Avant l'essor de l'industrie photovoltaïque, la technologie des onduleurs était principalement utilisée dans des secteurs tels que le transport ferroviaire et la distribution d'électricité. Avec l'essor de l'industrie photovoltaïque, l'onduleur photovoltaïque est devenu un équipement essentiel des nouveaux systèmes de production d'énergie et est devenu un outil incontournable. Dans les pays développés d'Europe et des États-Unis, notamment, grâce à l'essor des économies d'énergie et de la protection de l'environnement, le marché du photovoltaïque s'est développé plus rapidement, notamment grâce au développement rapide des systèmes photovoltaïques domestiques. Dans de nombreux pays, les onduleurs domestiques sont utilisés comme appareils électroménagers et leur taux de pénétration est élevé.
L'onduleur photovoltaïque convertit le courant continu produit par les modules photovoltaïques en courant alternatif, puis l'injecte dans le réseau. La performance et la fiabilité de l'onduleur déterminent la qualité de l'énergie et son rendement. L'onduleur photovoltaïque est donc au cœur de tout système de production d'électricité photovoltaïque.
Parmi eux, les onduleurs connectés au réseau occupent une part de marché importante dans toutes les catégories et marquent le début du développement de toutes les technologies d'onduleurs. Comparés aux autres types d'onduleurs, les onduleurs connectés au réseau sont de technologie relativement simple, se concentrant sur l'entrée photovoltaïque et la sortie réseau. Une puissance de sortie sûre, fiable, efficace et de haute qualité est devenue la priorité de ces onduleurs. Dans les spécifications techniques des onduleurs photovoltaïques connectés au réseau formulées dans différents pays, les points ci-dessus sont devenus les points de mesure communs de la norme. Bien entendu, les détails des paramètres varient. Pour les onduleurs connectés au réseau, toutes les exigences techniques sont axées sur le respect des exigences du réseau pour les systèmes de production décentralisée, et d'autres exigences proviennent des exigences du réseau pour les onduleurs, c'est-à-dire des exigences descendantes. Par exemple, les spécifications de tension, de fréquence, de qualité de l'énergie, de sécurité et de contrôle en cas de défaut. Comment se connecter au réseau, quel niveau de tension intégrer, etc. ? L'onduleur connecté au réseau doit donc toujours répondre aux exigences du réseau, et non aux exigences internes du système de production d'électricité. D'un point de vue technique, il est essentiel que l'onduleur connecté au réseau produise de l'électricité lorsqu'il remplit les conditions de connexion au réseau. La gestion de l'énergie au sein du système photovoltaïque est donc simple, aussi simple que le modèle économique de l'électricité produite. Selon des statistiques étrangères, plus de 90 % des systèmes photovoltaïques construits et exploités sont des systèmes photovoltaïques connectés au réseau, et des onduleurs connectés au réseau sont utilisés.
Les onduleurs hors réseau constituent une classe d'onduleurs opposée aux onduleurs connectés au réseau. Dans ce cas, la sortie de l'onduleur n'est pas connectée au réseau, mais à la charge, qui alimente directement cette dernière en électricité. Les applications des onduleurs hors réseau sont rares, principalement dans les zones reculées où les conditions de connexion au réseau sont inexistantes, médiocres ou nécessitant une autoproduction et une autoconsommation. Le système hors réseau privilégie l'autoproduction et l'autoconsommation. En raison du faible nombre d'applications des onduleurs hors réseau, la recherche et le développement technologiques sont limités. Il existe peu de normes internationales concernant les caractéristiques techniques de ces onduleurs, ce qui entraîne une baisse de la recherche et du développement de ces onduleurs, qui tendent à se réduire. Cependant, les fonctions des onduleurs hors réseau et la technologie utilisée ne sont pas simples, notamment en ce qui concerne la combinaison avec des batteries de stockage d'énergie. Le contrôle et la gestion de l'ensemble du système sont plus complexes que pour les onduleurs connectés au réseau. Il convient de noter qu'un système composé d'onduleurs hors réseau, de panneaux photovoltaïques, de batteries, de charges et d'autres équipements constitue déjà un système de micro-réseau simple. Le seul problème est que le système n'est pas connecté au réseau.
En fait,onduleurs hors réseauConstituent la base du développement des onduleurs bidirectionnels. Ces onduleurs combinent les caractéristiques techniques des onduleurs connectés au réseau et des onduleurs hors réseau, et sont utilisés dans les réseaux locaux d'alimentation ou les systèmes de production d'électricité. Utilisés en parallèle avec le réseau électrique, ils sont peu utilisés actuellement, car ce type de système est le prototype du développement des micro-réseaux. Cependant, il est en phase avec l'infrastructure et le mode d'exploitation commercial de la production d'électricité décentralisée de demain. De fait, dans certains pays et marchés où le photovoltaïque se développe rapidement et est mature, l'application des micro-réseaux aux ménages et aux petites zones commence à se développer lentement. Parallèlement, les collectivités locales encouragent le développement de réseaux locaux de production, de stockage et de consommation d'électricité, centrés sur les ménages, en privilégiant la production d'électricité nouvelle pour l'autoconsommation et la part insuffisante du réseau électrique. Par conséquent, l'onduleur bidirectionnel doit prendre en compte davantage de fonctions de contrôle et de gestion de l'énergie, telles que le contrôle de la charge et de la décharge des batteries, les stratégies de fonctionnement en réseau ou hors réseau et les stratégies d'alimentation électrique fiable. Globalement, l'onduleur bidirectionnel jouera des fonctions de contrôle et de gestion plus importantes à l'échelle du système, au lieu de se limiter aux exigences du réseau ou de la charge.
En tant qu'axe de développement du réseau électrique, le réseau local de production, de distribution et de consommation d'électricité, centré sur la production d'énergie renouvelable, constituera l'un des principaux modes de développement du micro-réseau à l'avenir. Dans ce mode, le micro-réseau local établira une relation interactive avec le réseau principal, et ne fonctionnera plus en étroite collaboration avec ce dernier, mais de manière plus autonome, c'est-à-dire en mode îloté. Afin de garantir la sécurité de la région et de privilégier une consommation électrique fiable, le mode de fonctionnement connecté au réseau n'est mis en place que lorsque l'électricité locale est abondante ou doit être prélevée sur le réseau externe. À l'heure actuelle, en raison du manque de maturité des technologies et des politiques, les micro-réseaux ne sont pas encore déployés à grande échelle et seuls quelques projets de démonstration sont en cours, la plupart étant connectés au réseau. L'onduleur pour micro-réseau combine les caractéristiques techniques de l'onduleur bidirectionnel et joue un rôle important dans la gestion du réseau. Il s'agit d'une machine intégrée typique intégrant onduleur, contrôle et gestion. Il assure la gestion locale de l'énergie, le contrôle de la charge, la gestion des batteries, l'onduleur, la protection et d'autres fonctions. Avec le système de gestion de l'énergie du micro-réseau (MGEMS), il complètera la gestion de l'ensemble du micro-réseau et constituera l'équipement central de la construction d'un système de micro-réseau. Comparé au premier onduleur connecté au réseau issu du développement de la technologie des onduleurs, il se distingue de la simple fonction d'onduleur et assure la gestion et le contrôle du micro-réseau, en prenant en compte et en résolvant certains problèmes au niveau du système. L'onduleur de stockage d'énergie assure l'inversion bidirectionnelle, la conversion de courant, ainsi que la charge et la décharge des batteries. Le système de gestion du micro-réseau gère l'ensemble du micro-réseau. Les contacteurs A, B et C sont tous contrôlés par le système de gestion du micro-réseau et peuvent fonctionner en îlots isolés. Déconnectez ponctuellement les charges non critiques en fonction de l'alimentation électrique afin de maintenir la stabilité du micro-réseau et le fonctionnement sûr des charges importantes.
Date de publication : 10 février 2022
