Onduleurs Solaires PV : Types et Fonctions Essentielles

Fonctions liées au réseau

• Suivi du point de puissance maximale (MPPT) du générateur PV.
• Système de surveillance et de déconnexion du réseau.
• Protections intégrées :
  • Courts-circuits en courant alternatif (CA).
  • Tension du réseau hors plage.
  • Fréquence du réseau hors plage.
  • Surtensions (protégées par varistances ou dispositifs similaires).
• Consommation des onduleurs en mode nuit inférieure à 0,5% de leur puissance nominale.
• Mise en veille (standby) lorsque la puissance générée est insuffisante.
• Doit fournir en permanence de l'énergie au réseau pour un rayonnement supérieur à 10% des conditions CEM (Conditions d'Essai Normalisées).

Onduleurs centraux

Le générateur photovoltaïque est relié à un seul onduleur central. Ils sont utilisés dans de nombreuses centrales de grande taille, composées de multiples branches parallèles de modules connectés en série. Ce système permet de générer une puissance élevée avec de bonnes performances et un faible coût initial par watt. L'inconvénient principal est la fiabilité limitée du système global, qui repose sur cet unique onduleur. L'ensoleillement doit être homogène sur l'ensemble du champ PV, sans ombrage sur les branches, et les modules doivent avoir des tolérances de production très faibles pour éviter les pertes par désadaptation (mismatch). En cas d'ombrage partiel, la production de l'ensemble du système peut être affectée.

Onduleurs de chaîne

Constitués de plusieurs branches (chaînes) de modules connectés en série, chaque chaîne (ou groupe de chaînes) étant reliée à un onduleur. Ces onduleurs offrent souvent des rendements élevés. Plusieurs chaînes peuvent avoir des conditions d'ensoleillement différentes (orientations, inclinaisons). L'installation peut être décentralisée, plaçant les onduleurs près des groupes de modules pour réduire la longueur et les pertes du câblage en courant continu (CC).

Onduleurs multi-chaînes (Multi-string)

Une solution économique et flexible pour les installations comportant des chaînes de modules avec des conditions de fonctionnement différentes (ex: orientations, inclinaisons, types de modules, ombrages partiels). Ces onduleurs possèdent plusieurs entrées MPPT indépendantes, permettant d'optimiser la production de chaque groupe de chaînes séparément.

Micro-onduleurs (intégrés au module)

Installés directement sur chaque module photovoltaïque, les micro-onduleurs optimisent la production individuelle de chaque panneau en réalisant le MPPT au niveau du module. L'ombrage, l'encrassement ou le dysfonctionnement d'un module n'affecte pas significativement les autres. En cas de défaut d'un micro-onduleur, seuls le module et son micro-onduleur associé sont impactés, les autres continuent de fonctionner normalement. Ils maximisent la performance globale, surtout dans des conditions d'ensoleillement variables, complexes ou en présence d'ombrages. En cas de panne, le micro-onduleur défectueux doit être remplacé individuellement.