L’onduleur idéal pour son installation solaire

L’onduleur solaire est le cœur de l’installation solaire. Il sert de passerelle entre le système photovoltaïque et le réseau électrique sur lequel on va injecter la production des panneaux solaires. À ce titre, il est important de bien comprendre le fonctionnement des onduleurs solaires pour bien choisir.
Dans cet article, nous allons essayer de vous donner les informations nécessaires pour que vous puissiez comprendre l’importance de cet équipement dans l’installation solaire. Nous allons répondre à votre question : pourquoi il faut utiliser un onduleur solaire dans son installation ? 

Dans nos prochains articles, nous détaillerons les critères sur comment choisir un onduleur pour son panneau solaire. Si vous voulez plus d’informations alors, n’hésitez pas à nous contacter ou à demander un devis gratuit pour que nous puissions voir directement la faisabilité de votre projet d’installation photovoltaïque. 

Sommaire

Le fonctionnement de l’onduleur solaire

L’onduleur solaire ou variateur solaire ou convertisseur solaire est un élément au centre de l’installation solaire. Cet équipement sert à transformer le courant continu (DC) produit par les panneaux solaires en courant alternatif (AC) utilisable pour nos appareils électriques et pour l’injection sur le réseau. 

Le courant alternatif a pour principe de changer de sens plusieurs fois par seconde ou de fréquence (notée en Hz). Le transport sur une longue distance du courant électrique produit se fait suivant deux options:

Cependant, pour la deuxième option, l’obtention d’une intensité élevée entraîne des pertes d’échauffement par effet Joule. Il sera plus intéressant de transporter l’électricité avec des tensions importantes pour maintenir la puissance dans le câble. 

Dans la vie quotidienne, il est représenté par les panneaux d’indication de ligne à très haute tension près d’un central électrique ou des réseaux électriques. 

Cependant, il faut toujours avoir la même tension de 230 V au niveau de nos prises. Alors comment fait-on ? Pour réussir cette prouesse, on utilise des postes de transformations. 

Le petit problème est qu’en utilisant un courant continu, il est possible d’obtenir une saturation du circuit magnétique du transformateur. Il y a donc un risque de sécurité pour l’installation. Pour éviter de tels problèmes, il sera préférable d’utiliser un courant alternatif.  

Les autres rôles de l’onduleur solaire

À part la conversion du courant DC en courant AC, le convertisseur solaire possède aussi d’autres rôles très importants.

Il assure d’ailleurs la sécurité de l’ensemble du système et intègre plusieurs fonctions de protection:

L’onduleur aura besoin de ces quelques critères pour donner une bonne production et pour réussir à tenir ces différents rôles: 

Dans le cas contraire, votre installation risquera d’avoir des pannes ou des problèmes. Nous vous conseillons aussi de faire appel à des professionnels pour assurer l’installation de vos panneaux solaires ainsi que de leurs onduleurs.  

Ce qu’il faut savoir sur un onduleur solaire

L’utilisation d’un onduleur solaire nécessite aussi la notion de certains termes qui seront très utiles dans la sélection du meilleur type d’onduleur pour votre installation.

Les différents composants de l’onduleur

Les onduleurs solaires possèdent deux types de composants principaux

Chacun d’entre eux est important dans le bon fonctionnement de l’onduleur 

La puissance nominale de l’onduleur

La puissance nominale d’un onduleur solaire est équivalente à la puissance délivrée par le convertisseur en régime constant avec une température donnée (dans la plupart des cas, on utilise la température de 25 °C). Elle est exprimée en Volt/Ampère (VA) tandis qu’on utilise le Watt (W) pour la puissance apparente. 

Capacité de surcharge

Elle est aussi appelée puissance de pointe ou puissance crête. Ce qui décrit la capacité maximale d’un courant d’appel au-dessus du courant nominal supporté par l’onduleur durant une courte durée. En général, elle possède une valeur deux fois supérieure à la puissance nominale.  

Signal de sortie

En d’autres termes, on peut le décrire comme la sortie sinusoïdale définie par le taux d’harmoniques. Le seuil acceptable est de 5 %. Au-dessus de cette valeur, il est possible que le courant injecté puisse nuire à l’alimentation de récepteurs sensibles comme les cartes électroniques.

La technologie associée aux onduleurs solaires

L’utilisation des onduleurs dépend aussi de certains critères comme les différentes technologies qui seront utilisées. Il faudra donc choisir entre ces deux technologies de régulateurs suivants la taille de l’installation.

MLI (Modulation de largeur d’impulsion) ou PMN (Pulse Width Modulation)

C’est une technologie qui se base sur l’adaptation de la tension des panneaux. Pour s’y faire, un régulateur composé d’un interrupteur électronique fonctionnant en MLI et une diode (dispositif antiretour) sera inséré entre le champ photovoltaïque et la batterie.

La fermeture de l’interrupteur dépendra de la tension de limitation du régulateur. En phase « Bluck » c’est-à-dire lorsque la tension de la batterie est inférieure à la tension limite, l’interrupteur est fermé et le chargement de la batterie se fera avec le courant correspondant à l’ensoleillement. 

Après le dépassement du seuil de régulation, l’interrupteur s’ouvre et se ferme à une fréquence fixe. La batterie passera alors en phase Floating. 

Ainsi les onduleurs conçus avec ce type de technologie sont plus adaptés pour les petites installations inférieures à 150 W.

MPPT (Maximum Power Point Tracker)

Cette technologie décrit plutôt un ensemble de composants où on peut inclure les panneaux solaires, les onduleurs et les chargeurs de batteries. Le principe repose sur l’analyse permanente de la sortie du panneau solaire pour appliquer la résistance appropriée suivant les conditions réelles de l’installation.

 Les régulateurs qui bénéficient de cette technologie sont plus performants avec leur microprocesseur et les algorithmes de charge perfectionnés. Ceux de Victron Energy ont, par exemple, un rendement 30 % supérieur aux onduleurs avec un PWM. Ils acceptent une tension d’entrée plus élevée (75V jusqu’à 250V) et sont plus adaptés pour les installations de grandes envergures.

Les pannes possibles d’un onduleur solaire

Dans notre prochain article sur la durée de vie des panneaux solaires, nous expliquerons que la durée d’utilisation des onduleurs solaires est plus courte que celle des capteurs solaires. Voici quelques indications pour savoir si votre onduleur est sur le point de lâcher:

Dans ces cas, vous devez demander à votre installateur de faire un diagnostic complet pour comprendre si les problèmes viennent réellement du dysfonctionnement de l’onduleur ou de l’installation. Parfois ces problèmes pourront être évités avec l’utilisation de micro-onduleurs.

Principe de l’îlotage d’un onduleur solaire

Il est aussi important de comprendre le principe de l’îlotage en cas d’arrêt subit de votre onduleur. En effet, ce processus peut se réaliser lors d’une panne de courant venant du réseau électrique. 

À cause d’une panne générale ou de travaux de maintenance, il y a une possibilité de panne de courant ou de coupure de l’alimentation venant des réseaux électriques. Dans ces conditions, il est aussi possible que votre installation photovoltaïque continue à injecter la production sur le réseau. L’arrêt automatique de l’onduleur est dans ce cas-là une question de sécurité pour éviter l’injection de courant dans la petite partie du réseau qui accueillera votre production (votre îlot). 

Les différents types d’onduleurs

Il existe plusieurs types d’onduleurs pour optimiser la production de votre installation solaire. On peut en distinguer:

L’onduleur central ou l’onduleur string ou l’onduleur de chaîne

Il est utilisé pour piloter une série de panneaux solaires. Son utilisation est réservée pour une installation où les panneaux solaires représentent les mêmes contraintes (inclinaison, orientation et sans ombrage). De ce fait, la production de l’ensemble sera comparable et s’ajoute pour donner la production finale. 

Pour l’installation, il est préférable de placer l’onduleur dans un endroit ventilé près des panneaux solaires. Ainsi il y aura peu de pertes de charge. 

Cependant, en cas de dysfonctionnement d’une unité de panneaux solaires, la totalité de la production sera affectée. Il est donc préférable de demander le conseil de votre installateur pour éviter de tels problèmes.

Le micro-onduleur

Contrairement à l’onduleur central, le micro-onduleur est utilisé pour chaque unité de capteurs photovoltaïques. Il est aussi possible d’associer un ou deux panneaux solaires pour un même micro-onduleur. Avec ces équipements, l’installation solaire pourra s’effectuer en dérivation.

 Il est aussi possible d’exploiter les parties intéressantes de votre toiture, car chaque unité des panneaux solaires sera indépendante. La production sera optimale même si certaines parties de l’installation ne sont pas opérationnelles ou que certains modules ont une production inférieure à la moyenne.