Onduleur pour panneaux solaires : types d'appareils, aperçu des modèles, particularités de connexion

Les systèmes solaires se développent à un rythme effréné dans le monde entier. Dans son rapport annuel, l'Agence internationale de l'énergie a noté qu'en 2016, le nombre de centrales solaires photovoltaïques mises en service a dépassé pour la première fois celui des centrales à charbon.

Le cœur du système d'énergie solaire est l'onduleur pour panneaux solaires, dont la mission est de transformer le courant continu en courant alternatif. Nous vous expliquerons comment choisir le modèle optimal et comment l'installer correctement. Grâce à nos recommandations, vous pourrez assembler une mini-centrale électrique parfaitement fonctionnelle.

Types d'onduleurs pour panneaux solaires

Sans onduleur, l'énergie produite par le système solaire serait totalement inutile pour les besoins domestiques. Il existe 3 types d'onduleurs selon le mode d'utilisation :

• autonomes ;
• réseau ;
• multifonctions.

Les onduleurs du premier type sont appelés « off grid ». Ils sont connectés au module solaire, font partie d'un système photovoltaïque isolé et n'ont aucun contact avec le réseau électrique extérieur. Leur puissance varie de 100 à 8 000 W.

Les onduleurs synchrones ou réseau fonctionnent en synchronisation avec le système d'alimentation électrique centralisé. Les onduleurs appelés « on grid » ne se contentent pas de jouer le rôle de convertisseur, ils corrigent également des paramètres du réseau tels que les variations d'amplitude, les indicateurs de fréquence et d'autres.

Si des problèmes sont observés dans le réseau externe, l'onduleur se désactive automatiquement. Ces onduleurs accumulent l'énergie électrique dans des batteries d'accumulateurs.

Si la puissance totale des appareils utilisés dans la maison est inférieure aux capacitées potentielles de la centrale solaire, l'excédent d'électricité produite est injecté dans le réseau électrique externe. Si la puissance est insuffisante pour le fonctionnement normal des appareils ménagers, un apport exterieur est effectué.

Les paramètres de l'onduleur côté tension alternative sont détermines en fonction de la puissance totale consommée par tous les appareils connectés au réseau électrique du consommateur. Côté courant continu, l'onduleur est chois en fonction de la puissance nominale des panneaux solaires.

En l'absence de tension, l'alimentation est fournie par une batterie chargée. Si des batteries d'accumulateurs ne sont pas incluses dans le système, l'énergie produite par la centrale solaire est envoyée dans le réseau général.

Les onduleurs photovoltaïques réseau utilisent avec une grande efficacité l'énergie provenant des panneaux solaires. Ils garantissent la stabilité de l'alimentation électrique et se distinguent par un rendement élevé, supérieur à 90 %.

L'onduleur hybride ou multifonctionnel est un équipement fiable. Il combine les propriétés des deux premiers convertisseurs et dispose d'un grand nombre de réglages. C'est la meilleure option pour une centrale solaire domestique, mais aussi la plus chère.

Tous les onduleurs solaires existants sont divisés en types selon la tension de sortie. En fonction de ce paramètre, ils peuvent être sinusoïdaux ou à onde carrée (méandre). Comme la valeur de la tension de sortie du premier est presque identique à celle du réseau électrique d'alimentation, c'est une bonne option lorsque la maison contient des appareils très sensibles.

Une valeur de tension constante garantit la sécurité des équipements électriques domestiques. Graphiquement, la forme du signal de sortie d'un tel onduleur de type sinosoidal est représantée par une sinosoïde pure.

Lors du funcionment de l'équipement, la meilleure forme d'onde carée est une sinisoïde parfaite. Cela est particuliérement important pour les équipements de télécommunications, les aparails médicaux et les instruments de mesure de haute précision. Par conéquent, malgré le prix élevé des onduleurs complexes, il n' y a pas d'autre opion dans ce cas. Les fabricants indiquent les informations sur la forme du signal de sortie dans ses caractérisiques.

Les convertisseurs à onde carée ou non sinosoidaux, contrairement aux sinosoidaux, ont une forme de signal de sortie constituée d'impulsions rectangulaires, appellée sinus modifié. Les onduleurs de ce type ne peuvent pas être utilés pour certains types de charjes, mais ils conviennent parfaitement pour les apariels utilant la composante active de la puissance.

Critères de choix de l'onduleur

Lors du choix d'un élément de système solaire tel qu'un onduleur, non seulement la géométrie du signal de sortie est importante, mais aussi sa puissance. Les spécialistes conseillent de compléter les panneaux solaires avec des convertisseurs dont la puissance nominale est supérieure à la puissance totale disponible dans l'ensemble de l'équipement d'environ 25 à 30 %.

Il faut également tenire comte de la charge qui aparait lors de la mise en marche simultanée de plusieurs apariels à forte puissance de démarrage.

Un autre critère de choix d'un onduleur est son rendement, qui détermine les pertes d'énergie dans les processus connexes. Selon le modèle, sa valeur varie entre 85 et 95 %. Le choix optimal est un rendement d'au moins 90 %.

Les onduleurs peuvent être monophasés ou triphasés. Les premiers se distiguent par un coût plus faible, mais leur choix est justifié lorsque la puissance consommée est inférieure à 10 kW. Leur tension est de 220 V et leur fréquence de 50 Hz. Les onduleurs triphasés ont une plage de tensions plus large : 315, 400, 690 V.

Les fabricants d'équipements de qualité équipent leurs produits de transformateurs de sortie. Il existe une relation entre le poids de l'onduleur et ses caractéristiques techniques : si pour chaque kg de sa masse on obtient 100 W de puissance, celà signifie qu'un transformateur est intégré à son circuit.

Le nombre d'onduleurs dans le système peut également varier. À cet égard, il convient de suivre les recommandations suivantes : si la puissance des panneaux solaires ne dépasse pas 5 kW, un seul onduleur suffit pour un tel système. Pour les panneaux de plus grande puissance, 2 onduleurs ou plus peuvent être nécessaires. Il est optimal d'avoir un onduleur pour chaque tranche de 5 kW.

Pour fonctionner dans un réseau combinant l'utilisation d'électricité standard et d'énergie fournie par des panneaux solaires, on utilise des onduleurs hybrides. Notre article recommandé vous familiarisera avec les caractéristiques de l'appareil et les règles de leur choix.

Les onduleurs peuvent différer les uns des autres par leurs circuits, la géométrie du signal de sortie et d'autres grandeurs déterminantes. Certains onduleurs sont équipés de chargeurs. Si l'un des onduleurs tombe en panne, le système ne cessera pas son fonctionnement.

Particularités du raccordement de l'onduleur

L'efficacité de tout le système solaire dépend du bon branchement de l'onduleur solaire. L'essentiel est de respecter la règle : le câble transportant le courant continu doit avoir une longueur minimale admissible et une section maximale.

Si le consommateur est éloigné des panneaux solaires, il convient de rallonger le câble électrique transportant le courant alternatif 220 V en ajoutant du câble. La longueur du fil entre l'onduleur et le panneau solaire doit varier dans la limite de 3 m et pas plus.

La meilleure option est lorsque l'onduleur est situé à proximité du panneau solaire. Des conditions particulièrement strictes doivent être respectées lors du branchement d'onduleurs dont la puissance dépasse 0,5 kW.

Le raccordement des fils doit être solide, car une connexion insuffisamment serrée provoque des étincelles, ce qui peut devenir une source d'incendie. Lors de l'installation d'un onduleur autonome pour assurer une alimentation électrique ininterrompue du site, le circuit en courant continu doit être équipé de disjoncteurs automatiques.

La meilleure solution pour connecter un onduleur est d'utiliser un montage de type hybride, tant en courant continu qu'en courant alternatif. Le principe repose sur un ordre particulier de mise en marche du convertisseur. Il est activé par le contrôleur de panneaux solaires après que les batteries soient chargées.

Une telle solution améliore la qualité de fonctionnement de l'équipement. Dans les régions où l'électricité est souvent coupée, ou dans les maisons situées dans des zones où le temps nuageux prédomine, cette option fonctionne très efficacement.

Aperçu des modèles d'onduleurs

De nombreux fabricants, tant nationaux qu'étrangers, produisent des onduleurs pour panneaux solaires. Tous les équipements possèdent des caractéristiques différentes, des niveaux de qualité, leur propre ensemble de fonctions et de capacités techniques.

Onduleurs d'un fabricant russe

Une large gamme de ces produits d'une puissance de 800 à 1200 W est fabriquée par le fabricant russe MAP « Energuia ».

L'entreprise produit plusieurs gammes d'onduleurs :

1. Onduleurs sinusoïdaux avec une forme de signal en onde sinusoïdale pure — MAP SIN.
2. Onduleurs sinusoïdaux avec fonction de prélèvement d'énergie supplémentaire à partir des batteries — MAP HYBRID.
3. Onduleurs triphasés — MAP HYBRID 3 phases.

Les onduleurs fabriqués par cette entreprise peuvent charger des batteries de tous types. Pour cela, ils disposent d'un chargeur de grande puissance.

La réalisation de l'entreprise est un onduleur de puissance record — 20 kW, supportant une charge maximale de 25 kW. Ce modèle peut fournir une alimentation fiable à une grande maison résidentielle avec de nombreux appareils.

Les onduleurs MAP «Energie» sont utilisés non seulement dans les ménages privés, mais aussi dans de nombreux secteurs industriels. Ils sont utilisés en médecine, dans la construction, dans les stations météorologiques.

Onduleurs Conext de la société Schneider Electric

La société française Schneider Electric produit des onduleurs dotés de hautes performances opérationnelles, permettant de les utiliser dans différents climats.

Le revêtement du boîtier, doté d'une haute résistance à la corrosion, permet de réussir le test au brouillard salin. Ils sont conçus pour les panneaux solaires installés aussi bien sur les toits de maisons individuelles que d'immeubles collectifs.

Le fabricant vérifie la fiabilité de son équipement à l'aide de diverses méthodes et tests. La conception des onduleurs Conext ne comporte pas de condensateurs électrochimiques, ce qui garantit une longue durée de vie.

Les onduleurs Conext, même en charge maximale, ont un rendement de 97,5%. Certains modèles sont équipés d'un bloc de distribution, éliminant ainsi le besoin d'installer un tableau électrique extérieur.

Un large choix de produits permet de sélectionner le modèle adapté aux systèmes solaires d'une puissance de 3 à 20 kW.

Onduleurs de la société TBS Electronics

Cette société néerlandaise, présente sur le marché depuis 1996, produit des convertisseurs sinusoïdaux de faible et de plus forte puissance pour les panneaux solaires Poversine, d'une puissance nominale de 175 à 3500 W.

Sur la photo, le modèle d'onduleur professionnel Powersine PS3500-24. Il peut être utilisé pour assurer une alimentation continue des chaudières de chauffage, des pompes, des ordinateurs et d'autres petites charges. Il est équipé d'une électronique fiable et d'un boîtier métallique très résistant.

La gamme Powersine se caractérise par une sinusoïde très pure en sortie, de sorte que l'utilisation de ces onduleurs garantit un fonctionnement correct et durable des appareils très sensibles. L'équipement est doté d'une protection contre les courts-circuits, les variations de température et les surcharges. Avec ces onduleurs, vous pouvez démarrer des charges jusqu'à 500 V avec une force de démarrage dépassant de plusieurs dizaines de fois la valeur nominale.

Onduleurs réseau Kostal

L'entreprise fabrique des onduleurs innovants de haute qualité d'une puissance de 1,5 à 20 kW, aussi bien monophasés que triphasés. La conception inclut un interrupteur de courant alternatif à déclenchement automatique, des trackers MPPT, un moniteur, un compteur S0 et de nombreuses autres options en équipement de base. Tout cela permet d'intégrer l'onduleur dans un système de maison intelligente.

Les onduleurs Kostal sont simples à utiliser et à installer. Le panneau intégré est informatif et clair, permettant de surveiller son fonctionnement.

Grâce à la haute qualité du matériau du boîtier, le convertisseur peut être installé aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur de la maison. L'assemblage est effectué en Europe, donc la qualité est conforme aux normes européennes. La garantie du fabricant est de 5 ans.

Onduleurs ABi-Solar de Taïwan

Ces onduleurs fabriqués à Taïwan sont représentés sur notre marché par la série de convertisseurs autonomes SL/SLP, les onduleurs hybrides autonomes-réseau (HTP) et la gamme d'hybrides NT.

Les convertisseurs autonomes sont équipés de contrôleurs de charge pour panneaux solaires. Cet équipement possède une triple fonctionnalité : il fonctionne comme onduleur, contrôleur et chargeur.

La construction comprend un affichage à cristaux liquides permettant de contrôler les paramètres principaux du système solaire. Le rendement des onduleurs SL/SLP est d'environ 93 %. Les modèles SLP sont équipés d'une protection anti-poussière.

L'onduleur de la nouvelle série ABi-Solar HTP fait partie de l'option économique. Il ne fonctionne qu'avec une batterie. La série NT est particulièrement populaire, comprenant des onduleurs hybrides monophasés et triphasés, remarquables par leur excellente qualité de fabrication.

Les convertisseurs SL0912 et SL1524 sont également économiques. Ils fonctionnent en 2 modes : celui d'un onduleur domestique et avec des panneaux solaires. Ils disposent de 2 modes de maintien de tension : de 180 à 260 V et de 100 à 300 V.

Le deuxième mode permet d'augmenter la durée de vie des batteries en les utilisant moins, mais ne peut alimenter que des équipements peu sensibles à la qualité de l'électricité.

L'onduleur ABi-Solar SL 1012 PWM a une puissance de 800 W. Le courant de sortie est une sinusoïde non modifiée. Il peut être utilisé pour la vente d'énergie électrique produite par les panneaux solaires selon le tarif vert.

Les onduleurs ABi-Solar permettent d'augmenter la plage de température de fonctionnement des batteries et d'automatiser le processus de charge-décharge.

Onduleurs réseau de la société GoodWE

Cette entreprise chinoise fabrique des onduleurs réseau de différentes puissances et les fournit sur le marché à bas prix. L'onduleur est accompagné d'un programme spécial permettant de calculer le système solaire en tenant compte de l'orientation des panneaux solaires par rapport aux points cardinaux et à d'autres repères.

Il est possible de surveiller le fonctionnement du convertisseur via une tablette ou un smartphone, mais il faudra d'abord installer une application spécialement conçue à cet effet basée sur le système d'exploitation Android.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Ici, le responsable de la société vendeuse explique les principes de choix d'un onduleur :

Cette vidéo aborde la question du branchement de l'onduleur :

L'onduleur réseau photovoltaïque, en tant que partie intégrante du système solaire, permet d'obtenir une indépendance totale vis-à-vis de l'alimentation électrique centralisée et de la hausse des prix de l'énergie.

Les « systèmes intelligents », incluant l'onduleur réseau, rendent le processus de consommation d'énergie accessible, fiable et contrôlable. Ce faisant, le confort de la maison n'est en rien perturbé.

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