Comment fonctionne l'onduleur pour ses panneaux solaires?

Notez que plusieurs panneaux peuvent être branchés en série, comme sur le schéma qui suit. Pour les installations conséquentes, plusieurs rangées de panneaux (en série) peuvent être branchées en parallèle.

Le câblage des panneaux dépendra de la tension et de l’intensité maximale acceptée par l’onduleur. Pour y voir plus clair, je vous invite à vous documenter sur les lois fondamentales de l’électricité (tension, intensité, puissance, résistance, etc.) et notamment appliquées au domaine photovoltaïque.

L’onduleur hybride est l’appareil qui vous permettra de transformer le courant continu produit par vos panneaux en courant alternatif (celui présent dans vos prises de courant à votre domicile). Celui-ci pilote aussi en temps réel les sources d’électricité existantes pour alimenter vos appareils consommateurs.

Ainsi, selon la demande en énergie et l’ensoleillement, les panneaux produisent et EDF, un autre groupe électrogène ou les batteries complètent.

Des priorités dans les flux peuvent être choisies d’après des programmes inclus dans l’appareil. En fonction de votre onduleur, vous aurez le choix entre différents modes de fonctionnement, comme :

1. Optimisation maximum de l’auto-production solaire (l’énergie photovoltaïque alimente en priorité le tableau électrique et le surplus charge les batteries, qui serviront de secours) ;
2. Utilisation du courant réseau lorsque disponible ;
3. Autonomie totale, la production couvre 100 % des besoins et charge en priorité les batteries (OFF GRID) ;
4. Etc.

L’onduleur permet ainsi de recharger les batteries avec l’énergie solaire, celle du réseau public, ou celle d’un groupe électrogène. 

Ce système est dit hybride, car il pilote les sources d’énergie électrique en plus de convertir le courant continu en courant alternatif.

Toutefois, il est possible de se passer de l'onduleur hybride en le remplaçant par un système composé de :

1. un régulateur de charge de type MPPT ou PWM;
2. un onduleur ;
3. des batteries.

Le régulateur PWM charge les batteries en fonction de la tension de celles-ci. Par conséquent, les panneaux ne fonctionnent pas à leur pleine puissance.

A l’inverse, le régulateur MPPT permet de charger les batteries en utilisant la pleine puissance des panneaux. Cette technologie est donc plus productive, car elle optimise la production d’électricité.

Mais l’association régulateur/onduleur/ batteries n’est pas, à mon sens, la plus pertinente. En effet, ce système a deux gros inconvénients.

• Nous perdons la capacité de piloter et de prioriser les sources d’électricité en fonction des besoins et des possibilités de production;
• et il oblige à utiliser plus fréquemment les batteries (sauf si celles-ci sont pleines). Ce qui induit mécaniquement un vieillissement des batteries et raccourcit leur durée de vie.

Mais cette association d’équipements a un intérêt majeur: en cas de panne, elle permet de remplacer uniquement l’élément défectueux. Et non l’ensemble du système.

Il existe aussi des systèmes avec micro-onduleurs derrière les panneaux photovoltaïques. Cependant, cette technologie ne permet pas d’avoir de l’électricité en cas de coupure sur le réseau public. Et cela même malgré la présence de batteries.

Cela est dû à la présence d’un dispositif de coupure pour protéger les agents électriciens qui réparent le réseau public d’électricité. Ce système permet juste de produire de l’électricité à moindre coût et d’amortir plus vite l’investissement.

Le dernier élément essentiel dans une installation photovoltaïque qui permet un secours énergétique est le stockage d’énergie. Il est réalisé grâce une ou plusieurs batteries montées en série / parallèle.

À noter!
Le montage est fonction de la tension délivrée en sortie de l’onduleur et de la tension des batteries.

Il existe, sur le marché, plusieurs technologies de batteries qui disposent chacune d’avantages et d’inconvénients :

1. Plomb avec électrolyte liquide ;
2. Plomb avec électrolyte gélifié ;
3. Nickel Métal hydrure (NiMH) ;
4. Nickel-Cadmium (NiCd en voie de disparition) ;
5. Lithium-ions (avec la plus forte densité énergétique) ;
6. Lithium-Fer-Phosphate (avec la plus forte densité énergétique).

Pour vous renseigner sur ces technologies avec plus de précision, je vous renvoie vers Internet et les documentations des constructeurs. Leurs explications vous permettront de mieux comprendre ces technologies, leur intérêt et leurs limites, et de choisir celle qui vous convient le plus en fonction de votre projet et de votre budget.

Tous ces éléments constitutifs du système de production photovoltaïque sont présentés sur le schéma ci-dessous. Ils s’intègrent à votre installation électrique existante. Cela implique donc d’avoir les compétences d’un électricien professionnel ou de le faire réaliser par un professionnel.