La diversité des bâtiments entraîne inévitablement une diversité des installations de panneaux solaires. Afin d'optimiser l'efficacité de conversion de l'énergie solaire tout en préservant l'esthétique du bâtiment, il est nécessaire de diversifier nos onduleurs afin d'optimiser la conversion de l'énergie solaire. Les onduleurs solaires les plus courants dans le monde sont : les onduleurs centralisés, les onduleurs de chaîne, les onduleurs multi-chaînes et les onduleurs à composants. Nous allons maintenant analyser les applications de plusieurs onduleurs.
Les onduleurs centralisés sont généralement utilisés dans les systèmes de grandes centrales photovoltaïques (> 10 kW). Plusieurs chaînes photovoltaïques parallèles sont connectées à l'entrée CC d'un même onduleur centralisé. Des modules de puissance triphasés IGBT sont généralement utilisés pour les puissances élevées. Les puissances inférieures utilisent des transistors à effet de champ et un contrôleur de conversion DSP pour améliorer la qualité de l'énergie électrique produite, la rapprochant ainsi du courant sinusoïdal. Leur principale caractéristique réside dans leur puissance élevée et leur faible coût. Cependant, l'adaptation des chaînes photovoltaïques et l'ombrage partiel impactent le rendement et la capacité de l'ensemble du système photovoltaïque. Parallèlement, la fiabilité de la production d'électricité de l'ensemble du système est affectée par le mauvais fonctionnement d'un groupe d'unités photovoltaïques. Les recherches les plus récentes portent sur l'utilisation de la modulation vectorielle spatiale et le développement de nouvelles topologies d'onduleurs pour obtenir un rendement élevé en charge partielle.
Sur l'onduleur centralisé SolarMax, vous pouvez connecter un boîtier d'interface de panneau photovoltaïque pour surveiller chaque branche de panneaux photovoltaïques. Si l'une d'elles ne fonctionne pas correctement, le système transmet l'information à la télécommande. Cette branche peut également être arrêtée à distance, afin qu'une défaillance d'une branche n'affecte pas le fonctionnement et la production d'énergie de l'ensemble du système photovoltaïque.
Les onduleurs de chaîne sont devenus les plus populaires sur le marché international. Ils reposent sur un concept modulaire. Chaque chaîne photovoltaïque (1 kW à 5 kW) passe par un onduleur, suit la puissance maximale du côté CC et est connectée en parallèle du côté CA. De nombreuses grandes centrales photovoltaïques utilisent des onduleurs de chaîne. Leur avantage est qu'ils ne sont pas affectés par les différences de modules et les ombres entre les chaînes, tout en réduisant le point de fonctionnement optimal des modules photovoltaïques.
L'inadéquation avec l'onduleur augmente la production d'électricité. Ces avantages techniques réduisent non seulement le coût du système, mais en augmentent également la fiabilité. Parallèlement, le concept « maître-esclave » a été introduit entre les chaînes : lorsqu'une seule chaîne d'énergie électrique ne suffit pas à faire fonctionner un seul onduleur, plusieurs chaînes photovoltaïques sont connectées entre elles, permettant ainsi à une ou plusieurs d'entre elles de fonctionner, afin de produire davantage d'électricité. Le concept le plus récent consiste à regrouper plusieurs onduleurs en une seule équipe, remplaçant ainsi le concept « maître-esclave », ce qui renforce encore la fiabilité du système. Actuellement, les onduleurs de chaîne sans transformateur sont en tête.
Les onduleurs multi-chaînes combinent les avantages des onduleurs centralisés et des onduleurs de chaîne, en évitant leurs inconvénients, et peuvent être utilisés dans des centrales photovoltaïques de plusieurs kilowatts. Ils intègrent différents convertisseurs CC-CC et de suivi de crête de puissance. Ces CC sont convertis en courant alternatif par un onduleur CC-CA classique, puis connectés au réseau. Des chaînes photovoltaïques de différentes puissances nominales (puissance nominale, nombre de composants, fabricants de composants, etc.), des modules photovoltaïques de différentes tailles ou technologies, des chaînes d'orientations différentes (est, sud, ouest), d'angles d'inclinaison ou d'ombrage différents, peuvent être connectés à un onduleur commun, et chaque chaîne fonctionne à sa puissance maximale maximale.
Dans le même temps, la longueur du câble CC est réduite, l'effet d'ombre entre les chaînes et la perte causée par la différence entre les chaînes sont minimisés.
L'onduleur à composants permet de connecter chaque composant photovoltaïque à un onduleur. Chaque composant dispose d'un suivi de crête de puissance maximale distinct, afin d'optimiser l'adaptation entre le composant et l'onduleur. Généralement utilisé dans les centrales photovoltaïques de 50 à 400 W, son rendement total est inférieur à celui des onduleurs de chaîne. Son raccordement en parallèle sur le réseau CA complexifie le câblage côté CA et rend la maintenance difficile. Un autre problème à résoudre est celui d'une connexion plus efficace au réseau. La solution la plus simple consiste à se connecter directement au réseau via une prise CA ordinaire, ce qui permet de réduire les coûts et l'installation des équipements. Cependant, les normes de sécurité du réseau ne le permettent souvent pas. Dans ce cas, le fournisseur d'électricité peut s'opposer au raccordement direct du dispositif de production d'électricité aux prises électriques des particuliers. Un autre facteur de sécurité est la nécessité d'un transformateur d'isolement (haute ou basse fréquence) ou l'autorisation d'un onduleur sans transformateur. Cecionduleurest le plus largement utilisé dans les murs-rideaux en verre.
Date de publication : 29 octobre 2021
