Protection électrique des centrales solaires : Mersen s’adapte aux plus hauts niveaux de puissance

Expert en solutions de protection électrique et gestion de l’énergie pour les installations électriques et photovoltaïques, Mersen était présent à EnerGaïa, les 11 et 12 décembre derniers à Montpellier, pour présenter ses dernières innovations, conçues pour accompagner l’évolution des standards dans les centrales photovoltaïques de grande puissance, avec des offres adaptées au 800V AC et 1500V DC et prêtes pour le passage aux niveaux de tension supérieurs.

« Face à la montée en puissance des installations solaires, les exigences techniques évoluent rapidement. Si le 1500V DC/800V AC est aujourd’hui le standard le plus répandu, recherché pour ses gains en efficacité énergétique et en coûts d’installation, le passage au 1000V côté AC et 2000V côté DC constitue la prochaine étape pour les grandes fermes solaires à onduleurs centraux », affirme Christophe Habouzit, vice-président du groupe Mersen, en charge de la ligne business « Fusibles et appareillages fusibles de normes CEI », à pv magazine France.

En effet, en augmentant la tension à puissance équivalente, les installations intègrent davantage de modules par chaîne à un courant réduit. Ainsi, les pertes de puissance, les sections de câbles et le nombre de composants à installer sont également moindres. Avec, pour résultats, « des économies sur les coûts d’installation (CAPEX), un meilleur rendement global et une amélioration du coût actualisé de l’électricité (LCOE) », complète Aida Antoli, responsable produit chez Mersen.

Vitesse et temps de coupure

La Chine et les États-Unis sont les rares pays à avoir validé dans leurs standards basse tension le 2000 volts DC, ayant basculé – notamment dans le photovoltaïque à grande échelle et le stockage – vers des applications concrètes utilisant ce niveau de puissance. « Nous avons développé les produits qui vont avec. Et côté AC, nous travaillons déjà sur de la protection en 1 000 volts », annonce Christophe Habouzit.

Pour l’instant limité aux marchés américain, indien, chinois, voire allemand, le passage au 2000 V DC ne concerne que très peu la France, encore au stade expérimental sur ce sujet avec quelques projets industriels pilotes. « On défriche, sans considérer qu’on a là un standard économiquement viable. Le DC rebat les cartes, certes, mais on n’a pas encore de business model satisfaisant. Il faudra attendre quelques années avant de voir des bâtiments complets fonctionner en distribution DC », estime Christophe Habouzit.

En attendant, Mersen poursuit le développement de solutions de protection électrique pour sécuriser les installations solaires victimes de défauts (court-circuit, surcharge, etc.). « Le principal enjeu réside dans la vitesse et les temps de coupure, définis selon différentes zones de criticité. En clair, plus le problème est critique, plus la vitesse de coupure doit être rapide, afin d’éviter que le défaut ne se propage dans toute l’installation », explique Christophe Habouzit.

Parmi les nouveautés mises sur le marché par Mersen figurent les fusibles ABATC DC. Offrant un haut niveau de protection pour les applications telles que les conteneurs de batteries et les onduleurs, ils ont été développés pour des applications jusqu’à 1500 V DC avec des courants nominaux allant de 500 A à 1250 A. Conformes à la nouvelle norme de protection des batteries IEC 60269-7, les fusibles AbatC DC disposent d’un pouvoir d’interruption élevé et de faibles pertes de puissance. Fabriqués en France, ils portent la marque CE et sont reconnus UL/CSA 248-13.

Les fusibles ABAT15A, quant à eux, ont été spécialement conçus pour la protection de banc de batteries jusqu’à 1500 VDC, avec des calibres de courant allant de 100 à 500 A, conformément à la norme IEC 60269-7 pour la protection des batteries. Ces fusibles, dotés d’une technologie innovante, assurent une coupure dès trois fois leur courant nominal pour assurer la coordination avec les contacteurs, et offrent une protection jusqu’à 250 kA face aux courts-circuits élevés des systèmes de stockage d’énergie

ProGrid évolue

Mersen a également étendu sa récente innovation ProGrid, gamme de solutions de protection et de gestion de l’énergie dédiée aux réseaux électriques : stations de transformation HT/BT, TGBT industriels et grands ensembles résidentiels ou tertiaires. Basées sur les interrupteurs-sectionneurs à fusibles NH classiques de Mersen, ces nouvelles solutions visent à optimiser la fiabilité et la sécurité des infrastructures de distribution, tout en facilitant la maintenance prédictive et l’efficacité énergétique. Elles protègent le réseau basse tension contre les surintensités et permettent désormais la numérisation du réseau.

Mersen ProGrid SmartStation est la solution complète, modulaire et intelligente permettant de digitaliser totalement les postes de transformation et assurer une maîtrise totale du réseau, avec des capacités de suivi des paramètres environnementaux critiques comme la température, l’humidité et les ouvertures. Cela permet aux opérateurs d’optimiser l’exploitation et la maintenance des postes de transformation grâce à une visibilité en temps réel de l’état du réseau et de ses équipements, d’anticiper les situations à risque telles que les surcharges, les déséquilibres de phases ou les conditions environnementales défavorables, et de réduire significativement les interruptions de service.

En transformant des données terrain en informations exploitables, ProGrid SmartStation facilite la prise de décision, améliore la fiabilité et la résilience du réseau, et accompagne les gestionnaires dans l’intégration croissante des énergies renouvelables et des nouveaux usages électriques.

ProGrid se distingue également par un nouveau mécanisme de commutation breveté, qui exécute deux mouvements : parallèle et rotatif. Les lames du fusible NH sont d’abord libérées des contacts du fusible des deux côtés en translation parallèle pour une meilleure performance de coupure d’arc, puis en mouvement de rotation. La poignée peut ensuite être entièrement retirée de la base, ce qui permet à l’utilisateur d’accéder plus facilement au fusible en cas de maintenance.

Ce mouvement complet est plus sûr que les autres solutions car il garantit une protection IP20 pour l’utilisateur tout au long de l’ouverture. D’après Mersen, cet aspect, ainsi que les dispositifs de cadenassage en position ouverte, fermée et de stationnement, font de cet interrupteur-sectionneur à fusible le plus sûr et le plus simple à utiliser du marché.

Déjà développé en étroite collaboration avec les principaux opérateurs de réseaux en Allemagne, ProGrid devrait encore évoluer pour intégrer des fonctions de mesure avancées, telles que l’analyse des harmoniques, le suivi des pertes transformateur et la détection des déséquilibres de phase.

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