Coffret photovoltaïque

Une installation solaire comporte deux réseaux distincts : le courant continu entre les panneaux et l'onduleur, et le courant alternatif entre l'onduleur et votre tableau. Chacun appelle ses propres protections, et elles ne sont pas interchangeables. Le coffret regroupe ces protections dans une enveloppe adaptée, câblée et repérée.

Le coffret DC protège la partie continue : sectionnement, protection des chaînes, protection contre les surtensions. Il se place entre le champ photovoltaïque et l'onduleur.

Le coffret AC protège la partie alternative, en aval de l'onduleur, et assure la coupure et la protection différentielle exigées par la NF C 15-100 sur le circuit de production.

Le coffret AC/DC réunit les deux dans une seule enveloppe, avec séparation interne des compartiments. C'est la solution la plus compacte lorsque l'onduleur est proche du tableau, et la plus simple à mettre en œuvre pour une installation résidentielle courante.

Le coffret DC batterie est spécifique au stockage : les tensions, les courants et les modes de défaillance n'ont rien à voir avec ceux d'un champ photovoltaïque. Il fait l'objet de la question 7.

Les étiquettes complètent l'ensemble : elles ne sont pas décoratives, elles sont exigées et vérifiées (question 8).

Pourquoi passer par un coffret plutôt que d'acheter les composants séparément. Un montage échoue rarement sur le choix d'un composant isolé, mais très souvent sur la cohérence de l'ensemble : calibres mal accordés entre eux, section de raccordement insuffisante, pouvoir de coupure inadapté, repérage absent. C'est exactement ce que relève un contrôleur. Un coffret assemblé est cohérent par construction, se raccorde en quelques minutes, et se présente avec sa documentation lors d'un contrôle ou d'une réclamation.

Trois référentiels se superposent, et chacun couvre une partie de l'installation.

La NF C 15-100 est la norme générale des installations électriques basse tension. Elle s'applique à toute la partie alternative : circuit dédié de production, protections, sectionnement, différentiel, mise à la terre. C'est le socle.

Le guide UTE C 15-712-1 est le référentiel spécifique aux installations photovoltaïques raccordées au réseau, jusqu'à 36 kVA. C'est lui qui traite tout ce que la NF C 15-100 ne couvre pas : choix des fusibles de chaîne, parafoudres continus et alternatifs, dispositifs de sectionnement DC, coupure d'urgence pour les services de secours, caractéristiques des câbles solaires, couples de connecteurs, chutes de tension admissibles. C'est le document de référence de cette collection. Le guide UTE C 15-712-2 traite pour sa part des installations hors réseau et de plus grande puissance.

Le référentiel XP C 15-712-3 encadre les installations avec stockage : emplacement des batteries, protections dédiées, exigences renforcées au-delà de 15 kWh de capacité cumulée.

Une précision utile. L'UTE C 15-712-1 est formellement un guide pratique, non une norme au sens strict. Cela n'en fait pas un document optionnel : c'est le référentiel que le CONSUEL applique lors de sa visite, et celui auquel votre assureur se référera. En pratique, une installation qui s'en écarte ne sera pas mise en service.

Quelques exigences transversales à connaître, puisqu'elles conditionnent le dimensionnement de vos coffrets : les câbles DC doivent supporter 1,25 × Isc, être de type solaire (tenue 1 000 V DC et aux UV) ; la chute de tension maximale admissible est de 3 %, avec 1 % recommandé, côté continu comme côté alternatif ; et les connecteurs DC doivent être accouplés par couples de même type et de même marque — un accouplement croisé est une cause reconnue de point chaud.

Trois fonctions, dont la première est toujours obligatoire.

1. L'interrupteur-sectionneur DC. Il permet d'isoler le champ photovoltaïque de l'onduleur pour toute intervention. Il se place à proximité immédiate de l'onduleur, doit permettre une coupure en charge, et doit être visible et verrouillable. Point de dimensionnement essentiel : il se calibre sur la tension à vide de la chaîne par temps froid, soit la Voc du module multipliée par le nombre de modules en série et corrigée à −10 °C. C'est par un matin d'hiver, pas en pleine canicule, qu'une chaîne atteint sa tension maximale.

2. Les fusibles gPV. Ils protègent chaque chaîne contre les courants inverses en cas de défaut sur une autre chaîne. Ils deviennent nécessaires dès que l'installation compte plus de deux chaînes en parallèle, ou dès que le courant inverse possible dépasse la valeur admissible par les modules — cette valeur figure sur la fiche technique du panneau. Le calibre se situe généralement entre 1,5 et 2 fois l'Isc de la chaîne, en se reportant aux tableaux du guide. Avec une ou deux chaînes, les fusibles ne sont pas requis : le courant inverse possible reste inférieur à ce que le module encaisse.

3. Le parafoudre DC, de type 2 dans le cas général. Son caractère obligatoire dépend d'un calcul, détaillé en question 6.

Un point de sécurité propre au continu. Un arc en courant continu ne s'éteint pas spontanément comme un arc alternatif, qui passe par zéro cent fois par seconde. C'est pourquoi un appareil DC n'est jamais interchangeable avec son équivalent AC, même à calibre identique, et pourquoi l'enveloppe et les distances d'isolement sont spécifiques. N'improvisez jamais sur ce point.

Enfin, l'indice de protection. Un coffret DC est souvent installé en extérieur, en combles ou en local technique : visez IP65 dès qu'il n'est pas dans un local sec et clos, et protégez-le du rayonnement solaire direct.

Le coffret AC assure la protection du circuit de production, entre l'onduleur et votre tableau. Ce circuit est dédié : il n'est jamais mutualisé avec des prises ou de l'éclairage.

Quatre éléments :

1. Le disjoncteur dédié, calibré selon la notice de l'onduleur. Attention à son pouvoir de coupure : il doit tenir compte de la contribution de l'onduleur au courant de court-circuit, en plus de celle du réseau.

2. Le dispositif différentiel 30 mA. Le type dépend de votre onduleur, et c'est le point le plus souvent mal traité. Un onduleur sans séparation galvanique qui n'intègre pas de surveillance de courant de défaut continu impose un type B. Un onduleur qui garantit l'absence de composante continue au-delà de 6 mA — cas de la plupart des modèles récents, qui embarquent cette détection — s'accommode d'un type A. La notice de l'onduleur fait foi : ne le déduisez pas, lisez-le.

3. Le parafoudre AC, de type 2, au tableau de raccordement (question 6).

4. Un organe de coupure accessible, exigé lors du contrôle de conformité, et permettant d'isoler la production.

Deux exigences à ne pas oublier, même si elles sortent du coffret lui-même : la chute de tension entre l'onduleur et le point de raccordement doit rester sous 3 %, ce qui dimensionne la section du câble en fonction de la distance ; et la coupure d'urgence destinée aux services de secours doit être prévue lorsque la réglementation applicable à votre bâtiment l'impose, au plus près des onduleurs côté continu.

Côté continu, rien. Le champ photovoltaïque produit du courant continu quel que soit votre raccordement : le coffret DC est identique. Seul le nombre de chaînes et d'entrées MPPT influe sur sa composition.

Côté alternatif, tout l'appareillage change.

En monophasé, les appareils sont bipolaires — phase et neutre. Le disjoncteur, le différentiel et le parafoudre sont dimensionnés en conséquence. Enedis plafonne la puissance injectée à 6 kVA en monophasé : au-delà, il faut brider l'onduleur ou passer en triphasé.

En triphasé, les appareils sont tétrapolaires — trois phases et neutre. Le disjoncteur, le différentiel et le parafoudre doivent tous être en version 4 pôles ; un appareil monophasé n'a aucune équivalence ici. Enedis plafonne chaque phase à 12 kVA, avec un déséquilibre maximal de 6 kVA entre deux phases : la production doit être répartie au mieux sur les trois phases.

Trois conséquences pratiques :

1. Un coffret AC monophasé ne se transforme pas en coffret triphasé. Si vous envisagez de passer en triphasé à moyen terme, dites-le-nous avant de commander.
2. Le calibre du disjoncteur diffère à puissance égale : à 6 kVA, on est autour de 26 A en monophasé, mais moins de 10 A par phase en triphasé.
3. Le comptage et le pilotage suivent la même logique. Un système de mesure prévu pour le monophasé ne convient pas en triphasé, où il faut trois transformateurs de courant ou un compteur triphasé. Un seul capteur sur une installation triphasée donne une régulation fausse.

Indiquez-nous simplement votre type de raccordement et la puissance de votre onduleur : nous vous orientons vers le coffret correspondant.

Le parafoudre n'est pas systématiquement obligatoire côté continu : il résulte d'un calcul.

Le guide UTE C 15-712-1 définit une longueur critique de câble, fonction de la densité de foudroiement (Ng) de votre commune. Si la longueur réelle de vos câbles continus dépasse cette longueur critique, le parafoudre DC est requis. Pour donner un ordre de grandeur, avec une densité de foudroiement de 4, la longueur critique se situe autour de 29 mètres : une liaison réelle de 30 mètres la dépasse, et le parafoudre s'impose. Dans les zones à forte activité orageuse, la longueur critique chute rapidement, et le parafoudre devient nécessaire dès quelques mètres de câble.

Trois règles de mise en œuvre :

1. Le parafoudre s'installe en priorité à proximité de l'onduleur.
2. Si la distance entre le champ et l'onduleur dépasse une trentaine de mètres, un seul parafoudre ne suffit plus : il en faut un second, côté modules.
3. Le courant nominal de décharge (In) minimal recommandé est de 5 kA ; une valeur supérieure allonge la durée de vie de l'appareil.

Le cas du paratonnerre. Si votre bâtiment est équipé d'une protection contre la foudre, on ne se contente plus d'un type 2 : la coordination avec le système de protection impose des dispositions renforcées. Signalez-nous ce point, il change complètement la composition du coffret.

Côté alternatif, un parafoudre de type 2 est installé au tableau de raccordement. Il est d'autant plus justifié que vous êtes en zone exposée, en bout de ligne rurale ou en habitat isolé. Sur une installation solaire, il ne protège pas seulement votre onduleur : il protège tout ce qui est branché derrière.

Notre position, en une phrase. Le parafoudre est l'un des composants les moins chers de l'installation et l'un des plus rentables. Même lorsque le calcul ne l'impose pas strictement, nous vous recommandons de le prévoir : la destruction d'un onduleur par surtension coûte infiniment plus.

Il ne se confond pas avec un coffret DC photovoltaïque, même si les deux manipulent du courant continu. Les régimes électriques n'ont rien à voir.

En basse tension (48 V). La difficulté est le courant : un onduleur de 5 kW sur un parc 48 V fait circuler plus de 100 A. Le coffret doit intégrer un fusible ou un disjoncteur DC calibré, placé au plus près de la borne positive de la batterie, ainsi qu'un sectionneur permettant d'isoler le parc pour intervenir. Les bornes de raccordement doivent accepter des sections de 35 à 70 mm², et le serrage se fait au couple.

En haute tension (150 à 600 V). Le courant retombe à une quinzaine d'ampères, mais la tension devient dangereuse en permanence, y compris onduleur à l'arrêt. Les appareils sont spécifiques, les connecteurs propriétaires, et les manipulations codifiées.

Trois points valables dans les deux cas :

1. Le BMS ne remplace pas la protection externe. Le BMS protège les cellules ; le fusible protège le câble. Une batterie LFP de 5 kWh peut débiter plusieurs milliers d'ampères en court-circuit franc.
2. Le référentiel applicable est la XP C 15-712-3, qui traite aussi de l'emplacement des batteries et durcit ses exigences au-delà de 15 kWh de capacité cumulée.
3. La batterie doit disposer d'un circuit distinct, avec sa propre protection : elle ne se raccorde pas sur le circuit de production photovoltaïque.

Indiquez-nous la tension de votre parc et la puissance de votre onduleur : le calibre du coffret en découle directement.

C'est le poste le plus négligé, et l'un des motifs de non-conformité les plus fréquents lors d'une visite CONSUEL. L'étiquetage coûte quelques euros et fait échouer des dossiers entiers.

Ce que doit comporter une installation photovoltaïque :

• L'avertissement de double source, apposé sur le tableau général et sur les organes de coupure : votre installation peut rester sous tension même après ouverture du disjoncteur de branchement, ce qui n'est pas intuitif pour un intervenant extérieur.
• La signalisation de présence de tension continue sur le coffret DC, sur l'onduleur et le long des cheminements de câbles continus. L'information vitale pour un pompier ou un électricien est que le courant continu reste présent tant qu'il y a de la lumière, indépendamment de toute coupure côté réseau.
• Le repérage des organes de coupure, DC comme AC, clairement identifiés et accessibles.
• Le schéma unifilaire de l'installation, affiché à proximité de l'onduleur ou du coffret.
• Les coordonnées de l'installateur et la date de mise en service.
• Le repérage des chaînes et des circuits à l'intérieur des coffrets.

Une installation avec stockage ajoute la signalisation propre à la batterie : présence d'une source d'énergie autonome, consignes d'intervention, identification du local ou de l'enveloppe.

Nos étiquettes sont conformes aux modèles attendus, résistantes aux UV et à l'humidité — un point qui compte, car une étiquette illisible au bout de deux ans équivaut à une étiquette absente. Posez-les à la mise en service, sur une surface propre et dégraissée, et non « quand vous aurez le temps » : c'est précisément ce qui reste en suspens au moment où le contrôleur se présente.