Onduleur photovoltaïque
Un onduleur photovoltaïque (ou onduleur solaire) est un convertisseur électrique transformant le courant continu de l'énergie photovoltaïque issue d'un générateur photovoltaïque en courant alternatif.
Sommaire
Constitution
L’onduleur se présente sous la forme d’un boîtier métallique muni d’un radiateur ou d’un ventilateur pour la dissipation de la chaleur. A l'intérieur, nous retrouvons : - une carte MPPT qui va chercher le point maximum de production du générateur photovoltaïque; - une carte DC (Courant Continu) qui convertit le courant continu (DC) fourni par les panneaux PV en courant continu avec un niveau de tension désiré, et filtre les interférences; - le dispositif de conversion du courant continu en courant alternatif, avec ou sans transformateur; - une carte AC (Courant Alternatif) qui va contrôler le courant alternatif pour qu'il soit conforme à son utilisation ultérieure; - une protection différentielle (pour les onduleurs sans transformateurs); - une protection de découplage (pour les onduleurs connectés au réseau).
Technologies
Les onduleurs à transformateur
Les onduleurs "à transformateur" permettent d’assurer l’isolation électrique ("galvanique") de la partie ou se trouvent les modules et de la partie "réseau". Leur rendement oscillent entre 64 et 96 % en 2009. Il en existe deux variantes :
- à transformateur "basse fréquence" :
Situé en aval de l’étape de conversion continu-alternatif, il travaille à 50 Hz environ. Il est solide et simple mais présente l’inconvénient d’être encombrant et plus lourds (10 kg par kW de puissance).
- à transformateur "haute fréquence" :
Il est situé entre deux étapes de conversion de l’onduleur et travaille à quelques milliers de Hz. Il est moins lourd mais nécessite plus de composants.
Les onduleurs sans transformateur
Les onduleurs sans transformateurs ne bénéficient pas de l’isolation galvanique et peuvent être à l’origine de courants de fuite capacitifs (voir documents à ce sujet en bas de page). Ils présentent l’avantage d’être plus légers (5 kg par kW) que les modèles "à transformateur", moins chers et d’un meilleur rendement (98% pour les meilleurs en 2009).
Onduleur réseau
L'onduleur réseau est un convertisseur électrique permettant de transformer le courant électrique continu du générateur photovoltaïque en courant alternatif compatible avec le réseau électrique national. Dans le cas d'un raccordement au réseau, l'onduleur doit intégrer un système de découplage au réseau selon la norme VDE 0126-1-1 (pour la France). Dans le cas échéant, un système de découplage externe doit être installé.
Onduleurs autonomes
L'onduleur autonome est un convertisseur électrique permettant de transformer le courant électrique continu en sortie de batterie en courant alternatif compatible avec les appareils électriques présent sur le marché qui sont adaptés à la tension alternative du réseau.
La particularité de l'onduleur autonome est de fonctionner sans la présence d’une source de tension alternative externe. Il génère sa propre tension sinusoïdale ou quasi-sinusoïdale. Un onduleur sinusoïdal vous fournira un signal plus propre qu'un onduleur quasi-sinusoïdal, et donc conseillé pour l'alimentation d'appareils sensibles (électronique...).
Types d'onduleurs
Micro-onduleur
Le micro-onduleur se connecte à un ou deux modules selon les modèles. Il permet une gestion personnalisée et précise de la puissance de chaque module. Il est généralement utilisé pour les installation de 100 Wc à 10 kWc. Son utilisation est avantageuse dans le cas où le générateur photovoltaïque subit de forts ombrages ou des orientations multiples. L'ensemble des micro-onduleurs sont ensuite reliés entre eux au niveau du coffret de protection électrique AC avant l'injection du courant alternatif sur le réseau.
Onduleur string
L'onduleur string se connecte à un ensemble de modules branchés en série appelé string(en général par série d'une dizaine). L'onduleur peut avoir plusieurs entrées et donc se connecter à plusieurs dizaines de modules. Il permet la gestion indépendante de la puissance de chaque string. Chaque générateur photovoltaïque peut comporter plusieurs onduleurs strings. Ainsi, Il est généralement utilisé pour les installations de 1kWc à 100kWc
Onduleur central
L'onduleur central se connecte à plusieurs centaines modules en série. Du faite de cette solution centralisée, le coût aux Wc de l'installation est réduite et la maintenance est facilité grâce à des moyens de supervision adaptés. Aussi, dans le cas de grosse centrale photovoltaïque, la gestion du réseau est simplifiée. L'onduleur central est généralement utilisé pour les installations supérieures à 100kWc.
