Dans un installation solaire plus stockageL'onduleur est le cœur du système : il convertit le courant continu des panneaux ou des batteries en courant alternatif utilisable, gère la charge/décharge des batteries et les interactions avec le réseau. Le choix du bon onduleur a une incidence directe sur la fiabilité, l'efficacité et le retour sur investissement du système. Cet article explique les fonctions principales de l'onduleur, les caractéristiques essentielles et une approche simplifiée pour choisir le modèle qui répond à vos besoins.

Rôles essentiels d'un onduleur

1. Conversion de courant continu en courant alternatif: Transforme le courant continu généré par la batterie ou le système photovoltaïque en courant alternatif correspondant à votre charge et aux exigences du réseau. La qualité de l'onde sinusoïdale est importante pour les appareils électroniques sensibles.

2. Gestion de la batterie: Contrôle la charge (à partir du PV ou du réseau) et la décharge vers les charges. Assure la sécurité des limites de tension et de courant, optimise la durée de vie de la batterie.

3. Interaction avec la grille:

   • Connecté au réseau: Alimente le réseau en énergie solaire excédentaire lorsque cela est autorisé ; arrête le fonctionnement en cas de défaillance du réseau pour des raisons de sécurité.

   • Hors réseau/Sauvegarde: Alimente les charges à partir des batteries lorsque le réseau est absent. Une véritable fonction d'ASI commute de manière transparente.

   • Hybride: Combine les deux : utilise le PV/réseau pour charger les batteries, alimente les charges dans des conditions normales ou de panne, et peut exporter/importer si la politique ou les réglementations le permettent.

4. Coordination et surveillance du système: Il suit la production, la consommation, l'état de charge de la batterie (SoC), gère le changement de mode automatique (par exemple, priorité au réseau ou priorité à l'énergie solaire) et fournit des données aux plates-formes de surveillance.

Explication des principales spécifications

Vous trouverez ci-dessous les paramètres essentiels sur lesquels vous devez vous concentrer, ainsi que des conseils directs sur ce qui est important :

1. Puissance de sortie continue (puissance nominale) et capacité de surtension

   • Puissance nominale: La puissance CA constante que l'onduleur peut fournir (par exemple, 10 kW). Choisissez un onduleur dont la puissance nominale dépasse largement la charge continue la plus élevée prévue, plus une marge (généralement 20-30%).

   • Puissance de surtension: Traitement des pointes à court terme (secondes) des charges d'appel - moteurs, compresseurs, pompes. Vérifier que la capacité de surtension couvre les courants de démarrage des principaux appareils. S'il existe de nombreux appareils à fort appel, dimensionnez-les en conséquence ou envisagez d'ajouter un petit onduleur/dispositif de démarrage progressif.

2. Configuration de la tension de sortie et de la phase

   • Correspondre aux exigences locales en matière de réseau ou de charge : monophasé (par exemple, 120 V ou 230 V) ou biphasé (120/240 V, courant en Amérique du Nord) ou triphasé (pour les installations plus importantes).

   • Si vous utilisez des charges de 120 V et de 240 V (aux États-Unis, par exemple), la sortie biphasée est très pratique. Confirmez que l'onduleur est compatible avec la tension nominale et la disposition des phases de votre région.

3. Tension de la batterie et compatibilité

   • L'onduleur doit correspondre à la tension du parc de batteries (par exemple, 48 V CC). Vérifier la compatibilité avec la chimie des batteries : plomb-acide (AGM, gel), Li-ion, LiFePO4, etc.

   • Vérifier le courant de charge/décharge maximal fourni par l'onduleur : il doit correspondre au courant de charge/décharge maximal fourni par l'onduleur. fabricant de batteriespour éviter de dégrader la durée de vie de la batterie.

4. Caractéristiques de l'entrée PV et du MPPT

   • Puissance d'entrée PV maximale: Puissance totale du champ solaire que l'onduleur peut gérer. Il est courant de dimensionner le champ photovoltaïque légèrement au-dessus de la puissance nominale de l'onduleur (10-30%) pour augmenter la récolte du matin et du soir, mais ne pas dépasser la puissance maximale de l'onduleur.

   • Plage de tension MPPT: La fenêtre de tension CC dans laquelle le MPPT de l'onduleur peut fonctionner (par exemple, 125-425 V). Votre (vos) chaîne(s) photovoltaïque(s) doit (doivent) se situer dans cette plage dans des conditions normales et à froid (vérifier la tension en circuit ouvert).

   • Tension maximale en circuit ouvert (Voc): Le Voc de la chaîne PV à la température la plus basse prévue ne doit pas dépasser cette limite (par exemple, 500 V).

   • Tension de démarrage: Tension PV minimale pour activer le MPPT (par exemple, >130 V). En dessous de ce seuil, le MPPT ne s'enclenche pas ; s'assurer que la tension de la chaîne reste au-dessus du seuil chaque fois que le soleil est disponible.

5. Modes de fonctionnement et priorités

   • Modes de charge: Options telles que la charge photovoltaïque uniquement, la charge réseau d'abord, la charge hybride. Choisissez un onduleur offrant une logique de charge flexible qui correspond à vos objectifs : maximiser l'autoconsommation, effectuer un arbitrage en fonction de l'heure d'utilisation ou maintenir la réserve de la batterie.

   • Priorité à l'offre: Fonctionnement en mode solaire d'abord, en mode réseau d'abord ou en mode batterie d'abord. Une interface claire ou une application de surveillance permettant de définir ces modes est très utile pour ajuster la stratégie en fonction de l'évolution des conditions ou de la tarification.

   • Transfert sans rupture: Pour la sauvegarde, l'onduleur doit basculer sur la batterie/le solaire en moins de 50 ms (ou selon les besoins des charges sensibles). Certains onduleurs sont dotés d'une véritable capacité UPS ; vérifiez que le temps de commutation correspond aux besoins de votre charge critique.

6. Capacité de parallélisme et d'expansion

   • Si vous prévoyez une augmentation de la charge ou de la capacité photovoltaïque, choisissez un onduleur capable de fonctionner en parallèle (plusieurs unités reliées entre elles). Confirmez le nombre d'unités pouvant être mises en parallèle et le fonctionnement de la commande/communication dans les installations à plusieurs unités.

7. Mesures d'efficacité

   • Ne vous contentez pas d'un seul chiffre de "rendement maximal". Examinez les courbes de rendement à différents niveaux de charge. Un bon onduleur maintient un rendement élevé (~95-98%) dans la plage de fonctionnement typique. Un rendement MPPT élevé (précision du suivi) stimule également la récolte d'énergie.

8. Interfaces de communication et de surveillance

   • Protocoles courants : CAN, RS485/Modbus, Ethernet/Wi-Fi. Déterminez si vous avez besoin d'une intégration avec des systèmes de gestion de l'énergie domestique ou d'une surveillance par un tiers. Assurez-vous que le protocole de communication de l'onduleur est pris en charge par votre plateforme ou que le fournisseur propose un logiciel de surveillance fiable avec des alertes.

9. Caractéristiques de protection et certifications

   • Protections essentielles : sur/sous-tension, sur/sous-fréquence, surintensité, court-circuit, anti-îlotage (pour les installations raccordées au réseau), inversion de polarité, surchauffe.

   • Indice de protection de l'environnement (code IP) : Intérieur seulement (IP20) ou extérieur (par exemple, IP65). Choisir en fonction du site d'installation.

   • Certifications : Se conformer aux normes locales (par exemple, UL1741/IEEE1547 aux États-Unis, CE avec les normes EN pertinentes en Europe). L'absence de certification appropriée peut bloquer l'approbation de l'interconnexion au réseau.

10. Considérations relatives à l'environnement et à l'installation

    • Plage de température de fonctionnement : La chaleur extrême réduit le rendement ou la durée de vie - assurez-vous que l'onduleur est adapté au climat local ou prévoyez une ventilation/un ombrage appropriés.

    • Altitude : Les installations à haute altitude peuvent nécessiter un déclassement.

    • Taille physique, poids et méthode de montage : Vérifier que le lieu d'installation peut accueillir l'onduleur et qu'il offre les dégagements nécessaires pour le refroidissement et l'accès à l'entretien.

11. Stratégies d'écrêtement des pointes et de gestion du temps d'utilisation

    • Si la tarification de l'électricité varie en fonction du temps, l'onduleur (ou le système de gestion de l'énergie associé) doit permettre de programmer la charge pendant les heures où les tarifs sont bas et la décharge pendant les périodes de pointe. Confirmez que l'interface utilisateur ou l'API permet une programmation aisée.

12. Fonctionnement sans pile

    • Certains onduleurs hybrides peuvent fonctionner sans batterie, transmettant l'énergie photovoltaïque ou celle du réseau directement aux consommateurs. Cela permet un déploiement initial de l'énergie photovoltaïque uniquement et l'ajout ultérieur de batteries. Vérifiez si l'onduleur "réveille" automatiquement la batterie lorsqu'elle est ajoutée.

Processus de sélection simplifié

1. Évaluez rapidement votre profil de charge

   • Dresser la liste des principales charges avec les demandes de puissance continue et de démarrage. Identifier la puissance continue de pointe et les charges d'appel de pointe. Utiliser les spécifications du fabricant ou des valeurs typiques.

   • Déterminer ce qui doit rester alimenté pendant une panne (charges critiques) et ce qui ne l'est pas.

2. Clarifier les objectifs du système

   • Sauvegarde uniquement, maximisation de l'autoconsommation, arbitrage en fonction de l'heure d'utilisation, capacité totale hors réseau ? Votre objectif principal limite les caractéristiques requises de l'onduleur (vitesse de l'onduleur, capacité photovoltaïque, sophistication de la gestion de la batterie).

3. Banque d'accumulateurs assortie

   • Choisir la composition chimique et la taille de la batterie en fonction de la durée de la sauvegarde et des besoins en cyclage. S'assurer que la tension et le courant de charge/décharge de l'onduleur correspondent aux spécifications de la batterie.

4. Conception d'un champ photovoltaïque adapté au MPPT

   • Calculer la taille de la chaîne de manière à ce que la tension de fonctionnement reste dans la fenêtre MPPT dans toutes les conditions. Viser une puissance de réseau légèrement supérieure à la puissance d'entrée PV de l'onduleur si l'amélioration de la récolte est importante.

5. Choisir les caractéristiques de l'onduleur en fonction des priorités

   • Vitesse de sauvegarde: Pour les équipements sensibles, assurer une commutation rapide ou une qualité d'onde sinusoïdale pure.

   • Expansion: Si la croissance est probable, choisissez un modèle supportant des unités parallèles.

   • Contrôle: Si une surveillance ou une intégration directe est nécessaire, confirmez les options de communication.

   • Conformité du réseau: Vérifier que les certifications sont conformes aux règles d'interconnexion locales.

   • Lieu d'installation: Caractéristiques intérieures et extérieures, exigences en matière de refroidissement.

6. Révision de la réputation des fournisseurs et de l'assistance

   • Recherchez des marques ou des fournisseurs ayant fait leurs preuves, offrant de bonnes conditions de garantie et un service accessible. Lisez les forums d'utilisateurs ou les études de cas axées sur la fiabilité.

7. Compromis entre budget et performance

   • Évitez les modèles à bas prix sous-spécifiés qui ne disposent pas des protections essentielles ou d'un MPPT efficace. Équilibrer le coût initial par rapport à la fiabilité et au rendement énergétique à long terme.

8. Finaliser et tester

   • Une fois le choix effectué, planifiez l'installation et la mise en service par des professionnels. Pendant les essais, vérifiez les modes (exportation connectée au réseau, îlotage, commutation de secours), contrôlez l'efficacité et confirmez que la communication et le contrôle fonctionnent comme prévu.

Conseils pratiques et pièges à éviter

• Ne pas surdimensionner ou sous-dimensionner inconsidérément: Un onduleur trop petit provoque des surcharges ; un champ photovoltaïque trop grand peut provoquer un écrêtage mais peut être acceptable dans certaines limites - vérifier les conseils du fabricant.

• Plages de tension d'esprit: Une tension de chaîne incorrecte est une erreur fréquente ; il faut toujours modéliser le Voc le plus défavorable.

• Vérifier le processus de mise à jour du micrologiciel: La possibilité de mettre à jour le micrologiciel peut permettre d'ajouter de nouvelles fonctionnalités ou de corriger des bogues ; veiller à ce que le fournisseur fournisse une procédure claire.

• Contrôler tôt et souvent: Établir des alertes à distance en cas de défaillance ou de comportement anormal ; une détection précoce permet d'éviter les temps d'arrêt prolongés.

• Plan de gestion de la chaleur: Dans les climats chauds, envisager un boîtier d'onduleur ombragé et ventilé pour éviter le déclassement.

• Comprendre l'étendue de la garantie: La garantie couvre-t-elle les onduleurs utilisés hors réseau ou connectés au réseau ? Les batteries sont-elles couvertes séparément ?

• Simplifier l'interface utilisateur: Les onduleurs qui présentent trop de paramètres complexes peuvent être déroutants ; recherchez un équilibre entre la flexibilité et la facilité de configuration.

Conclusion

En bref, il s'agit d'adapter la puissance continue et de pointe de l'onduleur à la charge, de s'assurer que la tension de la batterie et les taux de charge sont alignés, de concevoir des chaînes photovoltaïques dans la fenêtre MPPT et de sélectionner des modes de fonctionnement qui répondent à vos objectifs énergétiques (sauvegarde, autoconsommation ou arbitrage). Confirmer les certifications, les protections et les interfaces de surveillance. Par exemple, un onduleur hybride de 10 kW avec sortie biphasée, double MPPT et capacité de démarrage sans batterie est un choix judicieux pour un système résidentiel de taille moyenne en Amérique du Nord. Utilisez la liste de contrôle suivante : profil de charge → caractéristiques de la batterie → conception du système photovoltaïque → caractéristiques de l'onduleur → fiabilité du fournisseur. En vous concentrant sur ces éléments essentiels, vous pouvez rapidement identifier un onduleur qui répond à vos besoins techniques et à vos attentes en matière de performances à long terme, sans avoir à vous plonger dans un discours commercial superficiel.