Qu’est-ce qu’un onduleur photovoltaïque ?

Si on parle souvent de panneaux solaires et de leur capacités, type de cellules, bifacial, etc. on évoque beaucoup moins souvent l'onduleur photovoltaïque. Pourtant celui ci est le cœur de l'installation photovoltaïque, car il joue un rôle essentiel dans le bon fonctionnement des panneaux solaires. Il est tout aussi important de le sélectionner avec soin. Faisons un peu le point sur l'onduleur photovoltaïque et ses fonctions.

Le rôle de l'onduleur photovoltaïque dans une installation solaire

Un onduleur photovoltaïque est un dispositif électronique qui convertit le courant continu (DC) généré par les panneaux solaires en courant alternatif (AC), lequel peut être utilisé par les appareils électriques domestiques ou injecté dans le réseau électrique.

Cet appareil a plusieurs fonctions.

Conversion de l'énergie

Le principal rôle de l'onduleur est de convertir l'énergie. Les panneaux solaires produisent de l'électricité en courant continu, mais la plupart des appareils électriques et les réseaux de distribution utilisent le courant alternatif. L'onduleur transforme donc le courant continu en courant alternatif utilisable, avec une efficacité maximale pour minimiser les pertes d'énergie.

Optimisation de la production d'énergie

Les onduleurs modernes sont dotés de systèmes de suivi du point de puissance maximale (MPPT – Maximum Power Point Tracking). Cette technologie permet de maximiser la production d'énergie en ajustant constamment la charge électrique sur les panneaux solaires pour obtenir la puissance maximale possible.

Surveillance et gestion

Les onduleurs actuels offrent également des fonctionnalités avancées de surveillance et de gestion de l'énergie. Ils peuvent être connectés à des plateformes en ligne ou à des applications mobiles pour suivre en temps réel la performance de l'installation solaire, détecter des anomalies et optimiser le rendement.

Les différents modèles d'onduleurs photovoltaïques

Il existe différents modèles d'onduleurs. Un tour sur une boutique spécialisée comme Avel Heol par exemple permet d'en avoir un aperçu rapide.

Onduleurs centraux

Les onduleurs centraux sont conçus pour des installations de grande taille, comme les parcs solaires commerciaux. Ils sont capables de gérer de grandes quantités de courant et sont généralement plus économiques pour des projets à grande échelle. C'est également le type d'onduleur qui était installé chez les particuliers il y a une quinzaine d'années (ce que j'ai d'ailleurs chez moi sur l'installation en toiture).

Micro-onduleurs

Les micro-onduleurs sont installés directement sur chaque panneau solaire, ce qui permet une conversion de courant au niveau du panneau individuel. Cela offre des avantages en termes de performances, car chaque panneau fonctionne indépendamment, ce qui réduit l'impact des ombrages ou des défauts sur un seul panneau. Ils ont vite remplacé les onduleurs centraux sur les installations résidentielles. Parmi les fabricants connus de micro-onduleurs, on trouve notamment Enphase Energy, avec des modèles populaires comme l'Enphase IQ7.

Ce type d'onduleur équipe également toutes les stations solaires plug&play que nous avons eu l'occasion de découvrir en tests, et qui ont pour but de réduire la consommation électrique globale du logement, en réinjectant directement la production solaire dans celui ci, via une simple prise électrique. Dans ce domaine Hoymiles est particulièrement connu, tout comme ApSystems.

Onduleurs hybrides

Certains modèles proposent des capacités supplémentaires, telles que la gestion de batteries de stockage. Ils permettent de stocker l'énergie excédentaire produite pendant la journée pour une utilisation ultérieure, par exemple pendant la nuit ou en cas de coupure de courant. Le modèle PowerStream de chez Ecoflow est un exemple d'onduleur hybride qui offre des fonctionnalités de gestion de stockage d'énergie, permettant de charger par exemple une batterie Delta 2 ou Delta Max 2.

Fronius propose également une large gamme d'onduleurs, dont le Fronius Symo Hybrid, un modèle hybride capable de gérer la production d'énergie solaire, la charge de batteries et la consommation d'énergie domestique.

Enfin, certains proposent l'interdiction de renvoi du surplus sur le réseau. Si vous ne revendez pas votre surplus, ce peut être une option intéressante, car nous ne sommes pas à l'abri qu'Enedis facture un jour les injections “sauvages”, qui utilisent ses infrastructures…

Onduleurs connectés

Les onduleurs modernes intègrent souvent des fonctionnalités de connectivité, permettant de les connecter à des smartphones ou à des systèmes de gestion de l'énergie domestique. Cela offre une surveillance en temps réel et une gestion simplifiée de la production et de la consommation d'énergie. Par exemple, le SMA Sunny Boy est un modèle qui offre une connectivité robuste et une application conviviale pour le suivi de la performance de l'installation.

Les modèles Hoymiles ou ApSystems reviennent également souvent sur les stations solaires dont on parle tant, avec une connectivité Wifi voir parfois propriétaires. Si vous souhaitez intégrer le suivi de production solaire dans votre système domotique, il est important de vérifier au préalable les modèles compatibles, comme c'est le cas ici avec Home Assistant par exemple. Nous avions également vu comment communiquer avec un onduleur Hoymiles avec MQTT, permettant ensuite d'exploiter les informations dans le système qu'on souhaite.

Choisir son onduleur photovoltaïque

Lorsque vous choisissez un onduleur pour votre installation photovoltaïque, il est essentiel de considérer la puissance maximale de sortie de l'onduleur par rapport à la capacité totale des panneaux solaires. Cette capacité est généralement exprimée en watts crête (Wc). Idéalement, la puissance maximale de l'onduleur devrait être légèrement supérieure à la capacité totale des panneaux solaires.

Par exemple, si vous disposez de panneaux solaires d'une capacité totale de 5 kilowatts crête (5 kWc), il est recommandé de choisir un onduleur avec une puissance nominale légèrement supérieure à 5 kW. Cela garantit que l'onduleur peut gérer efficacement toute la puissance produite par les panneaux solaires sans être surchargé.

Choisir un onduleur surdimensionné par rapport à la capacité des panneaux solaires offre plusieurs avantages. Tout d'abord, cela permet de maximiser l'efficacité de conversion de l'énergie solaire en électricité, car l'onduleur fonctionne dans sa plage de charge optimale. De plus, cela offre une marge de sécurité contre les pertes de performance potentielles dues à des facteurs tels que l'ombrage partiel des panneaux solaires ou les variations de température. Enfin, cela permet d'anticiper d'éventuelles extensions du système solaire dans le futur sans avoir à remplacer l'onduleur.

En revanche, choisir un onduleur sous-dimensionné par rapport à la capacité des panneaux solaires peut entraîner une sous-utilisation de la production d'énergie solaire et réduire l'efficacité globale du système. Il est donc crucial de se référer aux spécifications techniques des fabricants pour sélectionner un onduleur qui correspond parfaitement à la puissance de votre installation photovoltaïque.

Conclusion

L'onduleur photovoltaïque est un composant essentiel pour toute installation solaire, assurant la conversion, l'optimisation et la gestion de l'énergie produite par les panneaux solaires. Que ce soit pour des installations résidentielles ou commerciales, choisir le bon type d'onduleur, qu'il soit central, micro-onduleur ou hybride, est crucial pour maximiser la performance et la fiabilité de votre système photovoltaïque. Des fabricants comme SMA, Fronius, Enphase Energy, SolarEdge, et Hoymiles offrent une variété de modèles adaptés à différents besoins et budgets, intégrant des fonctionnalités avancées telles que la connectivité et la gestion de stockage d'énergie. Optimiser votre choix d'onduleur permet de garantir un rendement énergétique optimal et une utilisation efficace de l'énergie solaire. N'oubliez donc pas de bien le choisir !