Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Installation solaire thermique

Centrale solaire
thermoélectriques

Onduleur

Onduleur

Un onduleur est un dispositif électronique. La fonction de l' onduleur est de changer une tension d'entrée CC en une tension de sortie CA symétrique, avec l'amplitude et la fréquence souhaitées par l'utilisateur. Les onduleurs utilisent dans une grande variété d'applications, des petites alimentations pour ordinateurs, aux applications industrielles pour contrôler la puissance élevée. Les onduleurs sont également utilisés pour convertir le courant continu généré par les panneaux solaires photovoltaïques, les accumulateurs ou les batteries, etc., en courant alternatif et ainsi pouvoir être injectés dans le réseau électrique ou utilisés dans des installations électriques isolées.

Un onduleur simple consiste en un oscillateur qui contrôle un transistor, qui est utilisé pour interrompre le courant entrant et générer une onde rectangulaire.

Cette onde rectangulaire alimente un transformateur qui adoucit sa forme, en faisant un peu plus comme une onde sinusoïdale et en produisant la tension de sortie nécessaire. La forme d'onde de sortie de tension d'un onduleur idéal doit être sinusoïdale. Une bonne technique pour y parvenir consiste à utiliser la technique PWM pour que la composante sinusoïdale principale soit beaucoup plus élevée que les harmoniques supérieures.

Les onduleurs plus modernes ont commencé à utiliser des formes plus avancées de transistors ou d'appareils similaires, tels que les thyristors, les triacs ou les IGBT.

Les onduleurs les plus efficaces utilisent divers dispositifs électroniques pour essayer d'arriver à une onde qui simule raisonnablement une onde sinusoïdale à l'entrée du transformateur, au lieu de dépendre de lisser la vague.

Ils peuvent être classés en général en deux types:

  • onduleurs monophase
  • onduleurs triphasés.

Les condensateurs et les inductances peuvent être utilisés pour lisser le flux de courant vers et depuis le transformateur.

De plus, il est possible de produire ce que l'on appelle une "onde sinusoïdale modifiée", qui est générée à partir de trois points: un positif, un négatif et un terrestre. Un circuit logique est responsable de l'activation des transistors afin qu'ils alternent correctement. Les onduleurs à onde sinusoïdale modifiée peuvent provoquer certaines charges, telles que des moteurs, par exemple; fonctionner moins efficacement.

Les onduleurs les plus avancés utilisent la modulation de largeur d'impulsion avec une fréquence porteuse beaucoup plus élevée pour se rapprocher de l'onde sinusoïdale ou des modulations par des vecteurs spatiaux améliorant la distorsion de sortie harmonique. Vous pouvez également predistort l'onde pour améliorer le facteur de puissance (corps & Phi;).

Onduleurs photovoltaïques pour l'entrée du réseau

Les onduleurs photovoltaïques pour l'entrée du réseau électrique sont un type particulier d' onduleur spécialement conçu pour convertir l'énergie électrique sous forme de courant continu produite par un module photovoltaïque en courant alternatif pour alimenter directement le réseau électrique. La sortie actuelle du panneau solaire est initialement sous la forme d'un courant continu.

Ces machines étendent la fonction de base d'un onduleur générique avec des fonctions extrêmement sophistiquées et avancées, grâce à l'utilisation de systèmes spéciaux de contrôle logiciel et matériel qui permettent d'extraire la puissance maximale disponible dans toutes les conditions climatiques des panneaux solaires.

Cette fonction s'appelle MPPT. Les panneaux photovoltaïques, en effet, ont une courbe de tension / intensité telle qu'il existe un point de travail optimal, appelé point de puissance maximale, où il est possible d'extraire la puissance maximale disponible.

Ce point caractéristique varie continuellement en fonction du niveau de rayonnement solaire qui frappe la surface des cellules photovoltaïques. Il est évident qu'un onduleur capable de rester "accroché" à ce point obtiendra toujours la puissance maximum disponible dans n'importe quelle condition. Il existe plusieurs techniques pour mettre en œuvre la fonction MPPT, qui diffèrent en termes de performances dynamiques (temps de stabilisation) et de précision. Bien que la précision du MPPT soit extrêmement importante, le temps d'établissement est, dans certains cas, encore plus important. Alors que tous les fabricants d'onduleurs peuvent atteindre une précision élevée dans le MPPT (généralement entre 99 et 99,6% du maximum disponible), seuls quelques-uns peuvent combiner la précision à la vitesse.

En fait, les jours où la nébulosité est variable, il y a des changements importants et soudains de l'énergie solaire. Il est très fréquent de détecter des variations de 100 watts / m² à 1000-1200 watts / m² en moins de 2 secondes. Dans ces conditions, très fréquentes, un investisseur ayant des temps de décantation inférieurs à 5 secondes peut produire jusqu'à 5% -10% d'énergie en plus qu'une lente.

Certains onduleurs photovoltaïques sont équipés d'étages de puissance modulaires et certains sont même équipés d'un MPPT pour chaque étage de puissance. De cette manière, les fabricants permettent au système d'ingénierie de configurer librement le fonctionnement maître / esclave indépendant ou MPPT. L'utilisation de MPPT indépendants fournit un avantage objectif dans des conditions d'irradiation de panneaux non uniformes. En fait, il n'est pas rare que la surface des panneaux solaires soit exposée au soleil d'une manière qui diffère dans tout le champ. En effet, il est organisé en deux niveaux différents du toit, puisque les modules ne sont pas répartis en chaînes de longueur égale ou en raison d'une ombrage partiel des mêmes modules. Dans ce cas, l'utilisation d'un seul MPPT ferait travailler l'onduleur en dehors du point de puissance maximale et, par conséquent, la production d'énergie serait endommagée.

Une autre caractéristique importante d'un onduleur photovoltaïque est l'interface réseau. Cette fonction, généralement intégrée dans la machine, doit répondre aux exigences établies par les réglementations des différentes compagnies d'électricité.

Applications d'onduleur

En plus des applications dans le domaine de l'énergie solaire photovoltaïque, les applications de l'investisseur sont multiples:

  • Dans l'utilisation des panneaux solaires dans l'énergie solaire photovoltaïque, comme nous l'avons vu, cela permet de transformer la tension continue en tension alternative à utiliser dans la maison ou pour entrer dans le réseau de distribution.
  • Dans les alimentations sans interruption, l'onduleur convertit la tension fournie par la batterie en courant alternatif.
  • Dans la transmission de l'énergie électrique, l'onduleur convertit l'énergie en courant continu transféré dans certaines lignes électriques pour alimenter le réseau à courant alternatif.
  • La réalisation d'une alimentation électrique commutée, pour la transformation en courant continu, avec des avantages considérables en termes d'efficacité, de taille et de poids
  • Dans le secteur aérospatial, ils sont utilisés pour fournir à l'avionique aéronautique un courant alternatif très stable même s'il est alimenté par des batteries (en cas de panne électrique)
  • Variation de la vitesse dans les moteurs électriques.

Le type d'onduleur le plus simple consiste en un oscillateur qui entraîne un transistor, ce qui génère une onde carrée qui ouvre et ferme un circuit. L'onde est ensuite appliquée à un transformateur qui fournit la tension requise à la sortie, arrondissant l'onde carrée à un certain point. Souvent, des dispositifs plus efficaces tels que le MOSFET, le thyristor ou l'IGBT sont utilisés à la place du transistor commun.

La forme d'onde carrée générée par ces dispositifs a pour problème d'être riche en harmoniques supérieures, alors que l'onde sinusoïdale du réseau électrique en est dépourvue. Cela implique une diminution de l'efficacité de l'équipement motorisé, un bruit plus important, à la fois acoustique et électrique, et de sérieux problèmes de compatibilité électromagnétique.

Les onduleurs les plus complexes utilisent différentes approches pour produire une forme d'onde sinusoïdale avec la sortie la plus élevée possible. Un circuit électronique produit une tension progressive au moyen d'une modulation de largeur d'impulsion (PAM) aussi proche que possible d'une onde sinusoïdale. Le signal, appelé onde sinusoïdale modifiée, est nivelé par des condensateurs et des inducteurs placés à l'entrée et à la sortie du transformateur pour supprimer les harmoniques.

Les onduleurs les meilleurs et les plus chers basent leur fonctionnement sur la modulation de largeur d'impulsion (PWM). Le système peut être réinjecté pour fournir une tension de sortie stable lorsque la tension d'entrée change. Pour les deux types de modulation, la qualité du signal est déterminée par le nombre de bits utilisés. Il va d'un minimum de 3 bits à un maximum de 12 bits, capable de décrire très bien la sinusoïde.

Dans les moteurs électriques asynchrones, et encore plus dans les moteurs électriques synchrones, la vitesse de rotation est directement liée à la fréquence de la tension d'alimentation. Partout où il est nécessaire dans l'industrie de faire varier la vitesse d'un moteur, des onduleurs de courant alternatif et de courant alternatif (AC-AC) sont utilisés. Dans ces systèmes, la tension d'entrée est d'abord convertie en courant continu par un redresseur et nivelée par des condensateurs, puis appliquée à la section d'inversion. En fait, il s'agit donc d'un système «onduleur-redresseur» même s'ils ne sont connus que sous le nom d '«investisseurs» (c'est-à-dire uniquement d' «investisseurs»). Le but de cette double opération est seulement de changer la fréquence désirée dans un intervalle prédéterminé et la présence d'un transformateur n'est pas nécessaire, puisqu'il n'est pas nécessaire de faire varier la valeur de la tension de sortie qui reste égale à la tension d'entrée. La fréquence de sortie est déterminée dans les cas les plus simples par un signal analogique fourni à l'onduleur, par exemple par un potentiomètre, ou par un signal numérique envoyé par un automate.

valoración: 3 - votos 1

Dernier examen: 22 mai 2018

Retour