Au-delà de la conformité : évaluation de la norme UL 3741 et de l'arrêt rapide au niveau des modules

En bref

• La norme UL 3741 et le système d'arrêt rapide au niveau des modules sont deux approches conformes au NEC.
• La norme UL 3741 permet de réduire le matériel au niveau des modules dans les conceptions de systèmes éligibles et donne de bons résultats sur les grands toits commerciaux de configuration simple.
• La fonction d'arrêt rapide au niveau des modules offre davantage de flexibilité et de facilité d'entretien, ainsi que des options de surveillance et d'optimisation.
• La meilleure solution dépend des priorités du projet : tous les projets n'ont pas les mêmes exigences.

‍

Pourquoi la fonction « Arrêt rapide » existe-t-elle ?

Le « Rapid Shutdown » (RSD) est une exigence de sécurité de la norme NEC mise en place pour réduire la tension continue dangereuse sur les installations photovoltaïques, contribuant ainsi à renforcer la sécurité des pompiers, des installateurs et du personnel de maintenance lors des interventions d'urgence et des opérations d'entretien. En résumé, ce dispositif a été créé pour résoudre un problème de sécurité.

Avant l'introduction des exigences relatives à la mise hors tension rapide dans le Code national de l'électricité (NEC), les installations photovoltaïques restaient sous tension dès qu'elles étaient exposées à la lumière du soleil. Même après avoir coupé l'alimentation en courant alternatif, les conducteurs en courant continu sous tension situés sur le toit pouvaient encore présenter des risques pour les installateurs, le personnel de maintenance et les premiers intervenants travaillant à proximité du parc photovoltaïque.

À mesure que les installations solaires sur toiture se généralisaient, le secteur a pris conscience de la nécessité de disposer d'un moyen plus sûr de mettre hors tension les systèmes photovoltaïques lors des interventions d'urgence et des opérations de maintenance. Ces efforts ont finalement abouti à l'instauration des exigences relatives à l'arrêt rapide, introduites pour la première fois dans le NEC de 2014 et renforcées lors des cycles de révision suivants.

‍

‍

‍

Comprendre les deux voies de mise en conformité

Aujourd'hui, les EPC commerciaux optent généralement pour l'une des deux approches suivantes afin de se conformer aux exigences du NEC en matière d'arrêt rapide.

‍

Arrêt rapide au niveau des modules

La fonction « Rapid Shutdown » au niveau des modules utilise des composants électroniques intégrés à chaque module pour déclencher un arrêt rapide et réduire la tension au niveau du module, conformément aux exigences du NEC. Selon le produit choisi, les installateurs peuvent également bénéficier d'une surveillance au niveau des modules et d'une optimisation de la puissance, ce qui permet un dépannage plus rapide, une exploitation et une maintenance (O&M) plus efficaces, ainsi qu'une meilleure visibilité sur les performances du système tout au long de la durée de vie du parc photovoltaïque.

‍

UL 3741

La norme UL 3741 certifie des systèmes complets de contrôle des risques photovoltaïques plutôt que des dispositifs MLPE individuels. La conformité est assurée grâce à une combinaison homologuée d'équipements, de méthodes d'installation, de pratiques de câblage et de conception du système, destinée à gérer les risques sans nécessiter l'installation de dispositifs au niveau des modules sur chaque panneau.

Ces deux approches répondent aux exigences du NEC ; elles permettent simplement d'assurer la conformité de manière différente.

‍

Pourquoi certaines sociétés de services énergétiques (EPC) évaluent la norme UL 3741

Les certificats de performance énergétique (EPC) commerciaux tiennent compte de la norme UL 3741, car celle-ci offre une voie alternative de mise en conformité permettant de réduire les exigences matérielles au niveau des modules pour les projets éligibles.

Parmi les avantages habituels, on peut citer :

• Piste alternative conforme aux normes NEC
• Réduction des exigences matérielles au niveau des modules
• Moins d'appareils à installer et à gérer
• Architecture simplifiée du système sur les toitures commerciales éligibles

Selon les projets, certains EPC peuvent donner la priorité aux objectifs de conception initiaux, tandis que d'autres accordent davantage d'importance à l'exploitation et à la maintenance à long terme.

‍

Au-delà du jour de l'installation

Le coût d’installation n’est qu’un critère parmi d’autres lors de l’évaluation d’un système sur l’ensemble de son cycle de vie. Un autre aspect important à prendre en compte est l’environnement électrique lors des interventions futures d’entretien et de maintenance. Le système d’arrêt rapide au niveau des modules réduit la tension au niveau de chaque module après le déclenchement de l’arrêt rapide, contribuant ainsi à créer un environnement de travail à basse tension pour le personnel de maintenance une fois l’arrêt rapide déclenché. La norme UL 3741 assure la conformité d’une autre manière. Plutôt que de réduire la tension au niveau de chaque module, elle gère les risques grâce à un système homologué de contrôle des risques photovoltaïques, ce qui signifie que des conducteurs sous tension peuvent rester au sein du parc photovoltaïque.

Certains projets accordent la priorité à des aspects qui vont bien au-delà de la mise en service, notamment :

• Accès futur pour la maintenance
• Visibilité au niveau des modules
• Facilité d'entretien
• Flexibilité dans le choix de l'emplacement de l'onduleur
• Modifications de la toiture ou futurs agrandissements
• Optimisation facultative
• Coûts de possession à long terme

Pour les prestataires EPC chargés de l'exploitation et de la maintenance à long terme – ou dont les clients accordent la priorité à la valeur sur l'ensemble du cycle de vie –, ces considérations peuvent l'emporter sur les économies initiales réalisées sur le matériel.

Il convient également de noter que la norme UL 3741 repose sur un système homologué de contrôle des risques liés à l'énergie photovoltaïque ; la conformité dépend donc de l'utilisation de combinaisons spécifiques d'équipements et de pratiques d'installation qui ont été évaluées conjointement. Toute modification apportée aux composants principaux du système, y compris les remplacements motivés par la disponibilité des produits, peut nécessiter une réévaluation de la conformité par rapport à la conception homologuée.

‍

Les questions que tout EPC devrait se poser

Avant de choisir une stratégie d'arrêt rapide, tenez compte des éléments suivants :

• Qu'est-ce qui détermine les priorités de ce projet : le coût d'installation le plus bas ou la valeur à long terme ?
• Le toit est-il vaste et simple, ou comporte-t-il plusieurs pans, des obstacles ou fait-il l'objet de projets d'agrandissement futurs ?
• Qui sera chargé de l'entretien et de la maintenance pendant toute la durée de vie du système ?
• Au-delà de la conformité aux normes, quelle importance revêtent la flexibilité, la facilité d'entretien et les fonctionnalités optionnelles au niveau des modules ?

Ces questions permettent souvent de déterminer quelle voie de mise en conformité est la plus adaptée.

‍

Au-delà de la conformité

La norme UL 3741 trouve tout à fait sa place, notamment sur les grands toits de bâtiments commerciaux où la simplicité et la réduction au minimum du matériel au niveau des modules constituent les principaux objectifs de conception.

De même, la fonction « Rapid Shutdown » au niveau des modules trouve toute son utilité lorsque les priorités du projet vont au-delà du jour de l'installation et incluent la facilité d'entretien, la flexibilité de conception, les modifications futures ou des fonctionnalités optionnelles au niveau des modules.

La gamme de produits MLPE de Tigo reflète cette flexibilité. Les installateurs peuvent déployer le TS4-F pour se conformer aux exigences de coupure rapide au niveau des modules, ou opter pour TS4-A-O les projets bénéficient d’une surveillance et d’une optimisation accrues. Plutôt que de traiter toutes les installations de la même manière, Tigo permet aux entreprises EPC d’adapter la solution aux objectifs de chaque projet en matière de sécurité, de performances et d’exploitation à long terme.