L’énergie solaire photovoltaïque est un moyen écologique pour produire de l’électricité. C’est une énergie renouvelable qui diffère des autres types d’énergie par son processus de production énergétique. En effet, elle n’utilise pas le mouvement comme source d’énergie. Ainsi, elle n’aura pas besoin d’alternateur et ne fournit pas directement un courant alternatif.
Ce type de courant est utilisé par la plupart de nos appareils électroménagers. C’est celui distribué sur nos réseaux électriques. Or, à cause de leur processus de production, les panneaux solaires photovoltaïques produisent un courant continu. Il sera alors nécessaire de convertir l’énergie fournie par un champ solaire avec des dispositifs comme un micro-onduleur et onduleur. De cette manière, le courant produit pourra être consommé directement.
Sommaire
- Qu’est-ce qu’un onduleur solaire ?
- Fonctionnement d’un onduleur
- Onduleurs photovoltaïques
- Quels sont les éléments pour différencier un micro-onduleur onduleur ?
- Onduleur principal
- Micro-onduleur
- Que faut-il savoir d’autre sur le micro-onduleur et l’onduleur?
Qu’est-ce qu’un onduleur solaire?
Un onduleur transforme l’énergie électrique sous forme de courant continu en courant alternatif. Il sert également de régulateur et de stockage temporaire en cas de panne ainsi que de barrière anti-retour.
La conversion de l’électricité est sa fonction principale. Pour un système photovoltaïque, la régulation est une étape importante, car elle permet de stabiliser le courant utilisé. Dans le cas d’une utilisation directe, l’instabilité du courant peut détruire les appareils branchés.
À part cela, le composant électronique de l’onduleur solaire est la diode. Elle lui permet de faire passer le courant uniquement dans un sens. En effet, la technologie de l’onduleur photovoltaïque utilise des composants assez simple, mais astucieux. Lors d’une baisse de luminosité due à la présence de nuage, les panneaux ne pourront pas aspirer l’énergie de sortie. L’onduleur servira alors de barrière anti-retour.
À part cela, cet équipement fonctionne aussi comme un stockage temporaire. Cependant, il ne contiendra qu’une infime partie de la production photovoltaïque.
Fonctionnement d’un onduleur
Un onduleur est un composant utilisé en électrotechnique. Il permet d’obtenir une tension monophasée ou triphasée à partir d’un courant continu.
Pour faire simple, il faut savoir qu’il existe deux types de courant électrique: le courant continu et le courant alternatif.
Le courant continu est l’énergie qu’on retrouve dans les piles à petit voltage pour les jouets, par exemple. Le courant est continu, car il est de même intensité et tension au cours du temps. Contrairement à ce dernier, le courant alternatif présente des variations que sont les oscillations.
Le courant alternatif présente une courbe de tension sinusoïdale qui oscille autour de 0. Pour passer à une tension alternative, il est nécessaire de créer la tension négative pour un semblant d’oscillation. Le composant permettant cette étape est la diode.
À un certain moment, le courant passe dans un sens et ensuite dans l’autre sens. La tension électrique fera alors dans un premier temps une courbe rectangulaire périodique. Il suffit ensuite de parfaire l’ondulation pour permettre le bon fonctionnement du dispositif.
Onduleurs photovoltaïques
Pour les onduleurs photovoltaïques, l’objectif n’est pas seulement de transformer la tension de sortie des panneaux. Il s’agit aussi de maximiser le rendement pour le courant obtenu.
Notons qu’il est inutile que les panneaux aient un excellent rendement si les onduleurs ont une horrible performance. Il sera donc nécessaire de prendre en compte les caractéristiques électriques de l’onduleur.
Bien choisir l’onduleur est un point essentiel. Les meilleurs onduleurs photovoltaïques utilisent généralement la technologie du maximum power point tracking (MPPT).
On obtient les meilleurs niveaux d’électricité des modules solaires à travers ce point. L’onduleur va alors exploiter ces valeurs pour un rendement maximal.
De plus, plusieurs options s’offrent au futur propriétaire d’installation photovoltaïque pour le choix d’onduleur.
Quels sont les éléments pour différencier un micro-onduleur onduleur ?
Le micro-onduleur est un onduleur de petite taille ne supportant qu’un ou deux panneaux solaires photovoltaïques. L’onduleur principal, quant à lui, est utilisé pour convertir le courant de toutes les installations photovoltaïques. La grande différence entre micro-onduleur et onduleur réside aussi dans la notion de taille.
Le micro-onduleur est également appelé onduleur modulaire tandis que l’onduleur central se nomme onduleur de chaîne ou onduleur principal. Cette différence peut paraître minime, mais elle est très grande lorsqu’il s’agit de leur utilisation et leur praticité. Pour mieux les comprendre, il faudra voir les avantages et les inconvénients de ces deux types d’onduleurs.
Onduleur principal
Les panneaux solaires ou modules solaires sont placés en série et forment une longue chaîne. On évaluera ainsi la taille de l’installation par rapport à sa puissance. Les fabricants offrent actuellement des onduleurs de haute technologie. On peut ainsi raccorder tout le systèmephotovoltaïque à un seul point où se placera l’onduleur de chaîne. Un onduleur principal prend alors en charge la transformation du courant de la totalité du circuit photovoltaïque.
Onduleur SMA
Les onduleurs SMA bénéficient des 30 ans d’expertise de ces fabricants. C’est l’un des leaders mondiaux dans le développement et la fabrication de micro-onduleur et onduleur central. Leur produit se distingue par:
- sa longue durée de vie ;
- une garantie de 5 ans avec une extension possible jusqu’à une période de 20 ans ;
- une défaillance minimale ;
- un modèle connecté ;
- un large choix de performance ;
- un service de dépannage compétent.
Le produit le plus connu de cette marque est l’onduleur SMA monophasé, mais, il existe également de modèles triphasés pour les particuliers.
Onduleur Solaredge
Solaredge offre la possibilité à ces différents clients d’avoir un onduleur optimisé DC. Les modules de la gamme possèdent aussi un système qui offrira une meilleure performance. De plus, il possède un système de supervision automatique pour chaque module installé. Les produits de cette marque permettront d’avoir:
- une puissance optimisée pour chaque module ;
- une supervision automatique ;
- différent choix d’onduleurs (monophasé ou triphasé) ;
- une installation facile ;
- un équipement léger et compact ;
- du matériel fiable et performant.
La technologie de tension de ces onduleurs permet aussi d’avoir une tension d’entrée 97 % de rendement durant son utilisation.
Avantages de l’onduleur central
Ce type d’onduleur est très abordable. En effet, un seul onduleur suffit pour tout votre système de panneaux photovoltaïques. Les prix dépendent de la puissance totale de votre site de production.
De plus, contrôler l’électricité à partir d’un seul point est plus facile.
Avec les technologies actuelles, les nouvelles générations d’onduleurs dites hybrides permettent de nouvelles opportunités en matière d’autoconsommation. Citons comme exemple les onduleurs Solaredge, ils sont équipés d’un système simple pour faciliter le raccordement.
L’évolution de l’intelligence artificielle a permis la possibilité d’analyser directement depuis l’onduleur, la préférence de consommation d’électricité, etc. Les calculs doivent être réalisés pour un seul point de transformation, soit exclusivement pour l’onduleur central. Les onduleurs SMA sont, par exemple, dotés d’une gestion intelligente pour une meilleure gestion de l’énergie.
L’onduleur principal est aussi beaucoup plus durable par sa condition d’emplacement. Il est situé à l’abri de la pluie, du soleil, ou aussi d’autres conditions météorologiques. Les éléments naturels contribuent généralement à la dégradation externe, et rarement interne de ces appareils. L’onduleur de chaîne est généralement dans une caisse à proximité du tableau de bord de l’électricité. Il sera alors plus simple de sécuriser l’électricité au niveau de l’onduleur.
Inconvénients de l’onduleur principal
Le plus grand problème au niveau de l’onduleur est surtout en cas d’ombrage d’un panneau solaire. Si la tension au niveau d’un panneau baisse par rapport à celle de ses voisins, la production sera affectée. Ce panneau limitera alors la quantité d’électricité pour l’ensemble de la chaîne de l’installation. La production totale sera alors réduite. Pour un système de courant continu, ce phénomène est très courant.
En cas de défaillance ou d’usure, le remplacement sera nécessaire. De plus, l’ajout de nouveaux panneaux est difficile, pour ne pas dire: impossible. En effet, la taille ou dimension d’un onduleur est quasiment adaptée au besoin spécifique d’un site photovoltaïque. Pour ajouter de nouveaux panneaux, il faudrait songer à utiliser des micro-onduleurs ou à remplacer l’onduleur principal.
Micro-onduleur
Le micro-onduleur est un module utilisé pour convertir le courant d’un ou de deux modules de panneaux photovoltaïques. Il se place sous les cellules solaires et il sera précâblé en plug & play avec les autres micro-onduleurs de l’installation. Ces équipements ont une longue durée de vie d’environ 15 ans et parfois même plus.
Micro-onduleurs Enphase
Les micro-onduleurs Enphase ont un système optimisé avec des puces électroniques et la technologie Burst ModeTM. L’appareil est aussi étanche et résistant aux intempéries, il possède une double isolation et il est résistant à la corrosion. Ces modules sont d’ailleurs certifiés IP67. Il permettra de bénéficier de:
- un système qui utilise la technologie plug-and-play ;
- une longue garantie ;
- une optimisation de la performance des panneaux solaires ;
- un système interconnecté ;
- un produit léger et fiable.
Ils sont utilisés pour optimiser la production des panneaux photovoltaïques et garantissent la sécurité de l’ensemble de l’installation.
Micro-onduleur AP System
AP System est connu comme étant le second fabricant mondial de micro-onduleurs. Ces produits sont munis des dernières technologies venant tout droit de la Silicon Valley. Ils bénéficient également d’une durée de garantie allant de 10 à 25 ans suivant le produit. Les micro-onduleurs de cette marque utilisent également une passerelle de communication pour partager les informations sur la production. Les produits d’AP System offriront ainsi:
- un système simple avec un bon monitoring ;
- un service disponible dans le monde entier ;
- des produits spécialisés dans l’autoconsommation ;
- une facilité d’installation et de branchement ;
- des produits triphasés et monophasés.
Avantages des micro-onduleurs
La qualité d’électricité produite à travers un onduleur principal est pratiquement la même que pour des micro-onduleurs. Par contre, le micro-onduleur en gère une petite quantité. Pour augmenter la taille de votre site photovoltaïque, il suffit d’ajouter un micro-onduleur pour chaque module ajouté. Il ne sera pas nécessaire d’effectuer de nouveaux calculs de dimensionnement.
Il est également avantageux pour un système de micro-onduleurs de superviser la production de chaque panneau solaire. Chaque micro-onduleur permettra de réaliser le monitoring de chaque panneau solaire et garantir une meilleure production. On peut ainsi limiter les pertes possibles pour chaque panneau bien qu’on ne puisse augmenter le rendement.
En cas de panne, la production des autres panneaux ne sera pas affectée. Pour un site photovoltaïque de 10 panneaux, si l’un est en panne, les 9 fonctionnent parfaitement. En cas d’ombrage, seule la puissance aux bornes de ce panneau sera réduite. La défaillance liée à un panneau n’affecte pas la productivité des autres. Il sera alors plus facile de détecter les pannes. De plus, remplacer l’onduleur d’un module est moins onéreux que remplacer l’onduleur principal d’un site.
Les garanties du fabricant sont également à prendre en considération dans la différence entre onduleur et micro-onduleur. Les onduleurs modulaires présentent une garantie jusqu’à 25 ans pour les modèles Enphase. Ils ont quasiment la même durée de garantie que les panneaux solaires. Ils sont alors plus fiables et rentables sur le long terme.
Inconvénients d’un onduleur modulaire
La maintenance du système peut paraître moins chère pour un système d’onduleurs modulaires. Pourtant le coût total de ce système est plus important que pour un système principal d’onduleur. Pour une installation de petite taille, la différence d’utilisation entre onduleur et micro-onduleur peut ne pas être palpable. Or à grande échelle, ce prix peut rapidement augmenter, car il faut autant de panneaux que d’onduleurs.
Un autre inconvénient pour le système modulaire concerne la sécurisation électrique. Le courant alternatif présente davantage de risque que le courant continu. Renforcer la sécurité et l’isolation du système depuis les micro-onduleurs sera alors nécessaire.
Que faut-il savoir d’autre sur le micro-onduleur et l’onduleur ?
Pour le micro-onduleur et l’onduleur, l’entretien et la maintenance du système est un point essentiel pour sa durabilité. Comme il s’agit d’un système électrique, vérifier l’isolation est une étape cruciale. En quoi est-ce si important ?
La raison est de vous protéger et la deuxième raison est de protéger votre installation. Les plus infimes parties non isolées sont des sources potentielles d’incendie et d’électrocution. Rappelons que l’électrocution peut entraîner des brûlures corporelles et cervicales et peut entraîner la mort.
