D’un point de vue technique, les onduleurs sont les composants essentiels d’une installation photovoltaïque. Ils déterminent l'efficacité et la fiabilité de l'ensemble de l’installation. Pour renforcer la compétitivité internationale de l'industrie photovoltaïque allemande, il convient de poursuivre de façon soutenue le développement de la technologie des onduleurs et de conforter son avance à l'aide d'innovations dans les différents secteurs technologiques.
Les onduleurs photovoltaïques actuels sont constitués à plus de 70 % de composants mécaniques et électromécaniques destinés à des structures d'assemblage, de support et de refroidissement. L'objectif du projet collectif PV-Pack était par conséquent de se pencher de façon ciblée sur ces éléments relevant des techniques de montage, d'assemblage et de refroidissement afin de permettre la réalisation d'onduleurs photovoltaïques nettement plus compacts et meilleur marché grâce à de nouvelles technologies, de nouveaux matériaux et de nouvelles méthodes d'optimisation.
Favorisant une collaboration étroite entre la science et l'industrie, le projet PV-Pack a permis l'élaboration d'une multitude d'innovations variées dans ce domaine, qui ont été évaluées dans un démonstrateur technologique de catégorie 50 kilowatts ainsi que dans une plate-forme d'expérimentation d'onduleurs dotée de composants novateurs en carbure de silicium. Les nouvelles approches technologiques et méthodes ont permis de mettre en évidence des manières efficaces de doubler la densité de puissance tout en réduisant sensiblement les coûts et en préservant la fiabilité éprouvée des onduleurs de SMA.
Certains premiers résultats partiels du projet, tels que le concept innovant de construction d'appareil, seront intégrés dès cette année dans des onduleurs SMA fabriqués en série. Les connaissances acquises au sujet des nouvelles approches technologiques et de la méthode permettant de les combiner au mieux entre elles établissent des bases importantes pour les recherches préparatoires ultérieures et les produits de série qui en découleront.
Le projet a clairement montré que l'optimisation mécanico-thermique au moyen de nouveaux matériaux et technologies présente un potentiel important non encore exploité pour le développement futur et l'indispensable réduction des coûts des onduleurs. En outre, l'emploi de nouveaux composants en carbure de silicium permet d'améliorer sensiblement la compacité et les performances des appareils, ce qui a pu être démontré dans la pratique sur un onduleur de laboratoire parfaitement fonctionnel, également équipé des nouvelles solutions technologiques élaborées dans le cadre du projet. Les résultats obtenus dans le cadre du projet collectif interdisciplinaire PV-Pack aideront l'industrie allemande à résister à la concurrence internationale de plus en plus acharnée et à préserver une infrastructure industrielle en Allemagne.
Les partenaires impliqués dans le projet
SMA Solar Technology AG
Avec un chiffre d’affaires estimé à près d’un milliard d’euros en 2016, le groupe SMA est le leader mondial dans le domaine des onduleurs photovoltaïques, un élément central de toute installation photovoltaïque, et propose des technologies novatrices destinées aux futures structures d'approvisionnement énergétique. La société a son siège social à Niestetal à proximité de Kassel (Allemagne) et est représentée dans 20 pays. SMA emploie plus de 3 000 collaborateurs dans le monde et produit une vaste gamme d’onduleurs adaptés à tous types de panneaux photovoltaïques et à toutes les puissances d’installations photovoltaïques. La gamme de produits, qui a reçu de nombreuses distinctions, englobe aussi bien des solutions pour les installations photovoltaïques couplées au réseau que des systèmes hybrides ou pour sites isolés. SMA offre également des solutions d’ingénierie des systèmes pour différentes technologies de batterie et classes de puissance, et coopère avec des fabricants de batteries de renom ainsi qu’avec des entreprises du secteur automobile. La technologie de SMA est protégée par environ 700 brevets et modèles d’utilité. Des services complets et l’exploitation opérationnelle de grandes installations photovoltaïques viennent parfaire l’offre de prestations. Depuis 2008, la société mère SMA Solar Technology AG est cotée au Prime Standard de la Bourse de Francfort (S92) et est la seule entreprise du secteur solaire à être enregistrée à ce jour au TecDAX.
Institut Fraunhofer ISE pour les systèmes d'énergie photovoltaïque
Comptant environ 1 100 collaborateurs, l'institut Fraunhofer ISE pour les systèmes d'énergie photovoltaïque situé à Fribourg-en-Brisgau est le plus important institut européen de recherche en énergie solaire. L'institut Fraunhofer ISE s'engage pour un système d'approvisionnement en énergie durable, économique, sûr et socialement équitable sur la base d'énergies renouvelables. Dans le cadre de ses axes de recherche principaux que sont l'efficacité énergique, la production énergétique, la distribution et le stockage de l'énergie, il crée les conditions techniques requises pour un approvisionnement énergétique efficace et respectueux de l'environnement, tant dans les nations industrialisées que dans les pays émergents et en développement. À cet effet, l'institut développe des matériaux, des composants, des systèmes et des procédés dans cinq domaines d'activités. En outre, le Fraunhofer ISE dispose de plusieurs centres d'essais accrédités ainsi que d'établissements dédiés à la prestation de services. L'institut est membre de la société Fraunhofer, la plus grande organisation pour la recherche appliquée en Europe.
Institut Fraunhofer IFAM pour la technologie de fabrication et la recherche appliquée sur les matériaux
L'institut Fraunhofer IFAM pour la technologie de fabrication et la recherche appliquée sur les matériaux réalise un travail actif de recherche et de développement dans les domaines du façonnage et des matériaux fonctionnels ainsi que de la technique de collage et des surfaces. L'institut emploie plus de 550 collaboratrices et collaborateurs, dont plus de 90 % travaillent dans des domaines scientifiques et techniques. Les départements « façonnage et matériaux fonctionnels » et « technique de collage et surfaces » de l'institut comptent au nombre des institutions neutres et indépendantes les plus importantes d'Europe. Le Fraunhofer IFAM est membre de l'association des 69 institutions de recherche indépendants de la société à but non lucratif Fraunhofer.
Phoenix Contact GmbH & Co. KG
Phoenix Contact est le leader mondial des composants, des systèmes et des solutions dans le domaine de l'électrotechnique, de l'électronique et de l'automatisation. Cette entreprise familiale, qui emploie aujourd'hui plus de 14 800 collaborateurs dans le monde entier, a réalisé un chiffre d’affaires de 1,97 milliard d’euros en 2016. Son siège social se trouve dans la ville de Blomberg en Westphalie. Le Groupe Phoenix Contact compte douze entreprises en Allemagne et possède 50 sociétés de distribution dans le monde entier. Sa présence à l'échelle mondiale est en outre assurée par 30 agences en Europe et outre-mer. Elle fournit aux marchés de l'industrie automobile, des énergies renouvelables et de l'infrastructure des concepts de solutions holistiques incluant des prestations d'ingénierie, de service technique et de formation conformes à leurs besoins respectifs. En étroite collaboration avec les milieux universitaires et scientifiques, l'entreprise mène des recherches sur des technologies d'avenir telles que l'électromobilité et les technoIogies environnementales et les met en œuvre dans des produits, des systèmes et des solutions adaptés au marché.
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