déclenché après 250 ms, ce qui représente une différence significative par rapport à la capacité d'arrêt de 15 ms annoncée par le fabricant.

Après la troisième défaillance de test, l'interrupteur de séparation n'a pas sauté, la protection a échoué, et la température des composants et des lignes concernés a augmenté brusquement, avec une montée de 49°C en une minute (température atteignant 76,8°C). Si l'interrupteur ne se déclenche pas à temps, la température continuera d'augmenter, risquant de provoquer un incendie et la destruction des composants.

Les expériences ci-dessus prouvent que lorsque 1 circuit MPPT est connecté à plus de 2 modules en série, l'interrupteur de séparation ne peut pas offrir une protection efficace, ce qui peut facilement entraîner des dommages aux modules, des incendies ou même des risques plus importants.

En résumé, l'interrupteur d'isolement peut servir de protection redondante pour améliorer la sécurité du système, mais ne peut pas remplacer les fusibles et disjoncteurs requis par la norme comme dispositifs de protection essentiels. Dans les systèmes où le nombre de chaînes connectées à un MPPT dépasse deux, il est impératif de fournir des dispositifs de protection contre les surintensités, tels que des fusibles ou des disjoncteurs conformes aux normes. La sécurité ne doit pas être négligée.