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Principe de fonctionnement des onduleurs

onduleurs

Principe et fonctionnement

Les fonctions de l'onduleur sont de convertir l'électricité produite avec un maximum d'efficacité et en toute sécurité vers le réseau électrique. En moyenne, l’onduleur a une durée de vie de 8 à 12 ans.

Onduleur Sunny Boy 2100TL

L'onduleur se présente sous la forme d’un boîtier métallique muni d’un radiateur ou d’un ventilateur. Il est placé sur un support vertical (comme un mur)  ou dans une armoire électrique, dans un espace ventilé ou dehors, à l'abri et le plus près possible des modules photovoltaïques afin de limiter les pertes d'électricité en ligne. Il n'émet que peu de bruit (un léger ronronnement ou sifflement) et le champ électromagnétique est très faible, inférieur à celui d'une plaque à induction.

 

L’onduleur convertit le courant continu des modules photovoltaïques en courant alternatif identique à celui du réseau. Dans sa conversion, l'onduleur cherche à chaque instant le point maximal de fonction (MPP) en fonction des caractéristiques I/U du champ photovoltaïque (qui dépendent des conditions météorologique, comme expliqué dans l'article sur le rendement des onduleurs .

 

principe d'un système photovoltaïque raccordé au réseau

Il est géré par un microprocesseur et garantit que le courant produit répond exactement aux normes fixées par le gestionnaire du réseau (voltage, fréquence, émission d'harmoniques, etc...). Il assure aussi la sécurité du système entier par une protection de découplage (voir DIN VDE 0126-1-1/A1 ).

Pour aller plus loin

Il existe différents types d'onduleurs. Une différence technologique importante concerne la présence ou non d'un transformateur dans l'onduleur.
Les onduleurs "avec transformateur" permettent d'assurer l'isolation électrique ("galvanique" -très important pour des problèmes d'isolements sur les champs PV-) de la partie ou se trouvent les modules et de la partie "réseau". Leur rendement oscillent entre 64 et 96 % en 2009. Il en existe deux variantes :

  • à transformateur "basse fréquence": Situé en aval de l'étape de conversion continu-alternatif, il travaille à 50 Hz environ. Il est solide et simple mais présente l'inconvénient d'être encombrant et plus lourds (10 kg par kW de puissance).
  • à transformateur "haute fréquence" :Il est situé entre deux étapes de conversion de l'onduleur et travaille à quelques milliers de Hz. Il est moins lourd mais nécessite plus de composants.

Les onduleurs sans transformateurs ne bénéficient pas de l'isolation galvanique et peuvent être à l'origine de courants de fuite capacitifs (voir documents à ce sujet en bas de page). Ils présentent l'avantage d'être plus légers (5 kg par kW) que les modèles "à transformateur", moins chers et d'un meilleur rendement (98% pour les meilleurs en 2009).

Aujourd'hui, une garantie sur cinq ans est devenu la norme chez les constructeurs. Suivant les constructeurs, il est parfois possible d'étendre la garantie à 10 ans, voire à 20 ans. La durée de vie est appelée à augmenter avec l'utilisation de composants qui sont toujours de meilleure qualité et plus résistants aux hausses de température.

Le choix de l'onduleur se fait aussi en fonction de la manière dont on veut combiner le champ photovoltaïque et l'onduleur (voir l'article Micro-onduleur, onduleur string et centralisé).

Dernière Mise à jour : 25/04/2019

Principe de fonctionnement des onduleurs

onduleurs

Principe et fonctionnement

Les fonctions de l'onduleur sont de convertir l'électricité produite avec un maximum d'efficacité et en toute sécurité vers le réseau électrique. En moyenne, l’onduleur a une durée de vie de 8 à 12 ans.

Onduleur Sunny Boy 2100TL

L'onduleur se présente sous la forme d’un boîtier métallique muni d’un radiateur ou d’un ventilateur. Il est placé sur un support vertical (comme un mur)  ou dans une armoire électrique, dans un espace ventilé ou dehors, à l'abri et le plus près possible des modules photovoltaïques afin de limiter les pertes d'électricité en ligne. Il n'émet que peu de bruit (un léger ronronnement ou sifflement) et le champ électromagnétique est très faible, inférieur à celui d'une plaque à induction.

 

L’onduleur convertit le courant continu des modules photovoltaïques en courant alternatif identique à celui du réseau. Dans sa conversion, l'onduleur cherche à chaque instant le point maximal de fonction (MPP) en fonction des caractéristiques I/U du champ photovoltaïque (qui dépendent des conditions météorologique, comme expliqué dans l'article sur le rendement des onduleurs .

 

principe d'un système photovoltaïque raccordé au réseau

Il est géré par un microprocesseur et garantit que le courant produit répond exactement aux normes fixées par le gestionnaire du réseau (voltage, fréquence, émission d'harmoniques, etc...). Il assure aussi la sécurité du système entier par une protection de découplage (voir DIN VDE 0126-1-1/A1 ).

Pour aller plus loin

Il existe différents types d'onduleurs. Une différence technologique importante concerne la présence ou non d'un transformateur dans l'onduleur.
Les onduleurs "avec transformateur" permettent d'assurer l'isolation électrique ("galvanique" -très important pour des problèmes d'isolements sur les champs PV-) de la partie ou se trouvent les modules et de la partie "réseau". Leur rendement oscillent entre 64 et 96 % en 2009. Il en existe deux variantes :

  • à transformateur "basse fréquence": Situé en aval de l'étape de conversion continu-alternatif, il travaille à 50 Hz environ. Il est solide et simple mais présente l'inconvénient d'être encombrant et plus lourds (10 kg par kW de puissance).
  • à transformateur "haute fréquence" :Il est situé entre deux étapes de conversion de l'onduleur et travaille à quelques milliers de Hz. Il est moins lourd mais nécessite plus de composants.

Les onduleurs sans transformateurs ne bénéficient pas de l'isolation galvanique et peuvent être à l'origine de courants de fuite capacitifs (voir documents à ce sujet en bas de page). Ils présentent l'avantage d'être plus légers (5 kg par kW) que les modèles "à transformateur", moins chers et d'un meilleur rendement (98% pour les meilleurs en 2009).

Aujourd'hui, une garantie sur cinq ans est devenu la norme chez les constructeurs. Suivant les constructeurs, il est parfois possible d'étendre la garantie à 10 ans, voire à 20 ans. La durée de vie est appelée à augmenter avec l'utilisation de composants qui sont toujours de meilleure qualité et plus résistants aux hausses de température.

Le choix de l'onduleur se fait aussi en fonction de la manière dont on veut combiner le champ photovoltaïque et l'onduleur (voir l'article Micro-onduleur, onduleur string et centralisé).

Dernière Mise à jour : 25/04/2019

Publications

Rapport SMA sur l'utilisation d'onduleurs sans transformateur SMA et de Dispositif Différentiels à courant Résiduels (PDF - 131,7 Kio) télécharger
Présentation PVSec ESPRIT sur les incompatibiltés entre les onduleurs sans transformateurs et les Dispositifs Différentiels à courant Résiduel (DDR) (PDF - 181,5 Kio) télécharger
Les Onduleurs pour Systèmes Photovoltaïques Fonctionnement, Etat de l’Art et Etude des Performances - Aout 2007 (PDF - 2,0 Mio) télécharger

A voir également