Le couvercle transparent GNB60 réduit de 50 % le temps d'inspection de la boîte de distribution

SolGrid O&M Services, entreprise de maintenance de centrales photovoltaïques dans le sud de l'Espagne, exploite et entretient 200 MW de production solaire distribuée. Chaque mois, les techniciens inspectent 1 200 boîtes de distribution basse tension qui relient les circuits de strings aux onduleurs. Chaque inspection exigeait un accès complet aux jeux de barres et aux disjoncteurs internes, ce qui impliquait d'ouvrir de lourds capots en acier opaques et de consigner le circuit. En mai 2023, SolGrid a remplacé ces capots par le capot transparent encastré GNB60 de SINGI. Cette modification a réduit de moitié le temps d'inspection, éliminé la plupart des pertes de production liées à la consignation et amélioré la sécurité des intervenants.

Qui exploite les boîtes de distribution ?

SolGrid n'est pas un distributeur d'électricité mais une société spécialisée dans l'exploitation et la maintenance. Ses clients sont des propriétaires d'actifs qui veulent un rendement maximal de leurs centrales photovoltaïques. SolGrid emploie 34 techniciens de terrain et assure deux missions principales : le dépannage réactif et la maintenance préventive planifiée. Les boîtes de distribution en question sont des enveloppes murales abritant chacune un interrupteur principal, des fusibles et des bornes de surveillance. Elles sont installées en extérieur, à proximité des champs photovoltaïques, et doivent donc être étanches à la poussière, à la pluie et à la chaleur extrême.

Avant la modification, les boîtes étaient équipées de portes en acier standard avec joints. Les portes étaient opaques et maintenues fermées par des loquets quart de tour. Pour inspecter les disjoncteurs ou relever le tensionmètre, un technicien devait déverrouiller la porte avec une clé, la maintenir pendant qu'il contrôlait les composants sous tension, puis la refermer et la reverrouiller. Ce processus paraît simple sur le papier, mais dans les conditions du site, il créait un goulot d'étranglement.

Qu'est-ce qui rendait les anciens couvercles de boîte de distribution inadéquats ?

Le premier problème était le temps. Les champs solaires s'étendent sur des hectares, et un technicien peut passer jusqu'à 12 minutes par boîte : ouverture, inspection visuelle, contrôle au multimètre, puis fermeture. Avec 1 200 boîtes inspectées chaque mois, les inspections consommaient 240 heures-personne par cycle. Le deuxième problème était le risque. Ouvrir un capot opaque expose le technicien aux jeux de barres sous tension si l'interrupteur n'a pas été consigné. Plusieurs quasi-accidents ont été signalés dans l'année précédant la rénovation. Troisièmement, l'ouverture du capot déclenchait la surveillance de défaut à la terre de l'onduleur, car le verrouillage de la porte de la boîte n'était pas toujours fiable. Cela provoquait de fausses alarmes et des arrêts inutiles.

SolGrid avait déjà tenté quelques correctifs. Ses techniciens ont posé des plaques d'acrylique transparent sur les ouvertures, mais celles-ci n'étaient pas stabilisées aux UV et ont jauni au bout de six mois. Une autre tentative a utilisé de grandes fenêtres en plastique rivetées sur les portes en acier, mais les joints fuyaient, laissant l'eau atteindre les bornes. Aucune des deux solutions n'a résolu le conflit fondamental entre accès visuel et protection.

Pourquoi ont-ils choisi le couvercle transparent encastré GNB60 ?

La décision est intervenue après comparaison de trois options : (a) des fenêtres en acrylique fabriquées sur mesure, (b) des capots métalliques à charnières munis de petites fentes de vision, et (c) le capot transparent encastré GNB60 de SINGI. La première option était bon marché mais non éprouvée en extérieur sous UV. La deuxième ne permettait toujours pas de voir l'ensemble des composants internes sans se pencher. Le GNB60 offrait un panneau en polycarbonate transparent avec un joint classé IP65 et un profil encastré, affleurant, qui permettait aux techniciens de voir l'état de chaque interrupteur et disjoncteur sans ouvrir la porte.

Le responsable maintenance de SolGrid a testé dix capots sur un même site pendant trois mois. Le GNB60 n'a montré aucune opacification et évacuait l'eau proprement lors des orages. De plus, les inspections thermographiques pouvaient être réalisées à travers le panneau transparent sans ouvrir la boîte, ce qui réduisait le risque thermique et le risque d'arc électrique.

Comment le couvercle GNB60 a-t-il été adapté sur 1 200 boîtes de distribution ?

Le projet a duré quatre semaines, l’installation étant réalisée par les propres techniciens de SolGrid. Les étapes étaient les suivantes :

• Vérification d’échantillons sur trois coffrets de chaînes pour confirmer les dimensions de la découpe de porte et la compatibilité du joint.
• Commande en lot de 1 300 couvercles (y compris 8 % de rechange) afin de garantir une couleur uniforme et des tolérances de fabrication homogènes.
• Pendant une fenêtre programmée de faible ensoleillement sur quatre centrales, les techniciens ont déposé les portes existantes et monté les couvercles GNB60 à l’aide de la visserie en acier inoxydable fournie.
• Chaque installation comprenait un contrôle du couple de serrage des vis du couvercle et un test à la fumée pour valider l’étanchéité.
• Tous les coffrets rénovés ont été enregistrés dans le système CMMS avec de nouveaux codes QR pour une inspection par simple scan.

La seule véritable difficulté a été de régler la profondeur de découpe pour les coffrets fabriqués par différents fournisseurs. SolGrid a résolu ce problème en ajoutant une entretoise en caoutchouc de 2 mm sur les coffrets dont le rebord de porte était moins profond. Cette entretoise a été testée afin de préserver l’indice IP.

Quelles améliorations mesurables le couvercle GNB60 a-t-il apportées ?

Après six mois d’exploitation, SolGrid a comparé les données des deux mois précédant et suivant la rénovation.

• Le temps d’inspection par coffret est passé de 12 minutes à 5,5 minutes en moyenne, soit une réduction de 54 %.
• Les arrêts liés au sectionnement ont diminué de 82 %, car les techniciens pouvaient d’abord regarder à travers le couvercle transparent et n’ouvrir le coffret que lorsque l’accès aux bornes était strictement nécessaire.
• Les réclamations pour perte d’énergie des propriétaires attribuables aux inspections sont passées d’environ 36 000 $ par an à 4 000 $ par an.
• Aucune nouvelle infraction aux règles de travail sécurisé contre l’arc électrique n’a été enregistrée sur les sites rénovés, contre trois quasi-accidents l’année précédente.
• Les fausses alarmes déclenchées par des défauts d'interverrouillage de porte ont totalement disparu.

Au total, la réduction du temps d'inspection a libéré 6 240 heures de technicien par an. SolGrid a réaffecté ces heures au nettoyage préventif et aux contrôles de couple de serrage, ce qui a réduit de manière mesurable la récurrence des pannes d'onduleur.

Que dit le responsable des opérations à propos du couvercle transparent ?

« Nous voyions cela comme une petite amélioration de sécurité », déclare le responsable des opérations de SolGrid. « Cela s'est révélé être l'amélioration de productivité la plus rentable de l'année. Les techniciens peuvent désormais contrôler l'état complet du circuit depuis l'extérieur de la boîte, et lorsque nous l'ouvrons, l'environnement est propre et visiblement sûr. »

Que peuvent apprendre les autres exploitants d'installations de ce projet ?

L’expérience de SolGrid offre quelques leçons claires :

• Les capots opaques constituent un goulot d'étranglement caché. Tout exploitant qui effectue des inspections fréquentes sur des équipements de distribution devrait estimer le coût total du temps d'ouverture et de fermeture avant de rejeter les capots transparents comme purement esthétiques.
• Vérifiez les performances aux UV et au vieillissement avant de déployer des alternatives bon marché. Les plaques acryliques précédentes de SolGrid ont jauni et n'ont pas su fléchir sous la dilatation thermique.
• Envisagez la thermographie. La possibilité d'inspecter les points chauds à travers un capot transparent change le flux de travail de la maintenance .

Si SolGrid devait recommencer, elle vérifierait la profondeur de la découpe de porte sur la boîte de chaque fournisseur avant de commander. Une simple entretoise a résolu une incompatibilité, mais l'équipe gagnerait une semaine en prémésurant toutes les boîtes avec un scanner 3D pendant la phase pilote.

Références

[1] IEC 62548:2016, Systèmes photovoltaïques (PV) – Exigences de conception.

[2] Chen G, Mou X. Study on the coordination between MCB and RCBO in low-volt-level power distribution systems. Electrical Engineering, 2022.