Bonjour,
De nombreux articles mentionnent la chute, ces jours-ci, de grêlons de la taille d'une balle de golf (4,267cm). Le journal de 20h sur France 2 du 23/06/2022, entre autres, montre par 2 fois des champs PV aux modules fracassés (4'19" et 5'25"). Ce sujet concernent tous les exploitants de centrales PV qui exposent leurs outils de production, au risque de grêle, sur de longues périodes.
Voici un bref résumé de la résistance des modules PV à la grêle : "Les normes qui garantissent cette résistance à la grêle sont les normes n°CEI 61215, n°CEI 61646 et n°CEI 61730. Elles obligent les fabricants à réaliser des tests en condition extrêmes, telles qu’un grêlon de 1,25cm de diamètre maximum lancé à 140km/h ne puisse casser un panneau solaire photovoltaïque."
L'importance des dégâts n'est ni liée au diamètre ni liée à la vitesse mais à l'énergie qui sera dissipée dans le choc. Cette énergie provient de l'énergie cinétique emmagasinée par un tel grêlon, moins l'énergie de déformation du grêlon. Si l'on néglige cette dernière, l'énergie cinétique est donnée par la formule simplifiée de 1/2.m.v2, où m est la masse, en kg, et v la vitesse en m/s, ce qui donne une énergie en Joule (J). La masse est le produit du volume par la masse volumique. Le volume est approximé comme étant sphérique (même si cela n'est pas vrai) et la masse volumique est maximisée en prenant celle de la glace, approximée à 0,92kg/litre (la teneur en air emprisonné lors de la formation du grêlon est inconnue)
L'on constate le décalage entre le diamètre du grêlon prévu par la norme et les diamètres constatés.
Qu'en est-il de la vitesse de chute des grêlons? D'après Wikipédia, "Pour un grêlon de 1 cm de diamètre la vitesse de chute calculée est de 10,4 m/s. Pour un diamètre de 8 cm, la vitesse de chute est de 29,1 m/s et pour un diamètre de 20 cm la vitesse de chute est de 46 m/s." Exprimé en km/h, cela donne pour 1cm, 37,4km/h; pour 8cm, 104,8km/h et pour 20cm, 165,6km/h. Et pour un diamètre de 1,25cm, la chute est estimée se produire à 11,5m/s, soit 41,4km/h. Nous sommes loin des 140km/h de la norme.
L'énergie cinétique accumulée lors des tests normés est de 0,71J. Cela correspond à la chute d'un grêlon de 2,3cm de diamètre, selon les formules rapportées par Wikipédia. Ceci corrobore les dégâts constatés sur le terrain avec des grêlons de 4cm de diamètre.
Ceci doit amener à des mesures pour protéger nos installations.
D'après l'ACTA, p36/56, la lutte passive en agriculture, par sélection des zones peu soumises au risque de grêle, est impossible et la lutte active par canon divers est peu voire pas efficace. L'ACTA recommanderait la pose de filets de protection en arboriculture et en viticulture mais cela n'est pas vraiment envisageable pour protéger un champ PV. Reste donc le renforcement intrinsèque des modules PV, voire des fixations. Cela représente un effort que devront faire les fabricants (les assembleurs de modules), avec un choix de verres plus résistants, entraînant un surcoût que nous devrons accepter pour nos futures installations.
Mais il serait intéressant de recenser, de caractériser et de quantifier les dégâts causés par la grêle, peut-être en lien avec les compagnies d'assurance, afin que chacun puisse éviter de mauvais choix techniques et une surenchère assurantielle. Pour cela, un observatoire de la grêle et du PV pourrait être mis en place, caractérisant les centrales soumises à des phénomènes de grêle, celles qui ont résisté et celles qui ont souffert de dégâts, en précisant, la taille des grêlons, le sens du vent, voire d'autres paramètres météorologiques si nécessaire... la position géographiques, les modules employés, la pente, l'azimut, le type de fixations, l'absence ou l'importance des dégâts... et enfin le coût des dégâts, la prise en charge assurantielle (assureur, conditions tarifaires, franchise...)
Qui pourrait être l'animateur d'un tel observatoire : l'Asso des CV, HESPUL, ENERGIE PARTAGEE ? Il est certain que toutes ces structures devraient y être impliquées. Existe-t-il déjà quelque chose qui lui ressemble ou qui pourrait ajouter cet objet à ses activités. METEO FRANCE pourrait être impliquée...
Belle journée quand même
Michel LOPEZ, à titre personnel.
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Pour ceux qui voudraient…
Pour ceux qui voudraient voir les calculs qui ont conduit à déterminer le diamètre de 2,3cm, voici le lien vers la feuille de calcul.
Le titre de mon billet est réducteur car il ne met pas en avant le besoin de promouvoir un renforcement des verres des modules auprès des assembleurs. Qui s'en charge ?
Michel LOPEZ
Bonjour Pour en avoir parlé…
Bonjour
Pour en avoir parlé pas plus tard qu'avant-hier avec Certisolis, leurs tests pour la norme 61215 sont en effet calibrés pour des grêlons de diamètre 2,5 cm, ce qui est inférieur aux constats faits lors d'orages (de plus en plus) violents. Le fait que les grêlons ne soient pas nécessairement sphériques a aussi son importance sur les dégâts causés. J'avoue que c'est un sujet préoccupant. Je dois contacter bientôt des assureurs et essaierai d'en savoir plus car se sont eux les meilleurs observateurs des sinistres causés en la matière...
Sinon il me semble que les épaisseurs des composants varient d'un module à l'autre..il conviendrait dans un premier temps d'identifier peut-être les fabricants qui ont les produits le plus robustes (ce ne sera pas les "low-costs"..), ou les modèles qui ont fait l'objet de tests plus exigeants...
Noémie Poize
Bonjour. Je crois qu'il…
Bonjour.
Je crois qu'il faut ajouter à ses réflexions une dimension statistique. Nous avons maintenant 400 installations PV en fonctionnement depuis plusieurs années. Pour ma part je suis depuis plus de 10 ans une centaine d’installations. Et nous sommes, département de Vaucluse, la zone kéraunique avec un indice des plus élevés en France (trois fois plus d’orages qu’en région parisienne). Pourtant, à ma connaissance, il n’y a jamais eu de dégâts, dans notre région, dues à la grêle sur des installations PV. Et parmi les centaines de milliers d’installations PV en fonctionnement en France, combien ont été endommagées par la grêle ? Veillons à ce que ce sujet n’atteigne pas le même niveau que le "risque incendie" imputé aux PV il y a quelques années, qui avait été catastrophique pour la filière !
Certes les effets peuvent être spectaculaires (et les médias se ruent dessus) mais il ne faudrait pas que les assurances en profitent pour faire exploser les primes. L’aspect "statistique du risque" est à prendre en compte dans les éventuelles négociations avec les assureurs.
Jean-Michel SERVANT
CV Pays d’Aigues
Bonjour, pas de panique, il…
Bonjour,
pas de panique, il y a beaucoup d'exemples ou les tuiles ont été déchiquetées et les panneaux sont restés en place.
Cdlt
HM pour Gresi21
Bonjour, J'ai repris les…
Bonjour,
J'ai repris les calculs selon la norme IEC 61215-2 de 2016, mentionnée par Noémie et à laquelle REC annonce la conformité de ces modules des séries N-Peak, N-Peak 2, TwinPeak 2, TwinPeak Plus, TwinPeak 4, Alpha et Alpha Pure. Voir certificat REC.
SOLARWATT annonce également la conformité à cette norme pour les gammes ECO 120M (320 à 335W), ECO 60M ( 315 à 325Wc), VISION 60M... EasyIn 60M... EasyIn 60P... Vision 60P... Black 60M... Blue 60P...
Idem pour RECOM pour toute une série de gammes.
Cependant, seule parmi les modèles cités ci-dessus, ceux de REC affichent clairement le résultat au test de grêle. D'autres peuvent se contenter d'indiquer une conformité aux exigences essentielles de la norme. Il faudrait donc vérifier au cas par cas, le résultat de chaque modèle au test de tenue à la grêle de la norme IEC 6125-2 de 2016.
La norme IEC 61215-2 de 2016 implique une énergie 10 fois plus grande que les normes CEI 61215, CEI 61646 et CEI 61730.
Elle implique une énergie 2 fois plus grande que les prévisions de vitesse due à la chute libre d’un grêlon.
Toutefois cette énergie (7,7J) est légèrement moindre que celle d’un grêlon en chute libre, de la taille d’une balle de ping-pong (8,5J).
La conformité à cette norme améliore grandement la résistance des CPV à la grêle.
Lien vers la mise à jour de la feuille de calcul révisée.
Belle journée
Michel Lopez
Bonjour à tous, la dernière…
Bonjour à tous,
la dernière version de la norme NF IEC 61215-2 date d'Avril 2021
L'essai MQT17 "Essai à la grêle" donne la possibilité à l'entreprise le choix de la taille et les vitesses des grêlons. L'énergie cinétique du grêlon est donc entre 2 et 158 J.
Salutations
Olivier DOUCET
Bonjour Olivier, Merci…
Bonjour Olivier,
Merci beaucoup pour cette information.
En injectant les diamètres utilisés par la révision 2021 dans le modèle du grêlon sphérique en chute libre dans l'air, présenté dans Wikipedia, j'arrive aux conclusions suivantes :
Reste à identifier les modules PV satisfaisant ce test avec des grêlons de 45mm de diamètre ou plus.
Belle journé, Michel Lopez
Bonjour à toutes et tous Je…
Bonjour à toutes et tous
Je rejoins le "pas de panique" exprimé par certain.
Pour sa part, CVPM exploite ses 26 CV depuis 2017-18 (25 x 9kWc intégrée en toiture + une 36kWc en surimposition) et aucun sinistre n'est a déplorer coté grêle... pour l'instant.
Nos seuls sinistres sont deux fuites d'eau de pluie en toiture et un panneau endommagé par une tuile faîtière (mal) scellée, décrochée par un vent violent.
Dans les deux premiers cas (fuite), c'est l'installateur qui est intervenu et a résolu le problème avec notre aide et celui du propriétaire du bâtiment... nous n'avons rien signalé aux assurances.
Dans le cas du panneau soumis à la chute d'une tuile, nous l'avons déclaré aux assurances mais sans succès ... c'est un sujet sur lequel je reviendrai avec un post à part sur le pourquoi !
Mais revenons à la grêle:
Je vous parle maintenant de mon installation PV personnelle (située à Orliénas (69) dans le sud ouest lyonnais). Elle a été soumise à un orage de grêle violent en juin 2016. Les grêlons ont, sur leur passage, fortement bosselé les carrosseries des voitures, brisé les velux et autres matériaux de couvertures (tuiles, ondulines,...), détruit les cultures agricoles, la végétation naturelle, et même...blessé des vaches présentes dans les champs. La forme des grêlons (je l'ai constaté moi-même) était extrêmement accidentée avec des arrêtes coupantes. Je n'ai pas d'éléments sur la vitesse et la tailles des grêlons de cet épisode... mais le grêlon que j'ai tenu en main faisait, en longueur, (car ils n'étaient pas ronds) la largeur de ma paume.
Sur les 10 panneaux de mon installation PV, 4 on été endommagés. Ils ont été remplacés par mon assureur sur présentation d'un devis de mon installateur sans aucun problème, sauf celui de la lenteur habituelle des procédures (quatre mois) et le ralentissement de la production qui en a découlée . J'ai surtout "profité" de cette occasion pour remplacer l'ensemble de mes panneaux: 10 panneaux de 200 Wc installés en 2006 remplacés par 8 de 240 Wc et de meilleur rendement... (pour pouvoir garder le même onduleur et le même contrat EDF OA)... Depuis la production est bien meilleure et la perte de production durant la procédure largement rattrapée.(le surcoût du remplacement intégral aussi !)
Oui les cas de chutes de grêles de ce type sont rares, et ne détruisent pas entièrement l'installation. Mais il faut, s'y préparer...! Et il est également probable que des épisodes extrêmes de ce type se multiplient du fait du réchauffement climatique.
Cependant, ce sont des phénomènes très locaux. Dans notre cas de 2016, le couloir de grêle faisait quelques centaines de mètres de large et il a traversé seulement trois ou quatre communes. Et comme il y a eu d'autres cas similaires sur d'autres communes, les agriculteurs et la Communauté de commune ont organisé un programme de lancement de ballons, gonflés à l’hélium, embarquant des torches chargées de sels hygroscopiques qui s'enflamme dans le nuage de grêle de façon à provoquer la chute de petits grêlons... mais la manip a l'air compliquée et couteuse.
Il faut aussi se préoccuper du problème de la perte de production induite par le temps de traitement administratif... est-il de nature à être pris en charge par l'assureur au titre de la perte de production accidentelle ? (personnellement je n'avais pas cette couverture)
D'autre part le matériel évolue beaucoup (depuis 2016 les 240 Wc sont devenus 340 ou plus...!) et remplacer seulement une partie du champ PV est souvent un casse tête... Si l'on a pas stocké une certaine quantité de modules de l'époque, (ce que nous avons fait) il vaut mieux remplacer l'intégralité du champ photovoltaïque (et souhaiter que la destruction du champ PV par la grêle soit la plus massive possible) - mais là je parle surtout pour des 9kWc intégré en toiture (30 modules). Pour les installations de plus grandes surfaces, associer des modules différents est possible si ils sont de dimensions proches. Mais il y a potentiellement un gros travail de rééquilibrage des strings.
A suivre... et bon mois d'Aout
Gilles Dutrève pour CVPM