Le principe de la production d'énergie solaire photovoltaïque repose sur la conversion directe de l'énergie lumineuse en énergie électrique grâce à l'effet photovoltaïque à l'interface d'un semi-conducteur. L'élément clé de cette technologie est la cellule solaire. Les cellules solaires sont assemblées et protégées en série pour former un module photovoltaïque de grande surface, puis associées à un contrôleur de puissance ou un dispositif similaire pour constituer un générateur d'énergie photovoltaïque. L'ensemble du processus est appelé système de production d'énergie photovoltaïque. Ce système comprend des panneaux photovoltaïques, des batteries, des contrôleurs de charge et de décharge, des onduleurs photovoltaïques, des boîtiers de raccordement et d'autres équipements.
Pourquoi utiliser un onduleur dans un système de production d'énergie solaire photovoltaïque ?
Un onduleur est un appareil qui convertit le courant continu en courant alternatif. Les cellules solaires produisent du courant continu grâce à la lumière du soleil, et le courant continu stocké dans la batterie est également du courant continu. Cependant, les systèmes d'alimentation en courant continu présentent des limitations importantes. Les appareils fonctionnant en courant alternatif, tels que les lampes fluorescentes, les téléviseurs, les réfrigérateurs et les ventilateurs, ne peuvent pas être alimentés par ce courant. Pour que l'énergie photovoltaïque soit largement utilisée dans notre vie quotidienne, les onduleurs, capables de convertir le courant continu en courant alternatif, sont indispensables.
Composant essentiel d'un système photovoltaïque, l'onduleur sert principalement à convertir le courant continu produit par les modules photovoltaïques en courant alternatif. Outre cette conversion CC-CA, il optimise le rendement des cellules solaires et protège le système contre les défauts. On trouvera ci-dessous une brève présentation des fonctions de fonctionnement et d'arrêt automatiques de l'onduleur photovoltaïque, ainsi que de sa fonction de suivi du point de puissance maximale (MPT).
1. Fonction de contrôle de suivi de puissance maximale
La puissance de sortie d'un module photovoltaïque varie en fonction de l'intensité du rayonnement solaire et de sa propre température (température de la puce). De plus, la tension du module photovoltaïque diminuant lorsque le courant augmente, il existe un point de fonctionnement optimal où la puissance maximale est obtenue. L'intensité du rayonnement solaire étant variable, ce point de fonctionnement optimal l'est également. Malgré ces variations, le module photovoltaïque fonctionne toujours au point de puissance maximale, et le système tire ainsi toujours le meilleur parti possible du module. Ce contrôle est appelé suivi du point de puissance maximale (MPPT). La principale caractéristique des onduleurs pour systèmes d'énergie solaire est leur fonction de suivi du point de puissance maximale (MPPT).
2. Fonctionnement et arrêt automatiques
Après le lever du soleil, l'intensité du rayonnement solaire augmente progressivement, et la production des cellules photovoltaïques augmente également. Lorsque la puissance requise par l'onduleur est atteinte, ce dernier se met en marche automatiquement. Une fois en fonctionnement, l'onduleur surveille en permanence la production des cellules photovoltaïques. Tant que cette dernière est supérieure à la puissance requise pour son fonctionnement, l'onduleur continue de fonctionner jusqu'au coucher du soleil, même par temps nuageux ou pluvieux. Lorsque la production des cellules photovoltaïques diminue et que la puissance de sortie de l'onduleur approche de zéro, ce dernier passe en mode veille.
Outre les deux fonctions décrites précédemment, l'onduleur photovoltaïque dispose également d'une fonction de prévention du fonctionnement autonome (pour les systèmes raccordés au réseau), d'une fonction de régulation automatique de la tension (pour les systèmes raccordés au réseau), d'une fonction de détection de courant continu (pour les systèmes raccordés au réseau) et d'une fonction de détection de court-circuit à la terre (pour les systèmes raccordés au réseau), entre autres. Dans un système de production d'énergie solaire, le rendement de l'onduleur est un facteur déterminant pour la capacité des cellules photovoltaïques et celle de la batterie.
Date de publication : 1er avril 2023
