Micro-onduleurs et panneaux solaires AC : l’avenir de l’énergie solaire ?

(Les micro-onduleurs ne sont qu'une forme de ce que l'on appelle "PLO" - Panel Level Optimisation.

Initialement, les panneaux solaires produisaient de l'électricité sous forme de courant continu (DC), le même type d'électricité que l'on trouve dans les batteries.

Pour rendre cette électricité utilisable pour alimenter des appareils ou se connecter au réseau, elle devait être convertie en courant alternatif (AC) à l’aide d’un grand boîtier électronique appelé onduleur.

Dans les systèmes connectés au réseau, les panneaux solaires étaient connectés en série (appelés chaînes) pour générer une tension continue plus élevée, ce qui contribue à réduire les pertes. Cependant, cette approche a également posé certains problèmes.

C'est là qu'interviennent les micro-onduleurs.

Micro-onduleurs

Un micro-onduleur est essentiellement un onduleur miniaturisé conçu pour être compatible avec des panneaux solaires individuels plutôt qu'avec une chaîne de panneaux.

Bien qu'il ne s'agisse pas d'un concept nouveau (ils sont apparus pour la première fois à la fin des années 1990), les micro-onduleurs rencontraient des problèmes de fiabilité et étaient assez coûteux. Cependant, ces dernières années, ils ont fait leur retour et gagnent en popularité.

Il existe au moins 21 marques différentes de micro-onduleurs dans le monde, mais Enphase est de loin la marque la plus répandue (et la seule que je recommanderais) en Australie.

Voici à quoi ressemble l'un de ces petits gars par rapport à son alternative conventionnelle, un gros et puissant onduleur string.

Panneaux solaires à courant alternatif

Un panneau solaire AC est essentiellement un panneau solaire équipé d'un micro-onduleur, lui permettant de produire du courant alternatif au lieu du courant continu.

Un tableau "Series String" typique

Actuellement, la plupart des panneaux solaires installés en Australie sont configurés de cette manière, avec un seul grand onduleur et une tension continue élevée. S'il y a un arc au niveau de 600 V DC, cela pourrait provoquer un bang ! et potentiellement un incendie (c'est pourquoi vous ne devriez jamais faire de compromis sur les coûts d'installation).

Qu'y a-t-il de bien dans les panneaux AC et les micro-onduleurs ?

Il existe un certain nombre de complexités causées par la manière traditionnelle de connecter les panneaux solaires entre eux (dans une chaîne en série) que les micro-onduleurs peuvent aider à surmonter, notamment :

CC haute tension

Le courant continu haute tension produit par un système d'énergie solaire en série peut créer un risque d'arc électrique à très haute température et potentiellement un incendie. Étant donné que les micro-onduleurs se convertissent en 240 V CA, le risque que cela se produise est considérablement minimisé.

Appareillage de commutation

La haute tension continue nécessite des interrupteurs de protection et des fusibles relativement coûteux. En utilisant le courant alternatif, les appareils de commutation sont plus couramment disponibles et donc moins chers.

Ombres

Pour rendre tout cela un peu plus divertissant, j'ai réalisé une vidéo sur l'ombrage et les panneaux solaires. Si vous n’avez pas particulièrement envie de regarder, n’hésitez pas à l’ignorer et à lire simplement le résumé ci-dessous.

Lorsque les panneaux solaires sont connectés ensemble dans une chaîne en série, l’ombrage d’un seul d’entre eux peut affecter considérablement l’ensemble du réseau (un peu comme se tenir sur un tuyau).

À titre d'exemple : voici un ensemble de 3 panneaux solaires connectés à un onduleur central conventionnel. Un oiseau a fait caca sur l'un des panneaux, ce qui pourrait facilement réduire sa production de 50 %. Cependant, cela réduira également la production de tous les autres panneaux du même montant : 

Mais en ayant un micro-onduleur sur chaque panneau solaire, les sorties sont complètement indépendantes les unes des autres. Ces crottes d’oiseaux n’affecteront donc que le panneau souillé :

Selon le Laboratoire national des énergies renouvelables des États-Unis, cet effet peut produire jusqu'à 12 % d'énergie en plus sur un an. 

Mais – ce qui a été la pensée conventionnelle au fil des années devra peut-être être revisité à mesure que la technologie des onduleurs string évolue. Lors d'un test sur le terrain réalisé en 2021 opposant un onduleur string Fronius Gen 24 à des micro-onduleurs En*, il y avait très peu de différence dans la façon dont les deux géraient différents degrés d'ombre sur un seul panneau.

Il reste à voir si cette conclusion s'appliquera à tous les niveaux, mais un rapport sur une étude de 200 systèmes solaires en France publié fin 2001 concluait que les micro-onduleurs n'offraient aucun avantage en termes de performances par rapport aux onduleurs string en général.

Inadéquation des panneaux solaires

Lors de la fabrication des panneaux solaires, leurs caractéristiques électriques peuvent présenter de légères variations en raison des tolérances de fabrication. Cela se traduit par un phénomène appelé « inadéquation » lorsque vous les connectez dans une chaîne en série. Cependant, les micro-onduleurs peuvent s'adapter aux caractéristiques individuelles de chaque panneau, éliminant ainsi cette inadéquation.

Suivi du point de puissance maximal

Différentes caractéristiques électriques de chaque panneau conduisent également à différents points de puissance maximale. Le point de puissance maximale est le point optimal pour extraire la puissance maximale d'un panneau solaire, et les micro-onduleurs attachés à des panneaux individuels peuvent mieux cibler ce point.

Surveillance et recherche de pannes

Bien que la plupart des onduleurs offrent un certain niveau de surveillance et de recherche de pannes, ils ne peuvent surveiller que la sortie combinée de tous les panneaux d'une chaîne en série. En revanche, les micro-onduleurs peuvent surveiller chaque panneau individuellement, permettant une identification plus rapide et plus facile des problèmes.

Monté en usine

Certains fabricants de panneaux solaires assemblent désormais des micro-onduleurs en usine, créant ainsi des panneaux AC. Cet assemblage dans un environnement contrôlé peut permettre d'économiser du temps et de l'argent.

Redondance

Si un onduleur string en série tombe en panne, l’ensemble du panneau solaire cesse de produire de l’électricité. Cependant, si un micro-onduleur tombe en panne, les unités restantes peuvent continuer à fonctionner, ce qui donne lieu à un système plus fiable.

Modularité

Les onduleurs string en série ont des limites quant au nombre de panneaux qu'ils peuvent accepter, ce qui rend difficile l'ajout ultérieur de panneaux supplémentaires. En revanche, les panneaux solaires AC peuvent être facilement ajoutés car ils sont indépendants les uns des autres, bien que l'ajout de quelques panneaux à un réseau existant puisse entraîner des coûts supplémentaires.

Orientation

Dans une chaîne en série, tous les panneaux solaires doivent être connectés dans la même orientation pour un alignement correct de la tension. Les panneaux solaires AC, en revanche, peuvent être orientés dans n’importe quelle direction sans affecter le fonctionnement des autres panneaux.

Inconvénients des panneaux AC et des micro-onduleurs

Cependant, les panneaux AC et les micro-onduleurs présentent également certains inconvénients :

Accessibilité du toit

En cas de panne du micro-onduleur, il faut que quelqu'un se rende sur le toit pour le déconnecter du dessous du panneau solaire. Cela ajoute du temps et des coûts par rapport au retrait d'un onduleur de chaîne en série du mur.

Impacts météorologiques

Être sur le toit expose les micro-onduleurs à des conditions météorologiques plus extrêmes, notamment la chaleur, le froid et l'humidité. Cela nécessite une construction soignée et l’utilisation de composants électroniques robustes pour garantir la fiabilité.

Efficacité

Même si les micro-onduleurs s’améliorent, ils n’ont pas encore atteint les mêmes niveaux d’efficacité que les onduleurs string en série. Cela signifie qu’ils ne convertiront peut-être pas autant d’énergie solaire en énergie électrique.

Prix

Les systèmes de micro-onduleurs ajoutent généralement environ 20 à 30 % de plus au coût d'un système d'énergie solaire par rapport aux systèmes utilisant des onduleurs à chaîne conventionnels.

Mais le micro-onduleur BWN POWER peut s’installer facilement n’importe où. Il n'y a aucune restriction quant au lieu d'installation, il peut être placé dans n'importe quel coin et il n'est pas nécessaire de l'assembler avec des panneaux photovoltaïques. Le micro-onduleur Tentek peut réaliser la fonction de stockage d'énergie domestique et l'efficacité de conversion est également proche de celle des onduleurs traditionnels.

Quand un panneau solaire AC ou un micro-onduleur est-il un meilleur choix ?

Comme vous pouvez le constater, les panneaux solaires AC utilisant des micro-onduleurs présentent de nombreux avantages. La raison la plus courante pour laquelle les gens les choisissent est qu’ils disposent d’un ombrage ou qu’ils doivent utiliser différentes orientations sur leur toit pour générer l’énergie dont ils ont besoin.

Un nombre croissant de personnes choisissent également les micro-onduleurs parce qu'elles sont prêtes à payer un supplément pour éviter les inadéquations, augmenter leur redondance et permettre une expansion future. Les autres avantages décrits tendent à renforcer les arguments et certaines personnes adorent l’idée de disposer de la technologie la plus récente/la plus récente.

De toute évidence, si vous avez de l'ombrage ou une orientation sous-optimale, les micro-onduleurs sont un choix idéal et pourraient finir par être moins chers à long terme car ils produiront plus d'énergie.

Au-delà de cela, les micro-onduleurs deviennent un choix personnel quant au montant que vous êtes prêt à payer, en fonction des fonctionnalités et avantages supplémentaires.

Qui vend des panneaux solaires AC et des micro-onduleurs ?

De nombreux fabricants dans le monde proposent des micro-onduleurs. De plus, un nombre croissant de distributeurs et de revendeurs ont accès aux micro-onduleurs et peuvent les installer sur divers panneaux solaires de votre choix. Cependant, si vous recherchez un micro-onduleur avec fonction de stockage, seuls Enphase et BWN POWER proposent actuellement de telles options.

Le dernier mot

Certains lecteurs se demandent si les onduleurs CA peuvent être une option « à faire soi-même » (DIY), et la réponse est non, même si cela s'en rapproche. Puisqu'il s'agit d'une alimentation 240 V CA, il est toujours nécessaire d'avoir un électricien agréé pour gérer l'installation et, pour les remises ou les tarifs de rachat (FIT), un installateur accrédité est également requis.

La part de marché des panneaux solaires AC équipés de micro-onduleurs reste encore à déterminer, mais une chose est sûre : ils répondent efficacement à certaines problématiques complexes et ont un avenir prometteur. Si leur coût peut être encore réduit, ils pourraient devenir la technologie dominante des onduleurs solaires, rendant les gros onduleurs centralisés aussi obsolètes que les ordinateurs centraux dans la grande casse électronique dans le ciel.

• Année de création
  --
• Type d'entreprise
  --
• Pays / région
  --
• Industrie principale
  --
• Principaux produits
  --
• Personne morale d'entreprise
  --
• Total des employés
  --
• Valeur annuelle de sortie
  --
• Marché d'exportation
  --
• Clients coopéré
  --