Si vous envisagez l’installation d’un système solaire (par vous-même ou par une entreprise solaire), il existe plusieurs codes et réglementations qui doivent être respectés. Il s’agit notamment du code national de l’électricité (NEC), des permis locaux, des codes de construction, des codes de prévention des incendies et des systèmes de mise à la terre. En outre, chaque composant d’un système photovoltaïque solaire doit être homologué UL. Ce billet passe brièvement en revue ces normes et exigences afin que vous puissiez poser les bonnes questions à votre entrepreneur ou effectuer des recherches plus approfondies sur ces normes en ligne.

Le code électrotechnique national

Le code national de l’électricité (NEC) comporte des exigences pour l’installation de systèmes photovoltaïques et de la plupart des autres installations électriques. L’objectif du code « est la protection pratique des personnes et des biens contre les risques liés à l’utilisation de l’électricité ». Le NEC est adopté dans les 50 États et territoires américains et a été publié tous les trois ans par la National Fire Protection Association (NFPA).

Le NEC comporte neuf chapitres. Les chapitres 1 à 4 sont des règles générales pour toutes les installations électriques et les chapitres 5 à 7 s’appliquent aux conditions ou équipements spéciaux. Le chapitre 8 couvre les systèmes de communication et le chapitre 9 est constitué de tableaux auxquels il est fait référence dans les chapitres précédents. L’article 690 a été le premier article sur l’énergie solaire et a été introduit dans la CNE en 1984. Ils Casino en Ligne envisagent même de mettre en place un système solaire.

En 1984, l’article 690 sur les systèmes photovoltaïques solaires a été introduit pour la première fois dans le CNE. Des modifications et des amendements significatifs à l’article 690 ont été incorporés dans les éditions suivantes. La CNE 2014 comprend plusieurs parties principales telles que les exigences en matière de circuits, les méthodes de câblage, les moyens de déconnexion, la mise à la terre, le marquage, les connexions, les batteries de stockage et les systèmes de plus de 1000 volts. Il existe également d’autres articles applicables et lorsque les exigences de l’article 690 diffèrent des autres articles, alors les exigences de l’article 690 s’appliquent. Les autres articles applicables sont les suivants :

  • 110 : Exigences relatives aux installations électriques
  • 230 : Services
  • 240 : Protection contre les surintensités
  • 250 : Mise à la terre et mise sous douane
  • 300 : Méthodes de câblage
  • 310 : Conducteurs pour le câblage général
  • 450 : Transformateurs
  • 480 : Batteries de stockage
  • 705 : Sources de production d’électricité interconnectées

Autorisation et inspection

Un permis est généralement requis avant l’installation d’un système photovoltaïque et une inspection du système est souvent nécessaire pour assurer la conformité au code. Les codes sont appliqués par l’autorité compétente (AHJ), qui est un département ou un individu au niveau fédéral, étatique ou local, comme un chef des pompiers, un commissaire des incendies, un agent du bâtiment, un inspecteur en électricité ou d’autres personnes ayant le pouvoir légal de faire respecter les exigences du code. L’AHJ examine les plans, délivre les permis et évalue les installations par le biais d’un processus d’inspection sur le terrain. L’AHJ interprète les règles, décide des autorisations et accorde les permissions spéciales autorisées par le CNE.

Signalisation et étiquetage

Le CNE exige que les équipements électriques soient identifiés, étiquetés ou évalués en termes de sécurité. L’AHJ vérifiera la conformité au code en examinant la sécurité de l’installation photovoltaïque. L’une des façons les plus simples d’avoir une installation électrique conforme au code est de respecter les instructions d’installation et d’utilisation fournies avec les produits.

L’Underwriter’s Laboratory (UL) élabore des normes de sécurité reconnues par les Nationally Recognizing Testing Laboratories (NRTL) et permet aux fabricants d’apposer le marquage UL sur leurs produits qui ont été testés selon les normes appropriées. Il existe une norme de listage UL pour chaque composant d’un système photovoltaïque solaire. En voici quelques-unes :

  • UL 1703 : modules PV
  • UL 1741 : Convertisseurs, contrôleurs de charge et boîtiers de combinaison
  • UL 2703 : Systèmes de rayonnage
  • UL 4703 : Fil photovoltaïque (PV)
  • UL 2579 : Systèmes photovoltaïques

Les étiquettes de listage fournissent également des informations de sécurité et des spécifications d’équipement pour dimensionner l’équipement et les systèmes de câblage pour l’application. Il existe également d’autres laboratoires d’essai tels que TUV, CSA et Intertek qui évaluent les équipements électriques selon les normes UL. Lisez un article indépendant ici: https://www.nationalgeographic.com/environment/global-warming/solar-power/

Codes de construction

Les codes de construction fixent les normes applicables aux structures pour protéger la santé, la sécurité et le bien-être. Les codes s’appliquent aux installations photovoltaïques en termes d’installations, de matériaux, de résistance au vent et de classification au feu. Les systèmes photovoltaïques sont soumis à un processus d’autorisation et d’inspection avant leur installation et leur exploitation. Les codes de construction contribuent à créer une uniformité au cours du processus d’inspection. La plupart des codes de construction sont basés sur les codes modèles de construction et d’habitation du Conseil international du code. Le Code international de la construction résidentielle s’applique aux maisons individuelles à un ou deux étages et aux maisons de ville de trois étages ou moins. Le Code international résidentiel et le Code international du bâtiment exigent que les systèmes photovoltaïques sur toit montés en rack soient installés conformément aux instructions du fabricant, au Code national de l’électricité et aux normes de sécurité des produits des UnderWriter’s Laboratories. Le Code international résidentiel exige :

  • La toiture doit être structurellement capable de supporter la charge des modules et des rayonnages
  • Les modules et les rayonnages doivent être incombustibles
  • Les pénétrations de toit ou de mur doivent être scellées pour empêcher l’eau, les rongeurs ou les insectes d’y pénétrer.

Le Code international de la construction également :

  • exige que les systèmes solaires sur les toits aient le même classement au feu que l’ensemble du toit
  • établit des critères pour le calcul des charges minimales de conception des systèmes photovoltaïques en toiture

Les codes sont mis à jour tous les trois ans, bien que les États varient quant à la date et au moment où ils adoptent les codes mis à jour.

Codes d’incendie

Les codes de prévention des incendies sont conçus pour minimiser les risques d’incendie, la sécurité et la protection des pompiers et des autres intervenants d’urgence. Les systèmes PV ont des considérations particulières pour les codes d’incendie, telles que le déclenchement, l’effondrement de la structure, la propagation du feu, les chocs électriques et les risques liés aux systèmes de stockage de batteries. Le Code international de prévention des incendies (IFC) et la National Fire Protection Association (NFPA) produisent des codes qui ont été adoptés par les AHJ aux États-Unis.

Voies et espacement

Lors de l’installation des systèmes PV, l’installateur doit créer un espace de travail suffisant pour l’installation et la maintenance du système [NEC 110.26]. En général, les dégagements devant les équipements qui peuvent avoir besoin d’être entretenus à l’état énergisé doivent être d’au moins 3 pieds. Le nombre exact de pieds dépend de la tension et du fait que des pièces sous tension se trouvent d’un côté ou des deux côtés de l’espace de travail. La largeur des espaces de travail doit être la largeur de l’équipement ou 30 pouces, selon la plus grande des deux. Des espaces de travail plus petits peuvent être acceptables si la tension est inférieure à 60 V, avec l’autorisation de l’AHJ.

Atténuer les risques électriques

Les risques électriques peuvent causer des blessures ou un risque d’incendie. Les accidents électriques sont causés par une installation ou un équipement dangereux, un environnement ou des pratiques de travail non sécuritaires. Les éléments suivants peuvent prévenir les risques électriques sur le lieu de travail :

  • Utiliser des outils correctement mis à la terre
  • Travail sur les circuits en état de repos
  • Éviter les lignes électriques et les conducteurs enterrés
  • Utiliser une protection des pieds contre les risques électriques (EH)
  • Porter un casque de sécurité non conducteur de classe E
  • Maintenir un site de travail ordonné

Lors de l’installation ou de l’entretien des équipements, il convient d’utiliser les équipements de sécurité appropriés et de recourir à un processus de verrouillage et de marquage. Les rallonges utilisées lors de l’installation ou de l’entretien doivent être du type à 3 fils (avec mise à la terre) et conçues pour un usage dur ou extra-dur.

Installer des systèmes de mise à la terre

La mise à la terre des systèmes photovoltaïques a réduit le risque de choc électrique et les effets de la foudre et des surtensions sur les équipements. Il existe deux types de mise à la terre : le système et l’équipement. La mise à la terre du système relie un conducteur de courant à la terre. La mise à la terre des équipements relie à la terre les parties métalliques non conductrices de courant. La mise à la terre consiste à relier électriquement des pièces métalliques entre elles afin qu’elles restent à la même tension. Tous les systèmes photovoltaïques nécessitent une mise à la terre de l’équipement, et certains nécessitent une mise à la terre du système.

La mise à la terre du système se fait à la source d’alimentation, comme un transformateur ou au moyen de déconnexion du service principal. Les systèmes non mis à la terre doivent être conformes à la norme 690.35 et les systèmes à deux fils et bipolaires doivent être mis à la terre ou mis à la terre par impédance. Selon la norme NEC 690.42, la connexion de mise à la terre du système en courant continu doit être effectuée en un seul point du circuit de sortie PV. Selon la norme NEC 690.35, les panneaux photovoltaïques ne sont autorisés à avoir une source et des circuits de sortie non mis à la terre que lorsque les conditions suivantes sont remplies :

  • Les conducteurs positifs et négatifs non mis à la terre doivent avoir une méthode de déconnexion et de protection contre les surintensités (NEC 690.9)
  • Une protection contre les défauts ronds doit être prévue pour tous les conducteurs
  • Les conducteurs des circuits de source et de sortie doivent utiliser des câbles multiconducteurs gainés, des fils PV répertoriés et étiquetés, des câbles à enfouissement direct et doivent être installés dans des canalisations.

Les onduleurs ou les régulateurs de charge utilisés avec des réseaux non mis à la terre doivent être répertoriés et identifiés pour être utilisés avec des réseaux non mis à la terre. Chaque boîte de jonction, déconnecteur ou autre dispositif qui doit être entretenu doit porter l’étiquette suivante :

Avertissement – Risque de choc électrique

Les conducteurs de courant continu de ce système d’énergie photovoltaïque ne sont pas mis à la terre mais peuvent être alimentés par rapport à la terre en raison de fuites et/ou de défauts de mise à la terre.

La mise à la terre des équipements est la connexion à la terre de pièces métalliques non conductrices de courant. Elle nécessite la mise à la terre électrique des boîtes de jonction, des conduits, des racks, des boîtiers et autres composants métalliques. Cela garantit que les composants métalliques seront au même niveau de tension, ce qui réduit le risque de choc électrique. Selon la norme NEC 250, 690.43, l’installation d’un conducteur de mise à la terre de l’équipement (EGC) est requise pour tous les systèmes de modules PV à cadre métallique dont les conducteurs exposés sont en contact avec des structures de support métalliques, quelle que soit la tension du système. Les CGE doivent être installés dans le même chemin de roulement que les conducteurs du circuit PV et peuvent être un conducteur, une barre omnibus, un chemin de roulement métallique ou un composant structurel.

Les fabricants de modules PV sont désormais tenus de fournir des détails sur la mise à la terre des équipements dans leurs instructions d’installation conformément à la norme UL 1703. Si les méthodes de mise à la terre en intérieur sont nombreuses dans l’industrie électrique, il n’existe pas autant de produits conçus pour une utilisation en extérieur. En outre, la plupart des industries utilisent de l’acier inoxydable pour les méthodes de câblage et les structures de support par rapport à l’aluminium dans l’industrie photovoltaïque. La mise à la terre et la liaison de l’acier sont plus simples que celles de l’aluminium, car les connexions sont faites par boulonnage et soudage. Le boulonnage de l’aluminium ne crée pas une liaison efficace en raison de la couche d’oxydation naturelle qui se forme sur l’aluminium ou de la couche anodisée qui a été placée sur l’aluminium pour empêcher la corrosion. Pour que le boulonnage soit efficace, la couche non conductrice sur l’aluminium doit être enlevée.

Les systèmes à batterie sont considérés comme étant mis à la terre lorsque la source d’alimentation PV est mise à la terre. La norme NEC 690.71 permet aux systèmes à batterie de plus de 48 volts de ne pas être mis à la terre, mais elle comporte plusieurs exigences :

  • Selon la norme NEC 690.35, la source PV et les circuits de sortie doivent avoir un conducteur de transport de courant mis à la terre ou répondre aux exigences relatives aux réseaux non mis à la terre.
  • Les circuits de charge en courant continu et en courant alternatif doivent être mis à la terre.
  • Le conducteur positif et négatif du circuit de batterie non mis à la terre doit avoir un moyen de déconnexion commuté et une protection contre les surintensités.
  • Un détecteur-indicateur de défaut de terre est également requis pour les systèmes de batteries non mises à la terre de plus de 48 V.

Conclusion

Ce billet donne un aperçu des normes et des réglementations relatives à l’installation d’un système solaire. Pour plus d’informations, energy.gov est une excellente ressource (https://www.energy.gov/energysaver/planning-home-solar-electric-system), tout comme le Code électrique national (NEC) pour les installations solaires. Solar Energy International dispose également de bons manuels sur le sujet. Nous espérons que ce billet vous aidera à poursuivre vos recherches sur l’énergie solaire !