Pourquoi les batteries solaires enfichables de type résidentiel prennent-elles feu ? Comment une protection plus intelligente permet-elle de prévenir ce risque ?
Avec l’essor rapide des installations solaires de balcon et des systèmes de batteries solaires domestiques enfichables en Europe, la sécurité est devenue l’une des principales préoccupations des propriétaires.
La bonne nouvelle, c’est que les systèmes solaires et de stockage résidentiels sont, statistiquement, très sûrs. Des études montrent que seuls environ 0,006 % des systèmes photovoltaïques sont touchés par des incidents liés à un incendie.
Toutefois, des études menées par le secteur ont révélé que, lorsque des défaillances surviennent, la batterie elle-même n’en est souvent pas la cause première. Les problèmes de raccordement électrique, la surchauffe des connecteurs et les problèmes liés à l’installation comptent parmi les causes les plus fréquentes des incendies dans les systèmes photovoltaïques.
Il devient de plus en plus important de bien comprendre ces risques, d’autant plus que les systèmes de batteries enfichables sont souvent installés près d’espaces de vie quotidiens.
Dans cet article, nous examinerons pourquoi les connecteurs photovoltaïques constituent l’un des risques d’incendie les plus sous-estimés dans les systèmes de batteries domestiques, et quelles mesures peuvent être prises pour les prévenir.
Pourquoi la sécurité est-elle encore plus importante pour les batteries solaires domestiques enfichables ?
Contrairement aux équipements solaires traditionnels sur toiture, les batteries domestiques enfichables sont souvent installées beaucoup plus près des espaces de vie quotidiens. Selon la configuration de la maison, elles peuvent être situées :
Buanderies
Locaux de stockage
Garages
Sous-sols
Locaux techniques intérieurs
Près des espaces de vie
La sécurité est donc particulièrement importante.
Un défaut qui pourrait passer inaperçu lors d’une installation sur un toit peut avoir des conséquences bien plus graves lorsque l’équipement est installé à l’intérieur d’une habitation.
Par conséquent, les systèmes modernes de batteries domestiques doivent être conçus non seulement pour offrir des performances optimales, mais aussi pour assurer une surveillance continue des risques et une détection précoce des défaillances.
Ce que révèlent les données du secteur
D’après les enquêtes menées par TÜV Rheinland, les connecteurs photovoltaïques constituent l’une des causes les plus fréquentes d’incendies liés aux installations solaires au niveau des composants.
Leurs conclusions indiquent que :
Les connecteurs photovoltaïques représentent environ 24 % des causes d’incendie identifiées liées aux composants, ce qui en fait l’une des principales sources de défaillance des systèmes photovoltaïques.
Dans les cas impliquant des défauts d’arc CC, plus de la moitié sont dus à des problèmes liés aux connecteurs.
Les erreurs d’installation et de conception restent parmi les principales causes d’incendies liés aux installations photovoltaïques, représentant plus d’un tiers des cas ayant fait l’objet de l’enquête.
Ces conclusions mettent en évidence une réalité importante :
Dans de nombreuses situations, le problème n’est pas le panneau solaire ou la batterie elle-même, mais le raccordement électrique entre les composants du système.
Un petit composant aux grandes répercussions
Souvent, ce ne sont pas les cellules de batterie qui sont à l’origine des accidents, mais les connecteurs. Tout système photovoltaïque comporte de nombreux raccordements électriques. Les panneaux solaires, les batteries et les micro-onduleurs sont tous reliés par des connecteurs qui doivent assurer la circulation du courant en toute sécurité pendant des années, malgré les variations des conditions météorologiques et de fonctionnement.
S’ils sont correctement installés, les connecteurs photovoltaïques modernes sont extrêmement fiables. Cependant, dès lors qu’une connexion est desserrée, endommagée, mal sertie ou inadaptée, la résistance électrique peut augmenter considérablement.
Si elle n’est pas détectée, la chaleur peut continuer à s’accumuler jusqu’à ce que les matériaux isolants se dégradent, que des arcs électriques se produisent ou que les matériaux à proximité s’enflamment.
Comment réduire les risques d’incendie liés aux connecteurs
L’expérience du secteur montre que, pour prévenir les incidents liés aux connecteurs, deux problèmes essentiels sont à résoudre :
1. Prévention de la formation d’arc
Les arcs CC comptent parmi les défauts électriques les plus dangereux dans les systèmes photovoltaïques, car ils peuvent s’auto-alimenter et générer des températures extrêmement élevées.
Une approche efficace consiste à réduire la tension de fonctionnement à un niveau auquel les arcs électriques ne peuvent plus s’auto-alimenter facilement. Cela réduit considérablement le risque d’incendies liés aux arcs électriques.
2. Détection de toute chaleur anormale avant que des dommages ne surviennent
Les problèmes liés aux connecteurs apparaissent rarement du jour au lendemain. Dans la plupart des cas, la surchauffe apparaît progressivement à mesure que la résistance de contact augmente.
La surveillance continue de la température permet de détecter à un stade précoce toute accumulation anormale de chaleur, ce qui permet au système de déclencher des mesures de protection avant que les températures ne deviennent dangereuses.
Cette approche est de plus en plus considérée comme l’un des moyens les plus efficaces de prévenir les défaillances liées aux connecteurs.
Gamme HiBattery 4020 : une conception axée sur la sécurité prédictive
À mesure que le secteur acquiert une meilleure compréhension des défaillances liées aux connecteurs, les stratégies de sécurité évoluent, passant d’une protection passive à une prévention proactive des risques.
La gamme de batteries solaires domestiques enfichables HiBattery 4020 de Hoymiles permet de réduire considérablement les risques d’incendie liés aux connecteurs grâce à trois mesures clés.
Prévention des défauts d’arc à la source
Les défauts d’arc CC comptent parmi les risques électriques les plus dangereux dans les systèmes photovoltaïques. Une fois qu’un arc se forme, les températures peuvent dépasser plusieurs milliers de degrés Celsius, ce qui peut endommager les connecteurs, les câbles et les composants situés à proximité.
La raison est simple : une tension CC plus élevée favorise la formation d’un arc électrique et son maintien dès qu’un mauvais contact ou un connecteur endommagé apparaît.
En revanche, pour la gamme HiBattery 4020 de Hoymiles, les modules photovoltaïques sont connectés en parallèle, ce qui permet de maintenir la tension d’entrée photovoltaïque inférieure au seuil de sécurité de 65 V.
Grâce à cette conception, les défauts d’arc ne peuvent pas se maintenir et s’éteignent automatiquement, éliminant ainsi fondamentalement l’une des causes principales des risques d’incendie liés aux installations photovoltaïques.
Surveillance en temps réel de la température d’entrée photovoltaïque
L’un des moyens les plus efficaces de prévenir les défaillances des connecteurs consiste à détecter toute accumulation anormale de chaleur avant que des dommages ne surviennent.
La HiBattery 4020 de Hoymiles est l’un des rares systèmes de batteries domestiques enfichables du marché à intégrer cette fonctionnalité. Une surveillance continue de la température permet de détecter à un stade précoce les problèmes liés à une surintensité, à une mauvaise qualité des contacts ou à des conditions de fonctionnement anormales, qui entraînent une élévation de la température au niveau des bornes d’entrée photovoltaïques.
Si les températures dépassent les seuils de sécurité prédéfinis, le système peut automatiquement déconnecter l’entrée CC, empêchant ainsi toute accumulation supplémentaire de chaleur et réduisant le risque d’incendie.
Cette approche permet de prévenir les risques avant qu’ils ne se transforment en incidents graves en matière de sécurité.
La gamme Hoymiles 4020 est équipée d’une protection contre la surchauffe de l’entrée photovoltaïque.
Surveillance thermique des connecteurs d’empilement
Les connexions desserrées au niveau des bornes restent l’un des risques les plus courants liés à l’installation des systèmes solaires résidentiels.
Pour relever ce défi, Hoymiles a décidé d’utiliser deux capteurs NTC afin de détecter instantanément toute chaleur anormale, plutôt que de s’appuyer sur un seul capteur partagé, comme le font d’autres marques.
Cette surveillance indépendante permet une détection plus rapide et plus précise des surchauffes anormales causées par des connexions desserrées, un mauvais contact ou des problèmes d’installation.
En relevant rapidement les anomalies thermiques, le système peut isoler les défauts avant que des dommages aux connecteurs, des arcs électriques ou une surchauffe ne se produisent. 
Les produits de la gamme Hoymiles 4020 sont les seuls sur le marché à intégrer un système de surveillance thermique des connecteurs d’empilement.
Au-delà de la sécurité électrique : Protection multicouche pour les conditions réelles
Chez Hoymiles, la sécurité n’a jamais été considérée comme une fonctionnalité isolée. Outre les fonctionnalités de sécurité mentionnées ci-dessus, la gamme HiBattery 4020 intègre également plusieurs mesures de sécurité prédictives afin de garantir une sécurité optimale aux propriétaires :
Sécurité au niveau des cellules
Cellules de batterie lithium-fer-phosphate (LFP) prismatiques à haute stabilité thermique
Cellules grand format de 314 Ah de qualité automobile
Sécurité électrique
Protection BMS à 48 couches
Sécurité incendie
Architecture à double MCU pour une protection redondante
Système d’extinction d’incendie par aérosol
Conception à soupape de décharge en cas d’explosion
Sécurité environnementale
Protection IP66 contre la pénétration de poussière et d’eau
Sécurité mécanique
Pour résister aux contraintes mécaniques rencontrées dans des conditions réelles, la HiBattery X est renforcée par trois couches de protection à haute résistance :
Bande d’acier robuste capable de supporter des charges de 8 tonnes afin de limiter la dilatation des cellules lors des cycles continus de charge-décharge ; cela permet de préserver la capacité et la durée de vie des cellules.
Plaques d’extrémité en aluminium extrudé à haute résistance, moulées sous haute pression (3 600 tonnes) afin de limiter la dilatation des cellules et de préserver ainsi leur capacité et leur durée de vie.
Boîtier en alliage d’aluminium à haute résistance, fabriqué selon un procédé de moulage à haute pression (2 500 tonnes), offrant une protection robuste contre les chocs extérieurs et les contraintes mécaniques.
Tout comme la cellule de sécurité utilisée dans les véhicules modernes, cette conception multicouche apporte une résistance aux déformations, aux chocs et aux contraintes externes tout au long de ses années de fonctionnement.
La gamme Hoymiles 4020 est équipée d’un extincteur interne.
Sécurité thermique
La chaleur est l’un des principaux facteurs qui nuisent à la durée de vie des batteries.
La gamme HiBattery 4020 intègre l’une des architectures d’onduleurs les plus performantes du secteur, associée à un système de refroidissement à ailettes larges permettant de réduire au minimum la production de chaleur.
De plus, elle adopte une disposition optimisée des cellules de batterie en 2 × 2, plutôt que la disposition classique en 1 × 4 couramment utilisée dans de nombreux systèmes de batterie. Dans la configuration 1 × 4, les cellules intérieures sont entourées de cellules voisines des deux côtés, ce qui rend la dissipation plus difficile et entraîne des températures de fonctionnement plus élevées. En revanche, l’architecture 2 × 2 permet une répartition plus uniforme de la chaleur et améliore les performances de refroidissement sur l’ensemble du bloc-batterie.
Grâce à sa conception innovante, même en période de forte chaleur pendant l’été, la température interne reste inférieure à 60 °C, soit bien en dessous du seuil d’emballement thermique. Cela permet de garantir la sécurité de la batterie, d’améliorer la fiabilité du système et de prolonger la durée de vie de la batterie.
L’avenir de la sécurité des batteries domestiques passe par une prévention plus intelligente
À mesure que les systèmes solaires et de stockage enfichables se généralisent, les attentes en matière de sécurité évoluent elles aussi.
Les propriétaires ne se contentent plus de batteries plus grandes ou d’une puissance plus élevée. Ils souhaitent disposer de systèmes capables de déterminer les risques à un stade précoce, d’y réagir de manière intelligente et de fonctionner en toute sécurité dans des conditions réelles.
L’avenir de la sécurité des systèmes résidentiels de stockage d’énergie ne dépendra pas d’une seule fonctionnalité de sécurité. Il dépendra de la capacité d’un système à détecter efficacement les anomalies avant qu’elles ne deviennent dangereuses.
<HiBattery 4020 X>
<HiBattery 4020 AC>
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