Onduleur et micro-onduleur

Le panneau produit une électricité en courant continu, qui varie en fonction de la luminosité, des nuages. L’onduleur va “onduler” cette électricité “brute”, pour la rendre utile dans votre maison, c’est à dire la convertir en 230V alternatif.
Plus simplement, l’onduleur transforme le courant continu produit par les panneaux solaires, en courant alternatif car c’est ce dernier qui est nécessaire pour l’utilisation de vos appareils domestiques.

Qu-est-ce qu'un onduleur?

On distingue trois catégories d’onduleurs :

• L’onduleur photovoltaïque : transforme le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif. Dans le cas d’un seul onduleur pour l’installation, on parle d'un onduleur de chaîne.
• L’onduleur batterie : convertit le courant alternatif en courant continu pour le stocker puis le convertir en alternatif lorsque l'on veut consommer l’électricité stockée
• L’onduleur hybride qui permet de connecter à la fois une batterie et des panneaux solaires sur un même onduleur

Cet article détaille seulement les onduleurs photovoltaïques.

Comment choisir son onduleur ?

Les critères de choix pour la sélection de l’onduleur sont les suivants.

• Le raccordement monophasé ou triphasé (une installation solaire monophasé est possible en triphasé)
• Choisir entre Onduleur ou micro-onduleur
• La puissance de l'onduleur
• La connectivité : c’est à dire les fonctions intégrées ou non en termes de supervision de l’installation (flux, détection d’éventuelles anomalies).
• Pour un onduleur de chaîne:
  • Le nombre d’entrées MPPT (Maximum Power Point Tracker), c’est à dire le nombre d’entrées capables de gérer différents champs photovoltaïques avec des orientations différentes ou des champs n’ayant pas le même nombre de panneaux. Cette option est aussi intéressante si on prévoit une future extension.
  • La tension DC max:
    • Si 1000V: 20 panneaux maximum par entrée MPPT
    • Si 600V: 12 panneaux maxium par entrée MPPT
• Le prix

Critères de choix

Monophasé ou triphasé ?

Si la maison est en monophasé, il faut un onduleur monophasé. La puissance maximale de l'onduleur solaire est alors de 6kVA (imposé par le gestionnaire du réseau électrique).

Si la maison est en triphasé, il est possible d'utiliser un onduleur monophasé ou triphasé.

Dans la pratique les onduleurs monophasés sont plus économiques. Ils sont à privilégier si la puissance de votre abonnement triphasé vous le permet (la puissance de votre abonnement par phase doit être supérieure à la puissance de l'onduleur monophasé que vous voulez installer).

A noter que si vous êtes consommateur triphasé et producteur en monophasé, l’autoconsommation marche quand même ! En effet le compteur fait la somme des consommations/productions sur les trois phases à chaque pas de temps de mesure. Donc si une phase injecte (-) et les autres consomment (+), votre compteur fera la somme des 3 et ne comptabilisera que la différence.

Onduleur de chaîne ou micro-onduleur ?

L'onduleur de chaîne

L'onduleur de chaîne se raccorde à une chaîne de panneau solaire raccordés en série.

Avantages:

• Le rendement de l'onduleur est meilleur
• Il est (généralement) à l'abri des conditions météorologiques sévères
• Il dispose d'un système de supervision de la production de série (pas en option)
• Il est plus économique dès l'ors que l'on a plus d'une dizaine de panneaux

Les micro-onduleurs

Il existe des micro-onduleurs qui se placent au dos des panneaux et convertissent directement le courant continu produit en courant alternatif (sur le toit). Certains modèles peuvent prendre en charge jusqu'à 4 panneaux mais chaque panneau sera gérer indépendamment.

Avantages:

• Chaque panneau est géré individuellement (meilleur rendement en cas d'ombrage car seul 1 panneau perd sa puissance)
• Supervision possible par panneau (en option)
• Sécurité électrique maximale car travaux en très basse tension DC
• Pose simplifié, pas de câblage et pas de coffret DC, pas de contrainte de place pour l'onduleur
• Gestion simplifié du multi-orientation des panneaux

Pour des installations de plusieurs kWc avec une exposition uniforme des panneaux, l'onduleur de chaîne est tout aussi performant, moins coûteux, et surtout plus simple à dépanner si besoin.

Quelle puissance pour mon onduleur ?

Le dimensionnement optimal d'un onduleur n'est pas obtenu en mettant une puissance égale à celle de l'installation solaire.
Le dimensionnement optimal se situe autour de 80% de la puissance nominale solaire. Par exemple un onduleur de 8,5kW (ou kVA) pour un champ solaire de 10kWc.
Pour SMA, le graphique fabricant est le suivant:

Un problème souvent évoqué est que l'onduleur va réduire la puissance maximale produite par les panneaux. A cela, 2 points sont à noter:

1) L'énergie perdue sera très faible

2) Le rendement de l'onduleur sera meilleur car la puissance produite sera plus souvent proche de la puissance nominale de l'onduleur.

Ces deux points arrivent à la généralisation suivante: un onduleur d'environ 80% de la puissance nominale optimise la production d'énergie annuelle (perte de production due au sous-dimensionnement versus optimisation du rendement). Le tableau ci-dessous donne un exemple de gain/perte pour un onduleur dans une situation classique.

Si vous hésiter pour le dimensionnement: appelez-nous !

A noter: la réglementation limite le déséquilibre de puissance d’injection à 6 KVA par phase. Donc en monophasé la puissance maximum de l’onduleur ne doit pas dépasser 6kVA.

Cependant, il existe une subtilité : comme il est recommandé de surdimensionner la puissance des panneaux de 20% par rapport à l’onduleur (vu ci-dessus). Donc un onduleur de 6kW peut recevoir 7,5kWc de panneau solaire sans problème !

Infos supplémentaires sur la fiche technique d’un onduleur

• Puissance AC : puissance maximale en sortie d’onduleur (Puissance en kW = kVA car pas de déphasage tension courant donc cos phi=1)
• Tension DC MAX : Tension maximale que peut supporter l’onduleur. Elle doit être supérieure à la tension à vide de la chaîne avec une marge de sécurité de 20% (pour intégrer les variations de tension liées à la température minimale à laquelle pourrait être exposé le module → -20°C)
• Tension UMPPT MAX : tension maximale de l’onduleur en fonctionnement. Elle doit être supérieure à la tension des panneaux en charge UMPP_STC avec une marge de 15% pour prendre en compte un fonctionnement à basse température en hiver
• Tension UMPPT MIN : tension minimale de l’onduleur en fonctionnement. Elle doit être inférieure à la tension des panneaux en charge UMPP_STC avec une marge de 15% pour prendre en compte un fonctionnement à haute température en été
• Tension de démarrage : tension minimale de fonctionnement mais à puissance réduite (limite de courant des composant interne)
• Courant MAX : courant maximal de travail de l’onduleur. Bon à savoir : si le courant de module dépasse cette valeur, l’onduleur va décaler le point de fonctionnement du générateur vers la tension à vide des panneaux. Cela induit une perte de production mais aucun risque pour l’onduleur.
• Nombre de MPPT : Nombre de Tracker de Meilleur Point de Puissance, c’est à dire nombre d’entrées indépendantes