Fonctionnement du micro-onduleur solaire
Quel est le rôle d'un onduleur dans un système d'énergie solaire ?
Chaque installation photovoltaïque est composée de deux éléments cruciaux : les panneaux solaires qui produisent de l'électricité sous l'effet des rayons du soleil grâce à leurs cellules photovoltaïques et l'onduleur (également appelé régulateur ou convertisseur solaire) qui transforme le courant continu des panneaux en courant alternatif consommable par les appareils domestiques. Il est géré par un microprocesseur et garantit que le courant produit soit identique à celui du réseau (même voltage, même fréquence, émission d'harmoniques, etc). Il assure également la sécurité du système en remplissant la fonction de protection de découplage. Cette dernière permet de déconnecter l'installation photovoltaïque du réseau public en cas d'anomalie afin de protéger le matériel et les personnes, notamment de supprimer tout risque d'électrocution lors des travaux de maintenance.
On peut donc dire que l'onduleur est le cœur de toute installation photovoltaïque. Sans lui, pas d'installation photovoltaïque possible, pas d'autoconsommation d'électricité solaire gratuite, pas d'économie d'énergie !
Quelle différence entre l'onduleur central et le micro-onduleur ?
Il existe des onduleurs centraux (aussi appelés onduleurs de chaîne ou onduleurs string) et des micro-onduleurs. Un onduleur de chaîne est un onduleur solaire classique, qu'on installait initialement sur tous les panneaux solaires. Il peut gérer l'ensemble ou une grosse partie d'une installation photovoltaïque, en raccordant tous les panneaux par un branchement en série. Se présentant sous forme d'un boîtier électronique plus ou moins grand selon les modèles, ce type d'onduleur se place à côté du compteur d'électricité, dans un local technique. Il est donc facile d'accès en cas de panne. Son inconvénient majeur, par contre, c'est son inflexibilité. En cas de dysfonctionnement ou d'apparition d'une zone d'ombre (branche d'arbre, excréments d'oiseaux, etc), c'est la production de tout le système en entier qui est impactée.
Ce problème n'existe pas dans un système décentralisé où chaque panneau solaire est relié à un petit onduleur individuel ou micro-onduleur. Le micro-onduleur solaire est donc un dispositif qui assure la conversion du courant en provenance des panneaux solaires de manière totalement indépendante. Se présentant sous forme d'un petit ensemble de différents composants avec un ventilateur, le micro-onduleur se fixe directement au dos du panneau photovoltaïque. Cela limite la longueur des câbles, mais oblige à monter sur la toiture pour toute réparation.
Il faut aussi distinguer les micro-onduleurs et les optimiseurs de puissance. L'optimiseur de puissance est en fait une solution intermédiaire entre un micro-onduleur et un onduleur de chaîne. Il s'ajoute à un onduleur centralisé pour rendre chaque module photovoltaïque indépendant, avec un branchement en parallèle.
Quels sont les avantages du micro-onduleur pour panneaux photovoltaïques ?
Nous avons déjà mentionné le fait que le micro-onduleur offre à votre système solaire plus de flexibilité. Il permet une meilleure gestion de l'ombrage et des dysfonctionnements des panneaux afin d'assurer une productivité maximale. Là où un onduleur centralisé se trouve limité par le module le moins performant de la chaîne, une installation avec plusieurs micro-onduleurs permet aux modules non concernés de fonctionner toujours à plein régime. Ainsi, dans les mêmes conditions, elle produit plus d'électricité.
L'optimisation du rendement est, bien sûr, le principal point fort des micro-onduleurs, mais ils ont également d'autres avantages. Premièrement, la flexibilité du système permet de mieux gérer les toitures complexes, par exemple des toits à différentes orientations. Deuxièmement, elle offre des capacités d'évolution. Le système solaire avec des micro-onduleurs est un système évolutif auquel vous pouvez ajouter des modules photovoltaïques supplémentaires à tout moment. Vous pouvez aussi le compléter avec des batteries de stockage si vous n'en avez pas prévu dès le départ. Avec un onduleur central, en revanche, vous ne pourrez pas modifier un système déjà configuré.
En plus, la plupart des micro-onduleurs sont fournis avec des logiciels qui permettent de suivre les performances de production d'électricité et la consommation en temps réel depuis votre ordinateur ou smartphone. Vous serez même alerté si la production chute en-dessous d'un niveau acceptable.
Il faut dire que, globalement, du point de vue sécurité, un système basé sur les micro-onduleurs est mieux protégé. Pour commencer, la transformation du courant continu en courant alternatif à la sortie du module réduit les risques d'incendie. En outre, les micro-onduleurs sont capables de détecter les courts-circuits et d'arrêter la production en cas de problème.
Autre avantage des micro-onduleurs, c'est leur longévité. Les onduleurs centraux ont une durée de vie de 8-10 ans en moyenne, et la plupart des fabricants les garantissent 5 ans. Les micro-onduleurs peuvent durer jusqu'à 40 ans, avec une garantie de 25 ans. Pas mal !
Tout ceci, bien évidemment, à un prix. Si vous pouvez vous équiper d'un onduleur central pour une somme allant de 1000 € à 2000 €, les micro-onduleurs vous coûteront entre 100 € - 150 € l'unité, à multiplier par le nombre de panneaux dans votre installation. Pour les modèles de micro-onduleurs les plus performants et haut de gamme, le prix peut même grimper jusqu'à 350 €. En moyenne, on estime que les micro-onduleurs sont environ 20 % plus chers que leurs analogues centraux (prix par Watt-crête). Bien entendu, cela alourdit considérablement l'investissement initial. Qui plus est, la maintenance d'une installation décentralisée peut être plus compliquée et coûteuse, tout comme les interventions en toiture.
En même temps, l'installation et la mise en service d'un onduleur classique peuvent être délicates, et si vous avez envie d'installer des panneaux solaires vous-même, sans faire appel à un professionnel (il faut être sûr de vous et renoncer au contrat avec EDF OA, ainsi qu'aux aides de l'Etat), il vaudrait mieux opter pour un kit solaire du type plug & play, avec des micro-onduleurs qui sont déjà installés derrière chaque panneau solaire.
Choisir le meilleur micro-onduleur pour votre installation photovoltaïque
Le choix entre un onduleur classique et un micro-onduleur dépend finalement beaucoup de la configuration de votre système, de sa taille (les micro-onduleurs sont idéaux pour des installations jusqu'à 9 kWc), de la présence des zones d'ombre à gérer, ainsi que de vos projets de faire évoluer votre installation par la suite. Plus l'installation est complexe et destinée à être évolutive, plus vous avez de raisons d'opter pour les micro-onduleurs.
Parlons maintenant des critères à prendre en compte lors du choix d'un micro-onduleur le plus adapté à votre projet solaire. Car comme vous pouvez vous en douter, il en existe de nombreux modèles.
Premièrement, il faut prendre en considération les particularités de votre toiture. Si vous avez beaucoup d'ombre, il vous faut un micro-onduleur par panneau. Si, par contre, les zones d'ombres sont peu nombreuses et bien regroupées, vous pouvez choisir des micro-onduleurs pouvant gérer deux modules photovoltaïques en même temps.
Faites aussi attention aux caractéristiques techniques de votre équipement, comme la puissance et le rendement max. Notez qu'il faut choisir des micro-onduleurs avec une puissance maximale comprise entre 80 % et 100 % de la puissance de votre installation. Par exemple, si vous avez des panneaux solaires de 350 Watt-crête, vous devez trouver des micro-onduleurs avec une puissance 290-350 Watt-crête. Pensez aussi à la compatibilité de vos micro-onduleurs avec d'autres composants (batteries, convertisseur, chargeur) et à la durée de la garantie.
Si vous souhaitez avoir un bon contrôle sur votre installation, il vaut mieux également que vos micro-onduleurs fonctionnent avec une application permettant de bien les surveiller. Les micro-onduleurs de la marque Enphase, par exemple, sont des micro-onduleurs connectés qui fonctionnent avec l’application MyEnlighten qui assure un excellent suivi de votre production et aide à surveiller votre installation en temps réel.
APSystems, la deuxième marque phare produisant les micro-onduleurs, a aussi son application, la plateforme de monitoring EMA Manager. Elle permet de gérer la mise en service, le dépannage et la supervision de votre installation sans que vous ayez besoin d'être sur place. La marque APSystems propose d'ailleurs des micro-onduleurs multimodules, c'est-à-dire capables de gérer plusieurs panneaux à la fois, et en plus capables de résister à n'importe quels aléas climatiques.
Dans tous les cas, pour faire le bon choix, n'hésitez pas à faire appel à un professionnel qui pourra analyser votre installation et vous guider dans la sélection du micro-onduleur solaire approprié. Toutefois, si vous souhaitez faire l'acquisition d'un kit solaire d'autoconsommation, un ou plusieurs micro-onduleurs (en fonction du nombre de panneaux) seront inclus dans votre kit. Aucun besoin donc de les acheter séparément.
Perspectives d'avenir pour les micro-onduleurs solaires
Le marché des micro-onduleurs est porté par l'adoption croissante de l'énergie renouvelable dans le secteur résidentiel avec une attente des économies sur les coûts d'électricité et un désir d'atténuer l'impact des activités humaines sur le climat. La production d'électricité à partir du solaire photovoltaïque augmente aussi en raison des baisses des coûts et de la politique gouvernementale favorable, mais aussi par les progrès technologiques continus.
Les micro-onduleurs justement sont de plus en plus largement adoptés à cause de leurs divers avantages, comme la flexibilité de la conception des installations, la fiabilité, les possibilités du suivi de la production. Et les innovations dans le domaine des micro-onduleurs solaires continuent, les rendant encore plus performants et attractifs par rapport aux onduleurs classiques. Il s'agit de l'intégration des micro-onduleurs avec des systèmes de stockage d'énergie, de la connectivité améliorée, des nouveaux algorithmes dirigeant le pilotage et le monitoring du système, etc.
Au départ réservés aux installations solaires de résidentiel individuel de 3 à 6 kW, les micro-onduleurs s'adaptent désormais également à des installations plus importantes et peuvent être utilisés pour le résidentiel collectif et le tertiaire. Leur rendement continue à progresser grâce à l'utilisation des nouveaux composants et atteint 98 % pour certains, tandis que l'encombrement et le poids diminuent suite à la diminution des pertes thermiques permettant de réduire les moyens de refroidissement. La fiabilité s'améliore également. Maintenant, il existe des modèles de micro-onduleurs capables d'alimenter votre intérieur même en cas de coupure de courant, mais aussi des modèles qui affichent des performances extraordinaires dans des conditions climatiques extrêmes ou en cas de faible luminosité.
La nouvelle génération de micro-onduleurs devient en outre de plus en plus polyvalente et s'adapte à toutes les puissances des panneaux solaires, même aux modules solaires à haut rendement. Légers, compacts et faciles à installer, ils sont le cœur de votre installation solaire en perpétuelle amélioration.
Ce qu'il faut retenir
- Le micro-onduleur est la version miniaturisée de l'onduleur solaire dont le rôle est de convertir le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif, identique à celui du réseau.
- Les micro-onduleurs solaires offrent une plus grande flexibilité et permettent de résoudre les problèmes de rendement liés à l'ombrage et au dysfonctionnement d'un des panneaux de votre installation.
- Grâce aux micro-onduleurs, votre système solaire acquiert une plus grande évolutivité : de nouveaux modules photovoltaïques et des batteries de stockage peuvent y être rajoutés sans redimensionnement de l'ensemble.
Vous l'avez compris, les micro-onduleurs sont bien pratiques, performants et vous assurent un bon rendement, même si vos panneaux solaires sont à l'ombre. Ils offrent un bon niveau de sécurité et des possibilités de suivi de votre production électrique en temps réel afin d'optimiser encore plus les performances de votre installation solaire qui peut désormais évoluer avec vos besoins. Si vous souhaitez installer un système photovoltaïque à votre domicile, vous pouvez considérer les micro-onduleurs comme une option viable. N'hésitez pas à faire appel à un professionnel pour lui poser des questions supplémentaires et faire un choix éclairé. Pensez aussi à partager cet article pour que davantage de personnes comprennent l'importance des micro-onduleurs solaires dans le domaine des énergies renouvelables.
