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Onduleur Photovoltaïque

Qu’est-ce qu’un onduleur photovoltaïque

Découvrez toutes les caractéristiques des onduleurs photovoltaïques et utilisez ce guide pour choisir le meilleur pour votre projet


Dans le vaste paysage de l’énergie solaire, les onduleurs photovoltaïques jouent un rôle crucial en tant que cœur battant des installations photovoltaïques. Dans cet article, nous explorerons en détail le rôle fondamental des onduleurs dans le processus de génération d’énergie solaire et leur nécessité dans la conversion du courant continu en courant alternatif.

À la fin de cet article, vous pourrez également visionner deux courtes vidéos vous montrant comment utiliser un outil de conception d’installations photovoltaïques et, par conséquent, comment choisir et configurer un onduleur.

Système de conception photovoltaïque 3D BIM issu du logiciel Solarius PV

Système de conception photovoltaïque 3D BIM issu du logiciel Solarius PV

Qu’est-ce qu’une installation photovoltaïque

Avant de parler de l’onduleur et de toutes ses caractéristiques, faisons une brève introduction sur l’installation photovoltaïque.
Une installation photovoltaïque est un système électrique avancé exploitant une ressource inépuisable telle que le soleil et pouvant être principalement divisé en deux catégories : 

  1. installations connectées au réseau
    • intégration aux installations électriques résidentielles ou industrielles conventionnelles ;
    • utilisation alternative ou combinée avec le réseau électrique pour répondre aux besoins énergétiques de l’utilisateur final ;
  2. installations autonomes
    • conçues avec des systèmes de batteries pour assurer la continuité du service, garantissant la fourniture d’énergie même pendant les heures nocturnes ou en l’absence d’un ensoleillement suffisant.

Production d’électricité à partir d’une installation photovoltaïque

Un panneau photovoltaïque contient des cellules photovoltaïques convertissant l’énergie solaire en électricité. Ces cellules, composées de semi-conducteurs tels que le silicium, forment des modules solaires. Lorsqu’elles absorbent la lumière solaire, elles libèrent des électrons, la base de l’électricité. Les électrons déplacés à travers le semi-conducteur créent un déséquilibre de charge, générant un potentiel de tension similaire à une batterie.

Composants principaux d’une installation photovoltaïque

L’installation photovoltaïque est composée des éléments suivants : 

  1. modules photovoltaïques – capturent l’énergie solaire pour produire de l’électricité ;
  2. structures de support des modules – soutiennent et fixent les modules au toit, optimisant l’exposition au soleil ;
  3. onduleur – transforme le courant continu (CC) produit par les modules en courant alternatif (CA) utilisable par les utilisateurs résidentiels ou industriels. Utilise des dispositifs de protection pour garantir la sécurité de l’installation ;
  4. câbles électriques – transportent l’énergie de l’installation aux utilisateurs.

De plus, des composants additionnels sont présents, tels que : 

  1. système de surveillance – permet la surveillance à distance de la production, de la consommation et de l’état de l’onduleur ;
  2. installation de stockage – système innovant pour améliorer l’efficacité, permettant le stockage de l’énergie produite pendant la journée pour une utilisation pendant les périodes sans production solaire, maximisant l’autoconsommation.

Les installations photovoltaïques, en plus de générer une énergie durable, intègrent des technologies supplémentaires pour optimiser les performances et offrir des solutions novatrices dans le domaine de la production et du stockage d’énergie.

Qu’est-ce qu’un onduleur photovoltaïque

L’onduleur photovoltaïque, également connu sous le nom d’onduleur solaire, représente une composante indispensable d’une installation photovoltaïque. Sans lui, l’électricité générée par les panneaux solaires serait intrinsèquement incompatible avec le réseau électrique domestique et avec les appareils que nous souhaitons alimenter par autoconsommation.
Sa principale fonction est de convertir le courant continu (CC) produit par les panneaux solaires en courant alternatif (CA), le rendant adapté à une utilisation quotidienne dans nos foyers. Sans cette transformation, l’énergie générée resterait impraticable dans le contexte domestique.

Mais l’onduleur n’est pas seulement un convertisseur de courant ; il est bien plus que cela. Il optimise la production totale d’énergie, garantissant que l’installation photovoltaïque fonctionne à son maximum. Cette optimisation non seulement maximise l’efficacité de l’installation mais permet également une utilisation plus intelligente de l’énergie solaire, réduisant les gaspillages et maximisant le rendement.

De plus, l’onduleur est également nécessaire pour répondre à d’autres aspects très importants, tels que : 

  1. optimisation de la production énergétique : cette optimisation est essentielle pour maximiser les performances globales du système ;
  2. équipement de dispositifs de protection intégrés : chaque onduleur photovoltaïque est équipé de dispositifs de protection intégrés. Ces composants sont essentiels pour garantir la sécurité de l’installation solaire en cas de panne ou de court-circuit. La présence de ces mécanismes de sécurité est cruciale pour la protection à long terme de tout le système ;
  3. fonction de surveillance avancée : l’onduleur photovoltaïque n’est pas seulement un convertisseur et un dispositif de protection. Il assure également une surveillance complète de l’installation solaire. Grâce à cette caractéristique avancée, nous pouvons rapidement détecter des défaillances ou des dysfonctionnements dans la production d’énergie électrique, permettant des interventions rapides pour maintenir l’efficacité de l’installation.
Schéma de production d'énergie photovoltaïque

Schéma de production d’énergie photovoltaïque

Comment fonctionne un onduleur photovoltaïque

Maintenant que nous avons défini les fonctions fondamentales des onduleurs photovoltaïques, examinons de près leur processus opérationnel et les exigences pour une installation correcte.
Les panneaux solaires photovoltaïques convertissent la lumière solaire en électricité, mais il s’agit d’un courant continu, inadapté à une utilisation domestique. L’onduleur photovoltaïque devient alors essentiel pour les installations solaires, car il convertit le courant continu en courant alternatif. Ce processus permet d’intégrer l’énergie solaire dans nos habitations.

Certains aspects clés à considérer avant l’installation d’un onduleur photovoltaïque incluent : 

  1. fonctionnement correct des circuits électriques domestiques : assurez-vous que les circuits électriques domestiques sont en excellent état pour garantir une intégration efficace de l’onduleur ;
  2. positionnement optimal de l’onduleur photovoltaïque : l’emplacement de l’onduleur est crucial pour garantir des performances optimales. Le choix de l’emplacement doit être soigneusement évalué ;
  3. connexions électriques entre l’onduleur et le tableau électrique de la maison : une connexion correcte entre l’onduleur et le tableau électrique de la maison est essentielle pour assurer une distribution sûre de l’énergie ;
  4. dimensionnement approprié de l’onduleur : le dimensionnement correct de l’onduleur est crucial pour s’adapter aux besoins spécifiques de l’installation photovoltaïque.

Pour comprendre pleinement le fonctionnement de l’onduleur photovoltaïque, il est essentiel de considérer que le réseau domestique utilise du courant alternatif avec des paramètres spécifiques : 230 volts et 50 Hz.
Le fonctionnement de l’onduleur peut être assimilé à une combinaison d’un alternateur et d’un transformateur, avec l’ajout d’un circuit impliquant des transistors, des Mosfet ou des IGBT. Des composants tels que les microcontrôleurs, les oscillateurs et les amplificateurs sont essentiels pour maximiser l’efficacité et la sécurité dans la conversion du courant continu en alternatif, prévenant les incidents tels que les surtensions et les courts-circuits.

Types d’onduleurs photovoltaïques

Approfondissons davantage les différentes typologies et les applications spécifiques de chaque modèle.

Onduleurs monophasés et triphasés

  • monophasés : indiqués pour les réseaux monophasés, ils se caractérisent par deux connecteurs (phase et neutre). Idéaux pour des installations de taille modérée, jusqu’à 6 kW ;
  • triphasés : composés de trois phases et de courants alternatifs, ils conviennent à des installations plus importantes telles que les installations industrielles ou commerciales. Leur présence dans le domaine domestique est moins courante.

Types d’onduleurs pour les installations connectées au réseau

  1. onduleurs de chaîne : 
    • communs et économiques ;
    • adaptés aux systèmes sans ombrages significatifs ;
    • entretien facile ;
  2. onduleurs centralisés : 
    • préférés dans de grandes installations ;
    • connectent les modules en série à un seul onduleur ;
    • limitations en cas d’ombrages, mais simplicité d’utilisation ;
  3. micro-onduleurs : 
    • installés sur chaque panneau individuel ;
    • maximisent le rendement de chaque module ;
    • coût plus élevé, mais avantages en termes de surveillance et de durabilité ;
  4. onduleurs hybrides : 
    • Similaires aux onduleurs de chaîne traditionnels ;
    • Gèrent la charge/décharge des batteries ;
    • Intègrent des technologies avancées telles que les onduleurs intelligents pour maximiser l’efficacité.

Onduleur photovoltaïque pour installations autonomes

  • Utilisés dans des installations isolées du réseau électrique.
  • Extrait l’énergie des batteries pour la convertir en courant alternatif.
  • Idéaux pour des situations sans accès électrique, comme des chalets en montagne ou des véhicules récréatifs.

Onduleurs photovoltaïques de 3 kW et 6 kW

  • Modèles requis pour des installations de taille moyenne.
  • Le nombre de panneaux pouvant être connectés dépend de la puissance de chaque module et de la tension totale du système.
  • Le dimensionnement prend en compte des variables telles que l’espace disponible, l’orientation et les ombrages.

Dans chaque choix, il est essentiel de considérer non seulement la puissance nominale de l’onduleur mais aussi les besoins spécifiques de l’installation.

Comment configurer un onduleur photovoltaïque

Vous trouverez ci-dessous un vidéo qui vous montrent comment choisir et configurer un onduleur, avec un logiciel de conception d’installations photovoltaïques.

 

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