Il permet de transformer l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques afin qu’elle puisse être utilisée par les appareils électriques du bâtiment ou injectée sur le réseau.

Sans onduleur adapté, l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques ne peut pas être utilisée directement par la majorité des équipements électriques domestiques.

Dans cet article, découvrez le rôle de l’onduleur photovoltaïque, son fonctionnement, les différents types d’onduleurs solaires et les critères à prendre en compte pour choisir son équipement.

☀️ Qu’est-ce qu’un onduleur photovoltaïque ?

Un onduleur photovoltaïque, également appelé onduleur solaire, est un appareil électronique qui convertit le courant continu (DC) produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif (AC).

Le principe peut être résumé ainsi :

☀️ Soleil → panneaux photovoltaïques → courant continu → onduleur → courant alternatif → appareils électriques

Les panneaux produisent donc de l'électricité sous forme de courant continu, tandis que les installations électriques des bâtiments utilisent généralement du courant alternatif.

L’onduleur assure cette conversion.

⚡ Quel est le rôle d’un onduleur solaire ?

L'onduleur possède plusieurs fonctions importantes dans une installation photovoltaïque.

1. Transformer le courant

Sa première fonction est de transformer le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif utilisable par l'installation électrique.

2. Optimiser la production

L’onduleur recherche en permanence le point de fonctionnement permettant aux panneaux de produire efficacement dans les conditions disponibles.

Cette fonction est généralement appelée MPPT, pour Maximum Power Point Tracking.

3. Surveiller l'installation

De nombreux onduleurs modernes peuvent également mesurer et communiquer différentes informations :

Production photovoltaïque ;

Puissance instantanée ;

Énergie produite ;

État du système ;

Défauts éventuels ;

Données de fonctionnement.

4. Assurer certaines fonctions de protection

Selon le modèle et la configuration, l’onduleur peut intégrer différentes fonctions de protection et de surveillance.

Comment fonctionne un onduleur photovoltaïque ?

Le fonctionnement peut être expliqué en plusieurs étapes.

Étape 1 : les panneaux produisent du courant continu

Lorsque les panneaux photovoltaïques reçoivent de la lumière, ils produisent de l'électricité en courant continu.

Étape 2 : le courant arrive à l'onduleur

Le courant continu est transmis vers l'onduleur par les câbles photovoltaïques.

Étape 3 : l'onduleur convertit le courant

L'électronique de puissance de l'onduleur transforme le courant continu en courant alternatif.

Étape 4 : l'électricité alimente les équipements

L'électricité produite peut alors être utilisée par les équipements électriques du bâtiment.

Étape 5 : gestion du surplus

Lorsque la production dépasse la consommation, le surplus peut, selon la configuration de l'installation et les conditions applicables, être stocké ou injecté sur le réseau.

Les différents types d'onduleurs photovoltaïques

Il existe plusieurs technologies d'onduleurs solaires.

Les principaux modèles sont :

Onduleur centralisé ;

Onduleur de chaîne (string inverter) ;

Micro-onduleur ;

Onduleur hybride ;

Onduleur avec stockage.

Le choix dépend notamment de la puissance de l'installation, de la configuration du toit, de l'ombrage et de la présence éventuelle d'une batterie.

1. L'onduleur centralisé

L'onduleur centralisé est principalement utilisé sur des installations photovoltaïques importantes.

Plusieurs chaînes de panneaux sont raccordées à un même équipement.

Avantages

Adapté aux installations de forte puissance ;

Centralisation des équipements ;

Maintenance pouvant être simplifiée ;

Bonne solution pour certaines installations industrielles.

Inconvénients

Une panne peut affecter une grande partie de l'installation ;

Les performances peuvent être influencées par les différences entre les chaînes ;

Nécessite une conception électrique adaptée.

2. L'onduleur de chaîne

L'onduleur string est très répandu dans les installations photovoltaïques résidentielles et professionnelles.

Plusieurs panneaux sont connectés en série pour former une chaîne, appelée string.

Plusieurs strings peuvent ensuite être raccordés à l'onduleur.

Avantages

Technologie largement utilisée ;

Bon rapport entre coût et performances ;

Installation relativement simple ;

Convient à de nombreuses configurations.

Limite

Lorsque certains panneaux sont fortement ombragés ou présentent des orientations différentes, les performances de la chaîne peuvent être affectées.

Dans ce cas, une autre architecture peut être plus intéressante.

3. Le micro-onduleur photovoltaïque

Le micro-onduleur fonctionne différemment.

Au lieu d'utiliser un seul gros onduleur pour plusieurs panneaux, chaque panneau — ou petit groupe de panneaux selon le système — possède son propre micro-onduleur.

Le principe devient :

Panneau → micro-onduleur → courant alternatif

Avantages

Gestion individuelle des panneaux ;

Intéressant pour les installations avec plusieurs orientations ;

Peut être avantageux en présence d'ombrages partiels ;

Suivi individuel possible selon les systèmes.

Inconvénients

Plus de matériel installé sur ou à proximité des panneaux ;

Coût pouvant être supérieur ;

Maintenance différente d'une installation équipée d'un onduleur central.

4. L'onduleur hybride

L'onduleur hybride est conçu pour gérer à la fois la production photovoltaïque et un système de stockage.

Il peut permettre de gérer :

Panneaux → onduleur hybride → consommation

mais également :

Panneaux → batterie

puis :

Batterie → consommation

L'intérêt est de pouvoir utiliser une partie de l'énergie solaire produite pendant une période où les panneaux produisent moins.

Onduleur photovoltaïque et batterie

Lorsqu'une batterie est installée, l'onduleur joue un rôle essentiel dans la gestion des flux d'énergie.

Pendant la journée :

☀️ Panneaux → consommation + batterie

Le soir :

Batterie → onduleur → consommation

L'installation peut ainsi augmenter la part d'électricité photovoltaïque consommée localement.

Quel onduleur choisir pour une maison ?

Il n'existe pas un modèle unique adapté à toutes les maisons.

Le choix dépend notamment :

De la puissance photovoltaïque ;

Du nombre de panneaux ;

De leur orientation ;

De leur inclinaison ;

De la présence d'ombrage ;

Du nombre de chaînes ;

Du réseau électrique ;

De la présence d'une batterie ;

Du mode d'autoconsommation ;

Des caractéristiques techniques du matériel.

Pour une installation résidentielle simple, un onduleur de chaîne peut être adapté.

Pour une toiture présentant plusieurs orientations ou des problèmes d'ombrage, les micro-onduleurs peuvent être intéressants.

Pour une installation avec batterie, un onduleur hybride peut être envisagé.

Quel onduleur pour une entreprise ?

Les installations professionnelles peuvent nécessiter des puissances beaucoup plus importantes.

On retrouve alors différentes architectures :

Onduleurs de chaîne ;

Onduleurs centralisés ;

Onduleurs hybrides ;

Systèmes de stockage ;

Solutions de supervision énergétique.

Le dimensionnement doit tenir compte de la puissance photovoltaïque, de la consommation du bâtiment et de l'architecture électrique existante.

Comment dimensionner un onduleur photovoltaïque ?

Le dimensionnement d'un onduleur ne consiste pas simplement à choisir un appareil ayant exactement la même puissance que les panneaux.

Il faut notamment étudier :

Puissance crête des panneaux ;

Tension maximale ;

Tension de fonctionnement ;

Courant maximal ;

Nombre de MPPT ;

Nombre de strings ;

Plage de tension MPPT ;

Puissance AC ;

Conditions de température ;

Configuration du réseau ;

Évolution future de l'installation.

Le dimensionnement doit être réalisé conformément aux caractéristiques techniques des équipements et aux règles applicables.

️ Pourquoi la température est importante ?

Les performances des panneaux photovoltaïques varient avec la température.

L'onduleur doit donc fonctionner correctement dans les différentes conditions rencontrées sur le site.

Un appareil installé dans un environnement très chaud doit notamment être choisi en tenant compte de sa plage de fonctionnement et de ses conditions de refroidissement.

Rendement d'un onduleur photovoltaïque

Un onduleur entraîne nécessairement certaines pertes lors de la conversion de l'électricité.

Le rendement permet de mesurer l'efficacité de cette conversion.

Un rendement élevé signifie qu'une plus grande partie de l'énergie électrique reçue est convertie en énergie utilisable.

Cependant, le rendement réel d'une installation dépend également :

Des panneaux ;

Des câbles ;

Des températures ;

Des conditions d'ensoleillement ;

De l'orientation ;

Des pertes électriques ;

Du fonctionnement de l'onduleur.

Surveillance de la production solaire

De nombreux onduleurs modernes disposent d'un système de communication permettant de suivre la production.

Selon les équipements, l'utilisateur peut consulter :

Production quotidienne ;

Production mensuelle ;

Production annuelle ;

Puissance instantanée ;

Consommation ;

État de la batterie ;

Alertes ;

Défauts.

La supervision permet notamment d'identifier plus rapidement une baisse inhabituelle de production.

⚠️ Que se passe-t-il en cas de coupure du réseau ?

Dans une installation photovoltaïque raccordée au réseau, l'onduleur dispose généralement d'une fonction de protection empêchant le fonctionnement en parallèle avec un réseau absent.

Cela signifie qu'une installation solaire classique raccordée au réseau ne continue pas nécessairement à alimenter la maison pendant une coupure du réseau.

Pour disposer d'une alimentation de secours, une architecture spécifique avec stockage et équipements adaptés est nécessaire.

Onduleur photovoltaïque et sécurité

L'onduleur fait partie intégrante de la sécurité de l'installation photovoltaïque.

Selon l'installation, il faut notamment prendre en compte :

Protections côté courant continu ;

Protections côté courant alternatif ;

Sectionnement ;

Mise à la terre ;

Parafoudre lorsque requis ;

Protection contre les surintensités ;

Ventilation ;

Respect des caractéristiques électriques des équipements.

Le choix et le raccordement doivent être réalisés conformément aux normes et réglementations applicables.

⚠️ Important : sécurité électrique

Toute installation ou modification d'un circuit électrique présente des risques d'électrisation, d'électrocution, de court-circuit, d'arc électrique et d'incendie.

Une installation photovoltaïque présente également une particularité importante : les panneaux peuvent produire une tension dès qu'ils sont exposés à la lumière.

Il est donc indispensable d'utiliser des équipements adaptés, correctement dimensionnés et installés conformément aux règles de sécurité applicables.

Pour les travaux présentant des risques électriques, faites appel à un professionnel compétent.

Onduleur photovoltaïque : les points essentiels

Type d'onduleurUtilisation principaleAvantage

Onduleur centraliséGrandes installationsCentralisation

Onduleur stringMaisons et entreprisesSolution polyvalente

Micro-onduleurInstallations avec plusieurs configurationsGestion au niveau des panneaux

Onduleur hybridePhotovoltaïque + batterieGestion de la production et du stockage

Onduleur avec stockageInstallations recherchant davantage d'autonomieUtilisation différée de l'énergie

❓ Questions fréquentes sur les onduleurs photovoltaïques

Quel est le rôle principal d'un onduleur solaire ?

Il transforme le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif utilisable par les équipements électriques.

Quelle est la différence entre un onduleur et un micro-onduleur ?

L'onduleur classique traite généralement plusieurs panneaux ou chaînes de panneaux, tandis que le micro-onduleur est installé au niveau de chaque panneau ou petit groupe de panneaux selon l'architecture choisie.

Faut-il une batterie avec un onduleur photovoltaïque ?

Non. Une installation photovoltaïque peut fonctionner sans batterie. Une batterie est utilisée lorsqu'on souhaite notamment stocker une partie de la production pour la consommer ultérieurement.

Combien de temps dure un onduleur ?

La durée de fonctionnement dépend du modèle, de ses conditions d'utilisation, de son environnement et de sa maintenance. Il faut consulter les caractéristiques et conditions du fabricant.

Peut-on installer soi-même un onduleur ?

Une installation photovoltaïque comporte des risques électriques et doit respecter des règles techniques et réglementaires. Le raccordement et la mise en service doivent être réalisés dans les conditions prévues par la réglementation et par le fabricant.

Conclusion

L'onduleur photovoltaïque est un élément essentiel d'une installation solaire. Son rôle principal consiste à transformer le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif utilisable par les équipements électriques.

Il existe plusieurs technologies :

Onduleur centralisé ;

Onduleur string ;

Micro-onduleur ;

Onduleur hybride.

Le meilleur choix dépend de la configuration du bâtiment, de la puissance de l'installation, de l'ombrage, des orientations des panneaux et de la présence éventuelle d'une batterie.

Bien choisir et dimensionner son onduleur permet de disposer d'une installation photovoltaïque performante, fiable et adaptée aux besoins du bâtiment.

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