Les installations photovoltaïques sont de plus en plus populaires, car elles permettent de produire de l’électricité à partir d’une source renouvelable et non polluante : le soleil. Au cœur de ces systèmes se trouve un élément indispensable : l’onduleur.
Qu’est-ce qu’un onduleur et quel est son rôle ?
Un onduleur est un dispositif électronique dont le rôle principal est de convertir le courant continu (DC) produit par les panneaux solaires en courant alternatif (AC), qui est le type de courant utilisé quotidiennement dans nos habitations et sur le réseau électrique général. Il a également des fonctions secondaires telles que la gestion de la production d’énergie et la régulation de la tension pour assurer un rendement optimal de l’installation photovoltaïque.
Pourquoi doit-on convertir le courant ?
Les panneaux solaires produisent de l’électricité sous forme de courant continu, alors que la plupart des équipements électriques (appareils ménagers, éclairage, chauffage…) fonctionnent avec du courant alternatif. Pour pouvoir utiliser l’électricité produite par les panneaux solaires, il est donc nécessaire de la convertir en courant alternatif. C’est ici qu’intervient l’onduleur.
Comment fonctionne un onduleur ?
Le fonctionnement d’un onduleur peut être séparé en deux grandes étapes : la conversion du courant continu en courant alternatif et la gestion de la production d’énergie.
La conversion du courant continu en courant alternatif
L’onduleur prend en entrée le courant continu provenant des panneaux solaires, et le transforme en courant alternatif grâce à un processus appelé « inversion ». L’inversion consiste à faire varier la tension et le courant du signal d’entrée pour obtenir un signal sinusoïdal, caractéristique du courant alternatif.
Afin de réaliser cette inversion, l’onduleur utilise différents composants électroniques tels que des transformateurs, oscillateurs, condensateurs et inductances. Le choix des composants dépend du type d’onduleur utilisé (onduleur centralisé, micro-onduleurs…), de la capacité et du rendement souhaités pour l’installation photovoltaïque.
La gestion de la production d’énergie
En plus de convertir le courant, l’onduleur joue également un rôle important dans la gestion de la production d’électricité du système photovoltaïque. Il doit notamment :
- Réguler la tension et le courant pour assurer un rendement optimal de l’installation
- Assurer la sécurité électrique en détectant les défauts (surcharge, court-circuit…) et en déconnectant le système si nécessaire
- Adapter la production d’énergie aux besoins de l’utilisateur en gérant la distribution entre l’autoconsommation, la vente à un fournisseur d’électricité ou le stockage dans des batteries.
Pour réaliser ces tâches, l’onduleur est équipé de capteurs et de microprocesseurs qui permettent de traiter les données en temps réel et d’adapter la production d’énergie en fonction des conditions rencontrées (intensité du soleil, consommation électrique…).
Quels sont les différents types d’onduleurs photovoltaïques ?
Il existe plusieurs types d’onduleurs photovoltaïques, qui se différencient par leur architecture et leur mode de fonctionnement. Les principaux sont :
L’onduleur centralisé
C’est le type d’onduleur le plus couramment utilisé dans les installations photovoltaïques résidentielles et industrielles. Comme son nom l’indique, il s’agit d’un seul onduleur, souvent de grande capacité, qui convertit le courant continu de l’ensemble des panneaux solaires connectés en série ou en parallèle. L’avantage de l’onduleur centralisé est sa simplicité et son coût généralement plus faible que les autres solutions.
Les micro-onduleurs
Contrairement à l’onduleur centralisé, les micro-onduleurs sont installés directement sur chaque panneau solaire, et convertissent le courant continu en courant alternatif individuellement. Cette solution présente plusieurs avantages :
- Une meilleure gestion de la production d’énergie, car chaque panneau est indépendant des autres
- Une facilité d’installation et de maintenance, puisque chaque micro-onduleur peut être remplacé facilement sans affecter l’ensemble du système
- Une plus grande flexibilité dans la configuration de l’installation (nombre de panneaux, orientation…)
Les onduleurs hybrides
Les onduleurs hybrides combinent les fonctionnalités d’un onduleur photovoltaïque avec celles d’un chargeur de batteries, permettant ainsi de gérer à la fois la conversion du courant et le stockage de l’énergie dans des batteries pour une utilisation ultérieure. Ils sont particulièrement adaptés aux installations en autoconsommation, où l’utilisateur souhaite consommer directement l’électricité produite par les panneaux solaires.
Quels critères prendre en compte pour choisir un onduleur ?
Lorsqu’il s’agit de choisir un onduleur pour une installation photovoltaïque, plusieurs critères doivent être pris en compte :
- Le type d’onduleur adapté à l’installation : comme vu précédemment, il faut choisir entre un onduleur centralisé, des micro-onduleurs ou un onduleur hybride
- La capacité et la puissance : l’onduleur doit être dimensionné en fonction de la puissance crête des panneaux solaires (exprimée en Watts) et du courant continu maximal qu’il devra traiter
- Le rendement : un bon onduleur doit présenter un rendement élevé pour minimiser les pertes d’énergie lors de la conversion du courant. Ce rendement est généralement compris entre 95% et 99%.
- Les certifications et garanties : il est important de vérifier que l’onduleur est conforme aux normes électriques en vigueur, et qu’il dispose d’une garantie constructeur suffisante (généralement 5 à 10 ans).