Les onduleurs solaires
Qu'est-ce qu'un onduleur photovoltaïque ?
Un onduleur photovoltaïque est un dispositif essentiel dans les systèmes solaires photovoltaïques, car il convertit le courant continu (DC) produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif (AC) utilisable par les appareils électriques domestiques et compatible avec le réseau électrique. Son rôle est crucial pour optimiser le rendement énergétique du système, en maximisant la quantité d'énergie solaire convertie en électricité utilisable. De plus, l'onduleur assure la synchronisation avec le réseau électrique, permettant ainsi de réinjecter l'excédent d'électricité produite dans le réseau ou de l'utiliser directement pour la consommation domestique.
Le rôle de l'onduleur dans une installation solaire
Le rôle de l'onduleur dans une installation solaire est primordial pour assurer l'efficacité et la fonctionnalité du système. Que ce soit un micro-onduleur, installé individuellement sur chaque panneau solaire, ou un onduleur de chaîne, connecté à plusieurs panneaux, l'onduleur convertit le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif, compatible avec les appareils domestiques et le réseau électrique.
Les moins avertis choisiront un kit solaire complet incluant l'onduleur, respectant scrupuleusement le dimensionnement de la puissance installée tandis que les "photovoltaïciens" les plus aguerris pourront choisir soit la typologie d'onduleur : micro ou onduleur de chaine; ainsi que la puissance de l'onduleur préférant parfois surdimensionner dans un premier temps en attendant de rajouter des panneaux solaires à leurs installations. Quoi qu'il en soit le choix de l'onduleur est un critère essentiel non seulement pour la rentabilité global de votre projet mais aussi pour la durée, sachant qu'en moyenne un onduleur est garantie de 7 à 10 ans (25 ans pour les micro onduleurs de la marque Enphase).
Les différents types d'onduleurs photovoltaïques
Les Micro-Onduleurs
Les micro-onduleurs solaires sont des dispositifs installés individuellement sur chaque panneau solaire, permettant une conversion plus efficace et une gestion optimisée de la production d'énergie pour chaque panneau. Certaines marques développe des micro onduleurs qui peuvent se connecter à plusieurs panneaux, généralement 2 mais cela peut aller jusqu'à 4. Une autre marque leader APSystem ont une gamme de micro, les DS3 et DS3L qui se connectent à 2 panneaux. Il faut penser à prévoir dans ce cas des rallonges MC4 afin de pouvoir disposer les panneaux sans contrainte de longueur de câbles. Leur utilisation est particulièrement avantageuse pour des petites installations (comprenant jusqu'à 8-10 panneaux), car ils permettent de maximiser le rendement en réduisant les pertes dues à l'ombrage ou aux défaillances individuelles des panneaux. Cependant, le critère du prix joue un rôle crucial dans le choix de l'onduleur. Pour des installations comportant plus de 10 panneaux, il est souvent plus économique d'opter pour un onduleur de chaîne ou des systèmes hybrides. Ces derniers permettent de réduire les coûts tout en maintenant une bonne efficacité de conversion, ce qui en fait un choix pragmatique pour les installations de plus grande envergure.
Les Onduleurs de chaîne
Les onduleurs de chaîne sont des composants clés dans les installations solaires de plus grande envergure, notamment pour les systèmes domestiques comprenant plus de dix panneaux solaires. Ces onduleurs intègrent généralement une à deux entrées MPPT (Maximum Power Point Tracking), ce qui permet d'optimiser la production d'énergie en ajustant constamment la charge pour atteindre le point de puissance maximale des panneaux. Grâce à ces entrées MPPT, il est possible de connecter deux séries de panneaux, également appelées champs solaires, et de gérer indépendamment leur production pour maximiser le rendement global.
Les Onduleurs hybrides
Les onduleurs hybrides sont des dispositifs polyvalents qui intègrent la fonction de régulateur de charge, permettant ainsi l'intégration de batteries dans les installations solaires. Cette particularité fait des onduleurs hybrides les seuls types d'onduleurs capables de connecter des batteries, offrant ainsi une solution complète pour le stockage et l'utilisation flexible de l'énergie solaire. Les fabricants ont développé des gammes de batteries spécifiquement adaptées à leurs onduleurs, évitant toute compatibilité universelle. Par exemple, Enphase a conçu des batteries pour ses dernières générations de micro-onduleurs, Huawei propose la batterie Luna pour ses systèmes, et Growatt a introduit la batterie APX pour les dernières générations de ses onduleurs de série XH. Cette spécificité assure une performance optimisée et une intégration harmonieuse entre les onduleurs et les batteries, maximisant ainsi l'efficacité et la fiabilité des installations solaires hybrides notamment pour les systèmes de supervision et de contrôle à distance.
Quels sont les avantages des onduleurs micro par rapport aux onduleurs centraux dans un système photovoltaïque ?
Les onduleurs micro sont de plus en plus utilisés dans les installations solaires, offrant de nombreux avantages.
Tout d'abord, les onduleurs micro sont conçus pour fonctionner avec des panneaux solaires individuels plutôt qu'avec des groupes de panneaux connectés en série. Cela signifie qu'en cas de panne ou de problème de performance d'un seul panneau, cela n'affecte pas le rendement de l'ensemble de l'installation. De plus, leur installation est plus flexible et permet d'optimiser la production d'électricité en fonction des conditions spécifiques de chaque panneau solaire. La mise en oeuvre est simplifiée du fait de l'absence de câble DC dans l'installation, uniquement du courant AC circule, donc le raccord au tableau électrique se fait avec du câble AC.
En termes de rendement, les onduleurs micro ont également l'avantage d'optimiser la production d'électricité. En effet, chaque panneau solaire peut fonctionner à sa propre puissance maximale, ce qui améliore l'efficacité globale du système. De plus, les onduleurs micro permettent de poser des panneaux sur plusieurs pans de toiture, à des inclinaisons et orientations différentes sans que cela affecte la production globale.
Un autre avantage des onduleurs micro est le suivi individuel de chaque panneau solaire. Cela permet de détecter rapidement d'éventuels problèmes de performance et de les résoudre plus facilement. De plus, les onduleurs micro permettent de surveiller la production d'électricité de chaque panneau, ce qui est extrêmement utile pour l'entretien et le suivi de l'installation.
En ce qui concerne le prix, les onduleurs micro peuvent être plus avantageux que les onduleurs de chaine à l'achat. Bien que les coûts initiaux soient généralement plus élevés pour les onduleurs micro en raison de leur nombre plus élevé (un par panneau, soit autant de micro onduleurs que de panneau), cela peut être compensé par les avantages mentionnés précédemment notamment pour sa fléxibilté de mise en oeuvre. De plus, les onduleurs micro ont une durée de vie similaire voire supérieure aux onduleurs centraux, offrant ainsi une garantie à long terme pour l'installation solaire. C'est le cas pour Enphase qui offre une garantie de 25 ans pour une installation équipée de passerelle Envoy.
Ainsi, les onduleurs micro offrent de nombreux avantages par rapport aux onduleurs centraux dans un système photovoltaïque. Leur utilisation permet d'améliorer le rendement, la flexibilité et la fiabilité de l'installation, tout en offrant une meilleure surveillance et un meilleur suivi de la production d'électricité. Même si leur prix initial peut être légèrement plus élevé, leur durée de vie et leurs nombreux avantages en font un choix intéressant pour une installation solaire performante.
Quelles sont les différences entre un système photovoltaïque hybride et un système solaire classique ?
Les différences entre un système photovoltaïque hybride et un système solaire avec onduleur de chaîne résident principalement dans leur capacité de stockage et leur flexibilité d'utilisation. Un système photovoltaïque hybride intègre des batteries, permettant de stocker l'énergie solaire excédentaire pour une utilisation ultérieure, ce qui offre une autonomie énergétique et une alimentation de secours en cas de panne de réseau. En revanche, un système solaire avec onduleur de chaîne ne possède pas de batteries et dépend entièrement du réseau pour la gestion de l'excédent d'énergie, ce qui signifie que l'énergie produite doit être consommée immédiatement ou injectée dans le réseau. Les onduleurs hybrides permettent une gestion plus intelligente et flexible de l'énergie domestique, réduisant la dépendance au réseau électrique, tandis que les onduleurs de chaîne, étant plus simples et souvent moins coûteux, conviennent mieux aux installations où le stockage d'énergie n'est pas une priorité et où l'accès au réseau est fiable.
Le dimensionnement de l'onduleur en fonction de la puissance des panneaux solaires
Le dimensionnement des onduleurs en fonction de la puissance des panneaux solaires est une étape cruciale pour optimiser la production d'énergie d'une installation photovoltaïque. Contrairement à l'idée reçue que "qui peut le plus peut le moins", un dimensionnement optimal n'est pas obtenu en choisissant un onduleur d'une puissance égale à celle de l'installation solaire. En réalité, il est recommandé de choisir un onduleur dont la puissance représente environ 80% de la puissance nominale des panneaux solaires. Par exemple, pour un champ solaire de 3,75 kWc, un onduleur de 3 kW serait approprié. De même, un micro-onduleur IQ7+ de 295 W convient pour un panneau de 390 Wc.
Cette approche permet d'optimiser la production annuelle d'énergie, car un onduleur surdimensionné fonctionnerait la plupart du temps à un taux de charge faible, entraînant un rendement de conversion inférieur. En effet, un onduleur trop puissant pour l'installation solaire ne serait pas utilisé à pleine capacité, ce qui diminuerait son efficacité. Par exemple, pour un système solaire de 3 kWc, un onduleur de 2,5 kVA (comme le Sunny Boy 2.5) serait optimal.
Pour les technologies de micro-onduleurs, le ratio optimal est encore plus bas, autour de 75%. Enphase recommande cette approche pour maximiser l'efficacité de conversion et la production énergétique annuelle. Un onduleur dimensionné à environ 80% de la puissance nominale des panneaux optimise le rendement global de l'installation, en équilibrant la perte d'énergie due au sous-dimensionnement avec le gain de rendement de conversion. Un onduleur bien dimensionné garantit que l'installation fonctionne à son meilleur potentiel tout au long de l'année.
Pour en savoir plus sur le dimensionnement optimal des onduleurs photovoltaïques et son impact sur le rendement global de votre installation, consultez cet article du Dico du Solaire.
Les Marques d'Onduleurs Photovoltaïques les Plus Fiables sur le Marché
Le choix de l'onduleur est crucial pour la performance et la longévité d'une installation photovoltaïque. Plusieurs marques se distinguent sur le marché par leur fiabilité, leur innovation et leur service après-vente. Voici un aperçu des marques les plus réputées.
Enphase Energy
Spécialisée dans les micro-onduleurs, Enphase Energy, basée aux États-Unis, offre des solutions innovantes pour les installations résidentielles. Les micro-onduleurs Enphase IQ permettent une gestion individuelle de chaque panneau, maximisant ainsi le rendement global, surtout dans des environnements complexes avec de l'ombrage partiel.
APsystems
APsystems est un fabricant renommé de micro onduleurs solaires, offrant une large gamme d'onduleurs adaptés aux installations photovoltaïques.
Grâce à leurs micro onduleurs solaires ayant 2 sorties MPPT, c'est à dire pouvant se connecter à 2 panneaux, ils offrent un rapport qualité prix très intéressant. La série DS3 offre une plage de tension MPPT comprise entre 25V-55V pour le DS3L et de 32V-55V pour le DS3 permettant ainsi de connecter de panneaux de haute puissance. Vous pouvez maximiser la puissance de vos panneaux solaires et augmenter votre production d'énergie renouvelable.
Huawei
Huawei, géant chinois des technologies, s’est imposé rapidement sur le marché des onduleurs avec sa gamme FusionSolar. Ces onduleurs sont réputés pour leur haute efficacité, leur compatibilité avec les batteries et leur intégration facile dans les systèmes hybrides.
Growatt
Growatt, une entreprise chinoise, a gagné en popularité grâce à ses onduleurs abordables et fiables. La série Growatt XH, compatible avec des batteries, est particulièrement adaptée pour les systèmes résidentiels et commerciaux de petite à moyenne taille.
Fronius
Basée en Autriche, Fronius propose des onduleurs robustes et efficaces. La série Fronius Symo est souvent plébiscitée pour les installations domestiques et commerciales. Fronius est également apprécié pour son service clientèle réactif et ses solutions de monitoring sophistiquées.
SMA Solar Technology
SMA est une entreprise allemande reconnue mondialement pour ses onduleurs photovoltaïques. La gamme Sunny Boy est particulièrement populaire pour les installations résidentielles. SMA se distingue par sa technologie de pointe, notamment ses fonctions de monitoring et ses entrées MPPT optimisant le rendement énergétique.
Quelles sont les certifications à vérifier pour s'assurer de la qualité d'un onduleur solaire ?
Tout d'abord, la certification CE assure la conformité avec les normes européennes de sécurité électrique. La marque CE indique que l'onduleur est conforme aux directives européennes de sécurité, de santé et de protection de l'environnement. C'est une exigence pour les produits vendus dans l'Union Européenne.
Ensuite, la norme essentielle est la VDE 0126-1-1, particulièrement importante en France et en Allemagne pour les onduleurs solaires. Elle concerne la protection des systèmes de production d'énergie raccordés au réseau basse tension, assurant que l'onduleur peut se connecter et fonctionner en toute sécurité avec le réseau électrique public.
Par ailleurs, la certification EN 50530 est spécifique aux onduleurs solaires et atteste de leur performance et de leur durabilité. Cette certification évalue notamment le rendement de l'onduleur à différentes puissances et tensions de sortie, ainsi que sa capacité à fonctionner de manière fiable dans des conditions environnementales variées. Elle spécifie les méthodes de mesure du rendement des onduleurs solaires, permettant de comparer leur efficacité dans des conditions réelles d'utilisation.
Ces certifications et normes assurent que l'onduleur solaire est sûr, performant et conforme aux exigences réglementaires en France et en Europe. Lors de l'achat d'un onduleur solaire, il est crucial de vérifier la présence de ces certifications pour garantir la qualité et la fiabilité du produit.
