Un onduleur pour panneaux solaires photovoltaïques est un appareil électronique. La fonction de l'onduleur est de transformer courant continu en alternatif, avec l'amplitude et la fréquence souhaitées par l'utilisateur.
A ses débuts, les installations photovoltaïques utilisaient l'électricité pour la consommation à la même tension et de la même manière qu'elles la recevaient des panneaux solaires et des batteries. C'est-à-dire qu'ils fonctionnaient avec un courant continu de 12, 24 ou 48 volts.
Cette caractéristique marquait une grande différence avec les utilisateurs qui sont connectés à un réseau de distribution électrique ou de groupes électrogènes à 220 volts de courant alternatif. Pour cette raison, des onduleurs électriques ont été introduits.
A quoi sert un onduleur de courant?
Les onduleurs sont utilisés dans une grande variété d'applications, des petites alimentations pour ordinateurs aux applications industrielles.
Voici quelques exemples d'utilisation d'un onduleur électrique :
Dans une installation photovoltaïque, ils servent à convertir le courant continu fourni par les panneaux solaires en courant alternatif.
Dans les alimentations sans interruption d'une installation électrique, l'onduleur convertit la tension fournie par la batterie en courant alternatif.
Dans la transmission d'énergie électrique, l'onduleur convertit la puissance en courant continu transféré dans certaines lignes électriques pour alimenter le réseau de courant alternatif.
La réalisation d'une alimentation à découpage, pour transformation en courant continu, avec des avantages considérables en termes de rendement, d'encombrement et de poids
Dans le secteur aérospatial, ils sont utilisés pour fournir à l'avionique des avions un courant alternatif très stable même s'ils sont alimentés par des batteries (en cas de panne électrique)
Variation de vitesse dans les moteurs électriques.
Absorber les variations de tension.
Comment fonctionne un onduleur ?
Un onduleur simple consiste en un oscillateur qui contrôle un transistor, qui est utilisé pour interrompre le courant entrant et générer une onde rectangulaire.
Les onduleurs à onde sinusoïdale ont un transformateur qui adoucit leur forme en la faisant ressembler un peu plus à une onde sinusoïdale. Une bonne technique pour y parvenir consiste à utiliser la technique PWM rendant la composante sinusoïdale principale beaucoup plus grande que les harmoniques supérieures.
La forme d'onde carrée générée par ces dispositifs présente le problème d'être riche en harmoniques supérieures, alors que l'onde sinusoïdale du secteur en est dépourvue.
Avantages des onduleurs photovoltaïques
C'est le type de courant qui est utilisé dans le monde entier et, par conséquent, donne un point de normalité.
Il facilite l'achat d'appareils électroménagers pour pouvoir accéder aux plus performants.
Il permet de maintenir des valeurs stables de tension et de forme d'onde, malgré la variabilité de l'état de charge des batteries.
Le fait de travailler avec des tensions plus élevées (220V soit 18 fois 12V) permet de travailler avec une intensité de courant plus faible selon la loi d'Ohm. De cette manière, des conducteurs électriques plus fins peuvent être utilisés et les pertes dues à l' effet Joule sont minimisées.
L'onduleur est capable de basculer sur une batterie de secours en cas de coupures de courant.
Inconvénients des onduleurs
L'installation solaire se compose d'un élément supplémentaire, le convertisseur. Par conséquent, la fiabilité du système diminue.
Le convertisseur a quelques pertes électriques à compenser en générant plus d'électricité vers les modules (5%).
Dans les petites installations, le convertisseur peut représenter une part importante du budget ; Par exemple, pour une installation d'environ 100 Wc de puissance de module, un convertisseur de 250 W peut représenter 20 % du coût total.
L'onduleur solaires
Les onduleurs des systèmes photovoltaïques pour l'entrée du réseau électrique sont spécifiquement conçus à cet effet. La fonction des onduleurs de panneaux solaires est de transformer l'énergie électrique sous forme de courant continu produit par les cellules solaires en courant alternatif pour pouvoir la fournir au réseau électrique.
Les panneaux photovoltaïques ont une courbe caractéristique tension/courant telle qu'il existe un point de fonctionnement optimal, appelé point de puissance maximale. Si l'on reste à ce point, il est possible d'extraire le maximum de puissance des cellules solaires.
Cette courbe caractéristique varie continûment en fonction du niveau de rayonnement solaire reçu. Ce type d'onduleurs de courant sont des optimiseurs de puissance car ils sont conçus pour rester à ce point et obtenir la production d'énergie électrique maximale possible.
Chargeur onduleur
Dans le cas de l'utilisation de batteries, il existe sur le marché des chargeurs onduleurs. Un chargeur onduleur à deux fonctions :
Transforme le courant en tension continu sortant des batteries en courant en tension alternative.
Il dispose d'un chargeur pour alimenter la batterie à partir d'une source électrique externe.
Onduleur hybride
Les onduleurs hybrides sont connectés au réseau électrique. Ils peuvent être alimentés à la fois par le réseau électrique et par une batterie fournissant le même type de courant de sortie électrique. C'est-à-dire que la tension d'entrée peut provenir d'une batterie en courant continu ou du réseau électrique en courant alternatif.
Onduleur de chaîne
Ce type d'onduleur solaire est utilisé dans des panneaux solaires connectés en série qui sont regroupés en branches pour envoyer toute l'énergie électrique générée à un seul onduleur de puissance.
Onduleur string
Ce type d'onduleur solaire est utilisé dans des panneaux solaires connectés en série regroupés en branches pour envoyer toute l'énergie électrique générée à un onduleur central de puissance.
Micro-onduleur
Un micro-onduleur solaire est un outil électrique chargé de transformer la tension continue des panneaux solaires en alternative adaptée à un usage domestique.
