L'onduleur est le cerveau et le cœur du système de production d'énergie photovoltaïque. Lors de la production d'énergie solaire photovoltaïque, le courant généré par les panneaux photovoltaïques est du courant continu (CC). Cependant, de nombreuses charges nécessitent du courant alternatif (CA), et l'alimentation en CC présente des limitations importantes et rend la conversion de tension complexe. De plus, la gamme de charges compatibles est restreinte ; hormis pour des charges de forte puissance, un onduleur est nécessaire pour convertir le courant continu en courant alternatif. L'onduleur photovoltaïque est le cœur du système de production d'énergie solaire photovoltaïque : il convertit le courant continu généré par les modules photovoltaïques en courant alternatif et le transmet à la charge locale ou au réseau. C'est un dispositif d'électronique de puissance doté de fonctions de protection.
L'onduleur solaire est principalement composé de modules de puissance, de cartes de circuits imprimés de commande, de disjoncteurs, de filtres, de réacteurs, de transformateurs, de contacteurs et d'armoires. Son processus de production comprend le prétraitement des composants électroniques, l'assemblage complet de la machine, les tests et le conditionnement. Son développement est tributaire des progrès réalisés dans les domaines de l'électronique de puissance, des semi-conducteurs et des technologies de contrôle modernes.
Pour les onduleurs solaires, l'amélioration du rendement de conversion de l'énergie est un sujet constant. Cependant, lorsque le rendement du système atteint des niveaux proches de 100 %, toute amélioration supplémentaire s'accompagne d'une baisse des coûts. Par conséquent, concilier un rendement élevé et une compétitivité tarifaire constitue un enjeu majeur aujourd'hui.
L'amélioration du rendement global des systèmes d'onduleurs, comparée aux efforts déployés pour optimiser leur efficacité, devient progressivement un enjeu majeur pour les installations solaires. Dans un champ photovoltaïque, lorsqu'une zone d'ombrage locale de 2 à 3 % apparaît, la puissance de sortie d'un onduleur équipé d'une fonction MPPT peut chuter d'environ 20 % en cas de faible rendement. Pour mieux s'adapter à ce type de situation, l'utilisation de fonctions de contrôle MPPT individuelles ou multiples, appliquées à un ou plusieurs modules photovoltaïques, constitue une méthode très efficace.
Étant donné que le système d'onduleur fonctionne en mode connecté au réseau, les fuites à la terre peuvent engendrer de graves problèmes de sécurité. De plus, afin d'améliorer le rendement du système, la plupart des panneaux solaires sont connectés en série pour produire une tension de sortie continue élevée. En raison de conditions anormales entre les électrodes, un arc électrique continu peut facilement se former. La haute tension continue rend l'extinction de cet arc très difficile et augmente considérablement le risque d'incendie. Avec la généralisation des systèmes d'onduleurs solaires, la sécurité de ces systèmes deviendra un aspect crucial de la technologie des onduleurs.
Date de publication : 1er avril 2023
