Les onduleurs sont un dispositif essentiel d’un système solaire. Si les panneaux solaires sont l’ossature d’une installation d’énergie solaire, l’onduleur en est le cerveau. Qu’il s’agisse d’un système résidentiel de 2kW ou d’une centrale commerciale de 5MW, tous nécessitent des onduleurs.
Comme son nom l’indique, un onduleur solaire est un composant qui convertit l’énergie solaire du courant continu (CC) en courant alternatif (CA), la rendant ainsi utilisable pour les charges de l’habitat. En effet, le courant alternatif est la norme pour tous les appareils commerciaux. Les onduleurs sont donc considérés comme la passerelle entre le système photovoltaïque et la distribution électrique de la maison.
Que fait un onduleur solaire ?
Un onduleur solaire peut être considéré comme un traducteur entre deux langues, le courant continu et le courant alternatif. Tous les fils électriques qui traversent une maison transportent ou “parlent” le courant alternatif, tout comme les appareils et le réseau électrique.
En revanche, les panneaux solaires “parlent” le courant continu. On peut donc supposer qu’il y a une barrière de communication entre les deux. Aucun système d’énergie solaire ne peut envoyer de l’énergie à une maison ou à un réseau électrique sans aide ou “traduction”.
L’onduleur solaire est donc adapté à ce travail. L’objectif principal de l’onduleur est de “traduire” ou d’onduler l’énergie solaire générée par les panneaux solaires de l’utilisateur afin que son bâtiment et son réseau électrique puissent l’utiliser.
En second lieu, l’onduleur solaire a pour fonction d’optimiser la production de vos panneaux solaires. En effet, vos panneaux solaires ont des caractéristiques de courant et tension qui fluctuent à chaque instant en fonction de l’ensoleillement, de l’ombrage, de la température. Le second rôle de l’onduleur photovoltaïque est de contraindre le panneau ou la chaine de panneaux à se positionner électriquement au point de fonctionnement qui produira le plus de puissance à chaque instant. C’est la fonction de recherche du point de puissance maximal aussi appelée MPPT (maximum power point tracking)
En plus d’optimiser le point de fonctionnement et d’onduler l’énergie d’une forme à une autre, les onduleurs servent pour la plupart un autre objectif important, à savoir la communication du système solaire avec l’extérieur. L’onduleur solaire vous permettra de connecter votre système d’énergie solaire à Internet, et vous fournira les informations concernant votre système, comme la production ou encore les informations de fonctionnement.
En tant que cerveau de votre installation, l’onduleur est l’organe qui centralise les informations et pourra organiser la gestion d’énergie de votre maison. Pour cela, il a besoin d’être relié à un compteur communicant ou une passerelle qui lui fournit en temps réel la valeur du courant échangé entre votre maison et le réseau public de distribution. Ceci est particulièrement utile lorsque vous avez besoin de comparer la production d’énergie solaire à la consommation d’énergie de votre habitation, c’est-à-dire l’énergie reflétée sur une facture de service public.
Les différents types d’onduleurs solaires :
Un onduleur solaire a un rendement énergétique élevé (93 à 98 %) et fournit du courant alternatif. Le type d’onduleur solaire que l’on choisit dépend de la taille de l’installation et des fonctionnalités attendues.
Si vous souhaitez en savoir plus sur comment fonctionne un système solaire, n’hésitez pas à lire notre article qui vous en dit plus !
En matière d’énergie solaire, il existe trois types d’onduleurs.
Les onduleurs purement solaires.
Les onduleurs purement solaires convertissent l’énergie électrique des panneaux en courant alternatif. Ils sont connectés à un réseau électrique et fonctionnent en adaptant leur courant à l’onde sinusoïdale du réseau électrique. Ils sont conçus pour s’arrêter spontanément en cas de coupure de courant pour des raisons de sécurité. Ils cessent donc de fournir du courant pendant une panne du réseau public d’électricité.
Les onduleurs de chaine.
Les onduleurs de chaine sont le type d’onduleur solaire le plus couramment utilisé par les particuliers et les entreprises. Les panneaux sont raccordés en série entre eux par chaines de 6 à 20 panneaux en fonction de la tension panneau et de la tension maximale admissible par l’onduleur, chaque chaine vient se raccorder sur une entrée de l’onduleur de chaine (d’où son nom). Ils sont de type onduleur pur solaire ou hybride. Vous pourrez retrouver sur le site Oscaro Power ces onduleurs très performants avec une durée de garantie de 10 ans.
Les onduleurs de chaine permettent généralement de bénéficier d’un écosystème de fonctionnalités plus large (supervision intégrée, fonctionnalités d’interfaçage avec du stockage ou avec une borne de charge de véhicule, capacités de pilotage etc…), ils ont un meilleur rendement et sont moins onéreux rapporté au prix en € par Wc de panneaux installé.
Les Micro onduleurs
Les micro onduleurs sont plus petits en taille et en puissance que les onduleurs de chaine. Les onduleurs de chaine ont une puissance comprise entre 1,5 et 8.2 kW pour les applications résidentielles, tandis que les micro onduleurs présentent généralement une puissance comprise entre 200 et 350 W.
Ils peuvent être installés à l’arrière de chaque panneau ou groupe de 2 panneaux et sont responsables de la conversion du panneau sur lequel ils sont installés. Ils sont comparativement un peu plus coûteux, mais permettent une visualisation de la performance de l’installation panneau par panneau. En revanche ils donnent généralement accès à moins de fonctionnalités en matière de stockage et pilotage que les onduleurs de chaine.
Les onduleurs batterie
Les onduleurs hors réseau, également appelés onduleurs autonomes, sont ceux qui génèrent une onde de tension indépendante par opposition aux onduleurs connectés au réseau qui se synchronisent à un réseau existant. Les onduleurs hors réseau n’ont pas besoin d’être raccordés à un panneau solaire. Au lieu de cela, ils tirent le courant continu nécessaire des batteries chargées à l’aide de panneaux photovoltaïques ou d’autres ressources comme les générateurs à moteur, les turbines hydrauliques et les éoliennes.
Étant donné que ces onduleurs sont isolés du réseau électrique, ils ne nécessitent pas de protection anti îlotage. Les onduleurs hors réseau sont utilisés dans les sites isolés ou lorsque les utilisateurs veulent vivre de manière totalement indépendante du réseau.
Certains de ces onduleurs peuvent fonctionner en mode connecté ou isolé (exemple du Multipus 2 de Victron) et intègrent une protection anti îlotage réglementaire. Ils permettent alors d’optimiser l’autoconsommation ET de réalimenter une ligne sécurisée de votre maison en cas de défaillance du réseau. Point important, un tel onduleur batterie permet l’optimisation de l’autoconsommation et la sécurisation en cas de perturbation réseau même sur une installation solaire existante pour laquelle vous n’aviez pas prévu initialement d’ajouter une batterie.
Les onduleurs hybrides
Il s’agit d’une combinaison partielle ou totale des deux types d’onduleurs ci-dessus, qui permet à l’utilisateur d’être en grande partie autonome. C’est à dire que ces onduleurs ont une entrée solaire et une entrée batterie.
En fonctionnement normal, ils se synchronisent sur le réseau public et injectent en courant sur ce réseau. S’ils sont équipés d’une batterie, les onduleurs hybrides utilisent le surplus solaire pour charger d’abord la batterie. Ils peuvent ensuite exporter l’excédent d’énergie vers le réseau. La nuit, par temps nuageux ou dans les cas où la production est insuffisante pour alimenter les charges, ils utilisent d’abord l’énergie stockée pour la consommation.
Certains onduleurs hybrides permettent une réalimentation des charges en cas d’absence de réseau. Toutefois, cette fonctionnalité de sécurisation nécessite un inverseur de source en entrée de maison et le branchement sur la sortie sécurisée de l’onduleur de la ligne électrique à sécuriser dans la limite de la puissance que l’onduleur ou la batterie pourront délivrer. Ce point est un peu technique et nécessite souvent quelques travaux électriques dans votre tableau général de maison.
Au sein des onduleurs solaires (purement solaires ou hybrides), on peut distinguer 2 technologies pour les applications résidentielles: une plus centralisée, c’est l’onduleur de chaine, une plus distribuée, c‘est le micro onduleur.
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