Onduleur et micro-onduleur

Pour encore plus d'information:

Un panneau produit une électricité en courant continu, qui varie en fonction de la luminosité ou 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 (le courant 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 solaires en courant alternatif. S'il n'y a qu'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 convertit en alternatif lorsque l'on veut consommer cette 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 monophasée est possible en triphasée)
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 intéressante si on prévoit une future extension.
- La tension DC max:
  - Si 1000V : 20 panneaux maximum par entrée MPPT
  - Si 600V : 12 panneaux maximum par entrée MPPT
Le prix

Critères de choix

Monophasé ou triphasé ?

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

Si votre maison est en triphasé, il est possible d'utiliser aussi bien un onduleur monophasé que 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.

À savoir : si vous êtes consommateur triphasé et producteur en monophasé, l’autoconsommation marche quand même. 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 panneaux solaires 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 (si l'installation solaire compte plus d'une dizaine de panneaux)

Les micro-onduleurs

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

Avantages:

Chaque panneau est géré individuellement (meilleur rendement en cas d'ombrage car seul un panneau perdra sa puissance)
Supervision possible par panneau (en option)
Sécurité électrique maximale car travaux en très basse tension DC
Pose simplifiée : pas de câblage, pas de coffret DC et pas de contrainte de place pour l'onduleur
Gestion simplifiée 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:

On évoque souvent le fait que l'onduleur va réduire la puissance maximale produite par les panneaux. Deux points de réponse :

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.

Puissance AC de l'onduleur par rapport à la puissance des panneaux (par exemple 90% si l'onduleur fait 9kVA et les panneaux 10kWc)	Perte d’énergie sur un an dû au fait que l'onduleur limite la puissance solaire produite	Gain d'énergie sur un an dû au fait que l'onduleur est plus souvent à un meilleur point de rendement
100%	-0%	0%
90%	-0.1%	+2%
80%	-0.3%	+5%
70%	-1%	+4%

Si vous hésitez pour le dimensionnement: appelez-nous !

À 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. 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