Onduleur solaire domestique

Onduleur solaire domestique

 

 

Votre onduleur doit être aligné sur la puissance nominale CC du système solaire lui-même. Ainsi, si vous avez un système de 6 kilowatts (kW), vous aurez besoin d'un onduleur d'environ 6 000 W pour le faire correspondre.

 

 

 

La capacité de l'onduleur signifie ici que la demande limite la puissance maximale à laquelle il peut fonctionner et fournir de l'électricité. Idéalement, les onduleurs entre 756-1000 W conviennent le mieux aux maisons.

 

 

 

Ils produisent suffisamment d'énergie pour faire fonctionner une maison ordinaire aussi efficacement que lorsqu'ils utilisent l'électricité du réseau. Vous pouvez faire fonctionner une machine à laver, un climatiseur, un réfrigérateur, un chauffe-eau, un four et une télévision avec un système solaire de 5kw. Si vous avez ces appareils chez vous, un système solaire de 5kW est suffisant.

 

 

 

Beaucoup de gens passent de nombreuses heures à se demander quel panneau choisir et ne pensent à aucun autre composant du système.

Cependant, le véritable cœur du système est l'onduleur solaire, un kit très intelligent qui coûte entre 500 et 1 200 £ sur une petite échelle / système domestique typique (selon la taille). Un onduleur à échelle commerciale typique (20 kW) peut varier entre 1 500 £ et 4 500 £. Pour ce genre d'argent, cela vaut la peine de lire ce que vous achetez!

 

 

Les panneaux génèrent de l'électricité DC (courant continu). Cependant, le réseau national et chaque appareil électrique de la maison fonctionnent à l'électricité AC (courant alternatif). La tâche principale de l'onduleur est de convertir le courant continu en courant alternatif, synchronisé avec la tension d'alimentation. Il dispose également d'importantes fonctions de sécurité pour protéger votre système et pour protéger les ingénieurs travaillant sur le réseau national en cas de coupure de courant sur le réseau. Cela semble simple, mais si vous continuez à lire, vous commencerez à découvrir certains des éléments intelligents.

 

 

 

Il existe en fait cinq types différents d'onduleurs solaires utilisés dans l'industrie solaire comme suit :

onduleurs de chaîne ;

micro-onduleurs;

les onduleurs conçus pour les optimiseurs de puissance ;

onduleurs hybrides : stockage sur batterie plus solaire ;

onduleurs centraux.

Chacun d'entre eux est expliqué ci-dessous. Pour une comparaison des marques, consultez notre page des meilleurs onduleurs.

Onduleurs de chaîne

Les onduleurs à chaîne sont les onduleurs « standard » utilisés au Royaume-Uni pour les systèmes commerciaux domestiques et à petite échelle (jusqu'à environ 1 MW).

Dans l'énergie solaire, une «chaîne» est un groupe de panneaux - généralement jusqu'à 14 - câblés ensemble en série et connectés à l'onduleur. L'onduleur peut avoir des entrées pour jusqu'à 12 chaînes en parallèle.

 

 

L'onduleur optimise les performances de chaque chaîne à l'aide du suivi du point de puissance maximale (MPPT). Certains produits fonctionnent mieux que d'autres, il vaut donc la peine de se demander si les onduleurs solaires haut de gamme valent la peine pour votre projet.

 

 

Les micro-onduleurs sont de très petits onduleurs solaires, conçus pour s'adapter à un par panneau, fixés derrière le panneau. Ils permettent un fonctionnement optimal de chaque panneau, chaque panneau pouvant fonctionner indépendamment du reste de la baie. Ils sont particulièrement efficaces sur les configurations de toit complexes ou lorsqu'il y a des problèmes d'ombrage. Dans l'ensemble, les micro-onduleurs peuvent augmenter la sortie du réseau de 5 % -30 % . L'inconvénient est qu'ils coûtent plus cher au départ. De plus, comme « l'électronique de puissance » des systèmes se trouve au niveau du toit, la maintenance est susceptible de coûter plus cher chaque fois que l'accès aux panneaux est coûteux (par exemple sur des toits en pente nécessitant un échafaudage).

 

 

Les micro-onduleurs Enphase sont probablement les micro-onduleurs les plus connus du marché.

Optimiseurs de puissance plus onduleur : SolarEdge / Tigo

Les systèmes basés sur un « optimiseur de puissance » combinent sans doute le meilleur des onduleurs de chaîne et des micro-onduleurs. Plutôt que d'installer un onduleur « entier » par panneau, les systèmes d'optimisation de puissance ont un optimiseur de puissance installé derrière chaque panneau, ainsi qu'un onduleur installé à un endroit plus accessible. Ainsi, ils permettent d'optimiser le rendement de chaque panneau, tout en gardant l'électronique installée au « niveau du panneau » au minimum. Ils sont particulièrement efficaces là où il y a de l'ombre ou avec des plans de toiture complexes.

Les systèmes utilisant des optimiseurs de puissance coûtent moins cher que les systèmes utilisant une électronique de puissance à micro-onduleurs. De plus, les systèmes utilisant des optimiseurs de puissance sont plus simples et, comme ils ne dupliquent que le strict minimum requis pour des performances optimales, les systèmes d'optimiseur de puissance sont moins susceptibles de se tromper que les systèmes à micro-onduleurs avec une probabilité de panne plus faible au niveau du toit.

 

 

En savoir plus sur les systèmes Solar Edge.

 

 

Les onduleurs hybrides combinent un onduleur solaire et à batterie dans une seule unité, permettant à l'énergie CC générée par l'énergie solaire (ou éolienne) d'être convertie directement en CA, ou d'être transmise à une batterie pour le stockage, avant d'être convertie en CA. Contrairement aux onduleurs « unidirectionnels » (CC à CA) standard, les onduleurs hybrides fonctionnent « dans les deux » sens, permettant à l'électricité CA d'être extraite du réseau ou d'un générateur, convertie en CC et stockée dans la batterie.

 

 

 

Vous pouvez toujours ajouter une batterie de stockage à un système conçu avec un autre type d'onduleur, tel qu'un onduleur "chaîne" standard. Cependant, la batterie sera couplée en courant alternatif comme dans le schéma ci-dessous, ce qui signifie que l'excès de puissance des panneaux solaires sera converti du courant continu en courant alternatif, puis de nouveau en courant alternatif pour être stocké dans la batterie.

 

 

Le couplage AC augmente les pertes de conversion AC vers DC et n'est pas aussi efficace que le couplage DC. Il serait préférable de stocker l'excès de solaire dans la batterie AVANT de passer du CC au CA, comme dans le schéma ci-dessus. L'utilisation d'un onduleur hybride signifie également qu'un seul onduleur est nécessaire pour un stockage de batterie et un système solaire combinés. Vous pouvez installer un système solaire sans stockage à l'aide d'un onduleur hybride, puis ajouter du stockage ultérieurement.

La plupart des systèmes de stockage de batterie sont en fait couplés AC, y compris le très populaire Tesla Powerwall 2. Le couplage AC est logique lors de la modernisation d'une batterie sur un système solaire existant qui a déjà un onduleur solaire en place. Cependant, avec de nouvelles propriétés de construction ou de nouveaux systèmes solaires installés avec stockage, un onduleur hybride a plus de sens.

 

Onduleurs centraux

 

Les unités d'onduleur central commencent à partir d'environ 100 kW et ne sont donc pas pertinentes pour les systèmes commerciaux domestiques ou à petite échelle. Ils peuvent atteindre 4 MW et sont généralement utilisés dans des fermes solaires à grande échelle pour « centraliser » l'électricité en un seul endroit. Les combinateurs de chaînes sont utilisés pour combiner des chaînes parallèles de panneaux; ceux-ci sont ensuite recombinés pour alimenter l'onduleur central. L'alternative consiste à utiliser un grand nombre de petits onduleurs de chaîne, créant ainsi une « architecture distribuée ».

À grande échelle, les onduleurs centraux offrent une solution moins coûteuse que les onduleurs de chaîne car moins d'onduleurs sont nécessaires par site. Par exemple, une ferme solaire de 20 MW pourrait utiliser cinq à 10 onduleurs centraux avec des boîtiers de combinaison, ou elle pourrait utiliser plusieurs centaines d'onduleurs de chaîne. C'est la principale raison d'utiliser des onduleurs centraux. Les onduleurs de chaîne fournissent généralement une optimisation énergétique plus granulaire (grâce au suivi du point de puissance maximale). De plus, ils ont l'avantage que si une chaîne ou un onduleur tombe en panne, seul un petit pourcentage de la puissance du parc solaire est perdu. Avec les onduleurs centraux, beaucoup plus de puissance sera perdue si un onduleur tombe en panne. De plus, le dépannage et/ou la réparation d'un onduleur central est une occupation plus spécialisée que le dépannage et/ou la réparation d'un onduleur de chaîne. Il est également beaucoup moins coûteux de détenir des pièces de rechange d'onduleurs de chaîne que de détenir un onduleur central de secours.

Au Royaume-Uni, pour les fermes solaires à plus petite échelle (jusqu'à 5 MW), les onduleurs à chaîne ont tendance à être préférés.

 

 

Fonctionnement entièrement automatisé

 

Après le lever du soleil, dès qu'il y a suffisamment de puissance générée par les modules solaires, l'unité de contrôle commence à surveiller la tension et la fréquence de la ligne de distribution ainsi que l'énergie disponible dans les panneaux. Une fois que suffisamment de lumière solaire est reçue, l'onduleur solaire commence à alimenter le réseau de transport public. Selon le type d'installation, quelques watts d'énergie solaire suffiront à faire le travail !

L'onduleur continuera alors à fonctionner de manière à tirer toujours le maximum de puissance des modules solaires. Cette fonction s'appelle MPPT (Maximum Power Point Tracking) et est réalisée avec un taux de précision de plus de 99% ! Après la tombée de la nuit, lorsque l'énergie offerte ne suffit plus pour alimenter le réseau de transport public, l'onduleur coupe automatiquement la connexion au réseau et s'arrête de fonctionner, bien entendu en conservant tous les paramètres et données.

Surveillance du réseau, coupure de sécurité

Les onduleurs doivent respecter les normes de sécurité minimales et se conformer aux paramètres de protection standard de l'industrie. Cela signifie qu'ils doivent surveiller la tension et la fréquence et arrêter de fonctionner en cas de conditions irrégulières du réseau (par exemple, panne de courant, interruption). Si un paramètre de protection est violé, ils arrêtent l'alimentation du réseau. C'est important. En cas de coupure de courant, des ingénieurs interviennent sur les lignes de transport d'électricité pour trouver la panne. Évidemment, ils ne peuvent pas le faire si votre système pompe toujours de l'électricité dans le réseau.

Les onduleurs disposent également d'un transformateur haute fréquence qui assure une séparation galvanique du côté DC du réseau de transport public.

 

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