Sécurité incendie des installations photovoltaïques

Dans le monde entier, plusieurs millions de foyers bénéficient d’une énergie sûre et propre grâce aux installations photovoltaïques. Malgré cela, certains médias en ligne affirment que les installations photovoltaïques provoquent des incendies et mettent les pompiers en grand danger. Ces articles répandent des craintes au sujet de la sécurité des installations photovoltaïques et sont parfois utilisés pour vendre des produits de sécurité supplémentaires comme les dispositifs de coupure des modules photovoltaïques. Heureusement, ces craintes ne sont pas fondées.

Dans cet article, nous montrons les résultats d’études approfondies qui indiquent que les installations photovoltaïques actuelles sont sûres et les incendies sont rares. Si un incendie devait malgré tout se produire, les pompiers seraient parfaitement en mesure d’éteindre le feu en toute sécurité.

1. Les incendies causés par les installations photovoltaïques sont rares

Les instituts de recherche et d’essais indépendants TÜV Rheinland [1] et Fraunhofer ISE [2], ont constaté que moins de 0,006% des installations photovoltaïques ont provoqué des incendies en Allemagne. D’autres pays comme le Japon, les Pays-Bas et l’Australie font état de chiffres similaires [3] [4]

2. Les incendies ont été principalement causés par des facteurs humains/externes qui ne peuvent être évités par des dispositifs de sécurité supplémentaires

Aperçu des causes des incendies d’installations photovoltaïques en Allemagne. Source : TÜV [1].

A breakdown of the reasons for PV system fires in Germany. Data source: TÜV [1].

Parmi le petit nombre d’incendies d’installations photovoltaïques, ce sont surtout les « erreurs humaines » qui sont à blâmer. Le rapport du TÜV a enquêté sur 210 incendies photovoltaïques et a constaté que la majorité des incendies causés par des installations photovoltaïques sont dus à une mauvaise fabrication suivie d’une mauvaise exécution. [1].

  • Erreur d’installation: raccordements DC reliés de façon incorrecte, connecteurs mal sertis, câbles trop tendus, etc.
  • Défaillances du produit: modules photovoltaïques ou onduleurs.
  • Facteur externe: Facteur externe
  • Erreur de conception: mauvaise conception mécanique ou électrique (mauvais choix de sectionneurs DC ou de câblage, par exemple)

 

Une mauvaise conception ou une installation peuvent être à l’origine d’un incendie car elles entraînent un risque accru d’arc électrique. Les arcs électriques surviennent souvent à la suite d’une coupure involontaire du circuit électrique.

En Allemagne, en Australie et au Royaume-Uni, la majorité des défauts se sont produits du côté DC du circuit (modules photovoltaïques, câblage DC, sectionneurs DC, etc.). [1] [3] [4] [5]. La probabilité ici est élevée parce qu’il y a beaucoup de composants et de connexions du côté DC. Étant donné que de nombreux composants et raccordements se trouvent du côté DC, des composants défectueux ou des raccordements incorrects peuvent aussi faire grimper le taux de panne.

3. Des dispositifs de coupure au niveau du module sont-ils nécessaires ?

Pour faire court, non. Voilà pourquoi :

La sécurité des installations photovoltaïques a sans cesse été améliorée par l’introduction de nouvelles fonctions de sécurité. L’on pourrait donc supposer que l’ajout d’appareils de sécurité supplémentaires renforce la sécurité. C’est pourtant le contraire qui est le cas : ajouter des appareils supplémentaires augmente le nombre de raccordements et de composants susceptibles de tomber en panne. En ajoutant des dispositifs de coupure des panneaux par exemple, on multiplie par deux le nombre de raccordements DC ! Le nombre d’endroits où un problème peut survenir augmente, qu’il s’agisse d’une panne de composant ou d’une erreur d’installation telle qu’un branchement erroné.

Les dispositifs de coupure des panneaux ne sont donc pas utiles pour prévenir les risques d’incendie liés à une installation photovoltaïque. L’institut de contrôle indépendant TÜV ne prescrit donc pas l’utilisation d’appareils de coupure de panneaux : « le débat objectif à ce sujet a conduit le corps des sapeurs-pompiers à revenir sur sa revendication de généraliser la mise en place de dispositifs de coupure au motif que tout système de coupure peut tomber en panne » [1].

Si une électronique de puissance au niveau des panneaux s’avère dans certains cas nécessaire, les propriétaires d’installations photovoltaïques doivent veiller à l’utiliser avec parcimonie. L’utilisation d’optimiseurs solaires peut par exemple être pertinente dans le cas d’installations fortement ombragées. Les propriétaires peuvent alors avoir recours à l’optimiseur TS4-R-O pour maximiser le rendement de l’installation photovoltaïque et réduire la charge du panneau photovoltaïque ombragé. Les optimiseurs de SMA sont uniquement mis en place sur les panneaux concernés afin de réduire au minimum le nombre de composants et de raccordements.

Conclusion

Il est très rare que des incendies surviennent dans des installations photovoltaïques si ces dernières ont été correctement conçues et installées. C’est ce que confirme l’analyse des incendies qui ont eu lieu jusqu’ici dans des installations photovoltaïques. Il est possible d’améliorer encore davantage la sécurité des installations photovoltaïques en éliminant les causes les plus fréquentes de formation d’arcs électriques DC, qui sont majoritairement imputables à des erreurs humaines lors des phases de conception et d’installation. Les appareils de coupure de panneaux ne sont pas nécessaires puisque les pompiers sont en mesure de maîtriser les risques sur place et que ces dispositifs n’éliminent pas les causes réelles des incendies d’installations photovoltaïques.

Bibliographie

[1] Sepanski et al, “Assessing Fire Risks in Photovoltaic Systems and Developing Safety Concepts for Risk Minimization,” TÜV Rheinland Energie und Umwelt GmbH, 2018.
[2] Laukamp et al, “PV Fire Hazard – Analysis and Assessment of Fire Incidents,” 28th EU PVSEC 2013, Paris, 2013.
[3] A. Chiaramonte, A. Smith and Z. Hood, “Fire Safety of Solar Photovoltaic Systems in Australia,” Worcestor Polytechnic Institute, 2016.
[4] D. Bende, “Brandincidenten met fotovoltaïsche (PV) systemen in Nederland,” TNO, 2019.
[5] BRE National Solar Centre, “Fire and Solar PV Systems – Investigations and Evidence,” 2017. [Online]. Available: https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/630639/fire-solar-pv-systems-investigations-evidence.pdf.

 

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