Onduleurs solaires et photovoltaïques : explication

Qu’est-ce qu’un onduleur solaire ? Les onduleurs solaires et photovoltaïques sont des éléments essentiels des installations photovoltaïques. L’onduleur solaire convertit le courant continu (DC) généré par les panneaux photovoltaïques en un courant alternatif (AC). Les onduleurs photovoltaïques de SMA sont compatibles avec les panneaux photovoltaïques de fabricants renommés. Et nous proposons l’onduleur adapté à chaque domaine d’application, que ce soit pour les ménages, les entreprises ou l’industrie. En savoir plus sur notre technologie innovante ici.

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Onduleur solaire Définition : qu’est-ce qu’un onduleur photovoltaïque ?

Chaque installation photovoltaïque nécessite au moins un onduleur. Tandis que le réseau électrique public fournit du courant alternatif (AC) et que la plupart des appareils électroménagers fonctionnent avec du courant alternatif, les panneaux photovoltaïques de toiture produisent du courant continu (DC). Ce courant continu doit être converti en courant alternatif (AC) pour un usage quotidien. Faute de quoi il n’est pas possible d’utiliser l’énergie auto-produite ou d’injecter dans le réseau électrique public.

Onduleurs − explication simple

Les onduleurs solaires sont souvent considérés comme étant le « cœur » des installations photovoltaïques car ils jouent un rôle clé dans la conversion du courant continu généré en courant alternatif utilisable. Sans onduleur, il ne serait pas possible d’utiliser efficacement et de manière fiable le courant solaire produit par l’installation photovoltaïque. Les onduleurs solaires et photovoltaïques font également le lien entre, d’un côté, les panneaux photovoltaïques sur le toit et, de l’autre, l’approvisionnement énergétique des foyers et le réseau électrique public.

Onduleurs photovoltaïques : modèles et versions

Les onduleurs solaires et photovoltaïques sont disponibles dans différentes versions pour une multitude d’applications. Les types d’onduleurs solaires suivants sont ceux utilisés le plus couramment :

Micro-onduleur solaire

Le micro-onduleur solaire est directement relié aux panneaux photovoltaïques : à chaque panneau photovoltaïque est raccordé un onduleur photovoltaïque. Ces micro-onduleurs solaires sont souvent utilisés dans de petites installations photovoltaïques comme les centrales de balcon.

Onduleur string

Dans les grandes installations photovoltaïques, les panneaux photovoltaïques sont reliés en série les uns à la suite des autres (formant un string). Au lieu d’équiper chaque panneau de son propre onduleur photovoltaïque, l’on utilise ici des onduleurs string. Ceux-ci convertissent tout le courant continu (DC) généré par une section de l’installation en courant alternatif pouvant être utilisé et injecté dans le réseau. Un onduleur multistring combine le flux d’énergie de plusieurs strings de panneaux et convertit l’énergie du courant continu (DC) en courant alternatif (AC).

Onduleur central

Les grandes installations indépendantes, également appelées fermes photovoltaïques ou solaires, sont généralement dotées de centaines de panneaux photovoltaïques. L’on utilise ici des onduleurs centraux qui regroupent les strings de tous les panneaux et convertissent le courant continu (DC) produit par ces derniers en courant alternatif (AC). Les onduleurs centraux sont souvent installés dans un local technique dédié.

Onduleur chargeur ou onduleur solaire avec batterie intégrée

Onduleur-chargeur sont des appareils utilisés dans des installations photovoltaïques équipées de systèmes de stockage à batterie pour convertir le courant continu (DC) stocké dans les batteries en courant alternatif (AC). Cette conversion permet de fournir l’énergie stockée dans la batterie soit pour une utilisation dans des ménages privés, soit pour une injection dans le réseau électrique public.

Onduleur hybride

Onduleur hybride de SMA combine les fonctions d’un onduleur photovoltaïque et celles d’un onduleur-chargeur en un seul appareil.

Quel est le fonctionnement des onduleurs solaires ?

L’onduleur joue un rôle important dans les installations photovoltaïques : lorsque le rayonnement solaire frappe les panneaux photovoltaïques, ces derniers convertissent cette énergie en courant continu (DC). Mais ce courant continu ne peut pas être utilisé par les ménages ni être injecté dans le réseau électrique public. C’est la raison pour laquelle les installations photovoltaïques nécessitent un onduleur photovoltaïque :

Le courant continu (DC) produit par l’installation photovoltaïque est conduit jusqu’à l’onduleur photovoltaïque via un câble.
L’onduleur convertit alors le courant continu (DC) en courant alternatif (AC).
Ce courant alternatif peut être consommé par les ménages ou les entreprises, ou être injecté dans le réseau électrique public.

Les onduleurs solaires convertissent le courant continu en courant alternatif
Le courant alternatif est fourni aux consommateurs
Les panneaux photovoltaïques produisent un courant continu
Le courant alternatif est injecté dans ou prélevé du réseau électrique public

Les onduleurs solaires convertissent le courant continu en courant alternatif
Le courant alternatif est fourni aux consommateurs
Les panneaux photovoltaïques produisent un courant continu
Le courant alternatif est injecté dans ou prélevé du réseau électrique public

Fonctions avancées des onduleurs photovoltaïques de SMA

Outre les fonctions de base, les onduleurs photovoltaïques de SMA peuvent également assurer de nombreuses autres tâches. Voici un aperçu des principales fonctions :

Surveillance du rendement et de l’installation photovoltaïque

La surveillance de l’installation photovoltaïque et du rendement atteint ne doit pas être chose compliquée. Les onduleurs solaires résidentiels et les onduleurs solaires de SMA pour un usage domestique avec Home Management System se commandent facilement à l’aide d’un smartphone ou d’une tablette. Toutes les données de production sont facilement accessibles dans le Sunny Portal et l’application mobile SMA Energy.

Surveillance du réseau

Les onduleurs photovoltaïques et solaires de SMA garantissent que la tension et la fréquence restent constantes lorsque l’énergie auto-produite est injectée dans le réseau domestique.

Optimisation de puissance

Avec SMA ShadeFix, les onduleurs photovoltaïques et solaires de SMA tirent toujours le maximum des panneaux photovoltaïques, et ce malgré les impuretés et l’ombrage. SMA ShadeFix est pris en charge par les MPP trackers. MPP tracking signifie « Recherche du point de puissance maximal ». Cela veut dire que les onduleurs photovoltaïques de SMA ajustent la charge électrique dans chaque cellule/panneau photovoltaïque de sorte que chaque cellule puisse fournir le maximum de puissance. C’est la raison pour laquelle les cellules solaires ont besoin d’un onduleur.

Sécurité

Chez SMA, la sécurité est une priorité absolue en matière de design et de distribution des onduleurs photovoltaïques. Notre concept garantissant un fonctionnement sûr des installations photovoltaïques se base sur des composants variés qui se complètent à merveille :

Installations photovoltaïques allégées avec des appareils de haute qualité
Fonctionnalités logicielles intelligentes et innovantes
Essais intensifs et contrôles qualité
40 ans d’expérience internationale dans le développement de technologies photovoltaïques
Formation pratique pour les propriétaires novices d’installations photovoltaïques et professionnels du photovoltaïque

Différence entre les onduleurs solaires monophasés et triphasés

Il existe des onduleurs monophasés et triphasés qui se différencient de la manière suivante :

Onduleurs monophasés
Les onduleurs photovoltaïques monophasés sont raccordés à une ligne électrique ou à un conducteur de ligne. Ils sont plus économiques et conviennent pour les petites installations photovoltaïques.

Onduleurs triphasés
Les onduleurs triphasés pour panneaux solaires sont raccordés à trois lignes électriques ou à trois conducteurs de ligne. Ils sont plus puissants, plus efficaces énergétiquement et plus polyvalents.

Début 2012, les législateurs allemands ont défini une règle d’application (VDE-AR-N 4105) permettant d’assurer un maximum de stabilité du réseau pour le fonctionnement d’installations photovoltaïques. Cette norme précise que les onduleurs monophasés peuvent désormais être utilisés jusqu’à une taille de système avec une puissance apparente de 4,6 kilovolts-ampères (kVA). C’est un point important dans le processus de dimensionnement d’un onduleur solaire. Si la puissance apparente de l’installation photovoltaïque dépasse les 4,6 kVA, l’utilisation d’un onduleur solaire triphasé est donc requise. C’est l’une des raisons pour lesquelles les onduleurs solaires triphasés sont désormais utilisés plus fréquemment en Allemagne.

Ils sont également toujours plus répandus en Autriche et en Suisse. Les onduleurs monophasés sont utilisés dans de petites installations photovoltaïques et sont plutôt l’exception que la norme.

Comment choisir un onduleur photovoltaïque adapté ?

Le choix du bon onduleur photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs et est donc habituellement effectué par des experts. Voici un aperçu des étapes les plus importantes :

Premièrement, la puissance maximale est déterminée de sorte que l’installation photovoltaïque puisse produire du courant dans des conditions idéales. Ensuite, un onduleur photovoltaïque est choisi pour convertir cette sortie de courant continu.
Si l’excédent d’électricité doit être injecté dans le réseau électrique public, un onduleur solaire (connecté au réseau) est requis. Si aucune injection réseau n’est prévue, un onduleur photovoltaïque configuré pour le mode de fonctionnement en site isolé (onduleur solaire off-grid ou onduleur solaire autonome) est le bon choix.
L’on décide ensuite si l’onduleur photovoltaïque doit être triphasé ou monophasé.
La prochaine étape est de comparer le taux de rendement des modèles en question. Plus le rendement de l’onduleur photovoltaïque est élevé, plus la production énergétique sera élevée et les pertes faibles.
Il convient également de vérifier la compatibilité de l’onduleur photovoltaïque souhaité avec les panneaux photovoltaïques installés ou planifiés.
Le site d’installation doit aussi être pris en compte lors de la sélection de l’onduleur photovoltaïque. Tous les modèles ne sont pas adaptés à toutes les plages de température (chaleur estivale dans le grenier, par ex.) ou à l’humidité (installation extérieure par ex.).
La facilité d’utilisation et les fonctionnalités logicielles jouent également un rôle important dans le processus de sélection. Les onduleurs photovoltaïques de SMA ont un fonctionnement intuitif et optimisent la performance d’installations photovoltaïques grâce à une commande intelligente.

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Branchement de l’onduleur

Comment raccorder un panneau photovoltaïque à un onduleur ? L’installation d’un onduleur photovoltaïque doit être bien planifiée et toujours effectuée par des installateurs partenaires de SMA. Lors du raccordement, suivez toutes les consignes figurant dans les instructions d’emploi de votre appareil. Les points suivant sont très importants :

Idéalement, l’onduleur photovoltaïque doit être installé dans un endroit sec et bien ventilé, à l’abri du gel et de la lumière du soleil.
Une installation près du circuit principal du bâtiment permet de réduire les dépenses et les coûts de raccordement.
Le câblage doit être réalisé avec des câbles solaires spéciaux capables de résister aux courants électriques élevés produits par les cellules photovoltaïques grâce au rayonnement solaire.
Des chemins de câbles très courts avec la plus large section possible garantissent une pleine utilisation de la puissance des panneaux.

Questions fréquemment posées sur les onduleurs solaires et photovoltaïques

Quels sont les câbles utilisés entre les panneaux solaires et l’onduleur ?

Seuls des câbles certifiés avec une section adaptée résistant à l’abrasion et dotés d’un revêtement ignifuge doivent être utilisés entre l’installation photovoltaïque et l’onduleur photovoltaïque. Les exigences relatives aux câbles sont indiquées dans les instructions d’emploi de l’onduleur concerné.

De quelle taille l’onduleur doit-il être dans une installation photovoltaïque ?

L’onduleur photovoltaïque doit correspondre à la puissance de sortie maximale en courant continu de l’installation photovoltaïque. Ce n’est pas un problème si les appareils sont surdimensionnés, une faible puissance en revanche peut en être un.

Longévité d’un onduleur solaire : quelle est la durée de vie d’un onduleur dans une installation photovoltaïque ?

Selon le modèle, les onduleurs photovoltaïques de SMA sont conçus pour une durée de fonctionnement d’environ 25 ans. Remarque concernant les coûts des onduleurs pour panneaux solaires : le prix des onduleurs solaires et des onduleurs photovoltaïques est un facteur clé, en particulier lorsque ce critère est mis en balance avec leur durée de vie et leur taux de rendement.

Combien de courant un onduleur photovoltaïque consomme-t-il ? Et quelle est la durée de vie des onduleurs solaires ?

La consommation d’électricité d’un onduleur photovoltaïque dépend de la puissance et du modèle. Durant la journée, l’appareil tire son énergie de l’installation photovoltaïque. Cela signifie que des coûts d’électricité sont engagés uniquement pour le fonctionnement en circuit ouvert la nuit. La consommation d’électricité est cependant très faible ; pour un Sunny Tripower X, elle est inférieure à 5 watts, par exemple.

Combien de panneaux solaires pour un onduleur solaire ?

Le nombre de panneaux solaires pouvant être raccordés à un onduleur photovoltaïque ou hybride dépend de la puissance des différents panneaux et de la classe de puissance de l’onduleur solaire.
Par exemple : si l’installation photovoltaïque comprend 10 panneaux photovoltaïques raccordés en série d’une puissance de 300 W chacun, la puissance maximale est de 3 kWc. Un onduleur photovoltaïque doté d’une puissance jusqu’à 3 kW peut être utilisé pour une telle installation.

La majeure partie du temps, l’installation photovoltaïque ne fournit pas sa pleine puissance car le soleil ne brille pas de manière égale, entraînant parfois un ombrage des panneaux. Même si SMA ShadeFix optimise la puissance, il n’est pas toujours possible d’atteindre la pleine puissance. Pour cette raison, l’installation peut être surdimensionnée par rapport à l’onduleur solaire. Cela signifie qu’un onduleur d’une puissance de 2 kW peut s’avérer suffisant pour une installation avec une puissance maximale de 3 kW. Une installation photovoltaïque surdimensionnée est particulièrement utile pour les onduleurs hybrides. Cela permet de stocker davantage de puissance excédentaire dans la batterie et d’éviter ainsi que de l’énergie soit perdue.
La classe de puissance optimale de l’onduleur solaire dépend des caractéristiques spécifiques de l’installation photovoltaïque. Les installateurs d’installation photovoltaïques peuvent effectuer des calculs précis en utilisant des outils tels que Sunny Design.

Une installation photovoltaïque peut-elle fonctionner sans onduleur ?

En théorie, une installation photovoltaïque peut être raccordée sans onduleur photovoltaïque. Cela est souvent le cas dans les petites installations mobiles comme pour les camping-cars. Ces modules portables alimentent la batterie embarquée en courant continu. Concernant les installations photovoltaïques domestiques, il faudrait, en l’absence d’onduleur, faire passer tout le foyer sur des charges fonctionnant en courant continu (DC). Une transformation complexe serait nécessaire.

Quelle est la différence entre les onduleurs injectant dans le réseau (connectés au réseau) et les onduleurs hors réseau (off-grid) ?

Les onduleurs-chargeurs (off-grid) ne sont pas conçus pour être raccordés au réseau électrique public ; l’énergie solaire produite sur le toit est uniquement consommée par le propriétaire de l’installation. Les onduleurs photovoltaïques raccordés au réseau, en revanche, injectent le courant solaire non utilisé dans le réseau électrique public. Les propriétaires d’un tel système touchent en échange une rétribution d’injection.