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Le choix et le dimensionnement d’un onduleur conditionne le bon fonctionnement et les performances d’une installation solaire photovoltaïque. Nous évoquerons uniquement les onduleurs centraux (hybrides ou non) mais le raisonnement est quasiment le même et est plus simple pour les micro-onduleurs.


Onduleur solaire hybride ou non ?


Le choix est très simple : bénéficiez-vous, en plus des panneaux solaires et du réseau, d'une autre source d’énergie (batterie, groupe électrogène,...) ?

Si la réponse est oui, vous devez opter pour un onduleur hybride. Si non, alors vous pouvez choisir l’un ou l’autre selon que vous envisagiez de faire évoluer ultérieurement votre installation avec des batteries par exemple.

Quel nombre d’entrées MPPT pour mon onduleur solaire ?


Si votre champ de panneaux solaires est divisé en sous-ensembles ayant des performances différentes du fait de :

Conditions d’ensoleillements différentes comme par exemple :

  • Une différence d’orientation ; exemple : toiture 4 pans dont 2 sont concernés par la pose de panneaux

  • Une différence d’inclinaison ; exemple : des panneaux posés en façade et des panneaux sur une toiture plate

  • Un ombrage inévitable qui ne concernerait qu’une partie des panneaux

  • 2 sous-ensembles avec des conditions d’ensoleillements différentes

Caractéristiques de panneaux différentes comme par exemple : 

  • un champ complété par de nouveaux panneaux solaires de même modèle mais neufs (les panneaux neufs auront des performances meilleures que les anciens), ou de panneaux ayant des caractéristiques différentes.

  • un champ constitué de 2 sous-ensembles composés de panneaux différents

  • un champ dont certains panneaux sont intégrés au bâti, et d’autres en surimposition ( influence de la température sur le rendement )


Alors il est fortement recommandé d’opter pour un nombre d’entrées MPPT équivalant au nombre de sous-ensembles, car les tensions et intensités permettant de tirer le maximum de puissance ne seront pas les mêmes. Il faut donc des trackers dissociés (MPPT = Maximum Power Point Tracker)  


Les caractéristiques électriques à vérifier pour le choix de mon onduleur ?

A. La puissance 

La puissance électrique d'un onduleur doit être ajustée en fonction de la puissance de l’ensemble des panneaux solaires (Wc). Il s’agit de la puissance nominale de sortie AC en W ou en VA.


A Noter : au-delà de 6kVA de puissance de votre onduleur, Enedis vous impose d’être en triphasé (Enedis-PRO-RAC 03E point 8.1.2).


Il convient d’être néanmoins vigilant sur la puissance Max des panneaux solaires qui peut être supérieure à la puissance Wc préconisée par le fabricant de l'onduleur dans les cas suivants :

  • Les températures auxquelles seront soumis les panneaux solaires seront très en dessous des 25°C.

  • Les panneaux solaires sont des panneaux bi-faciaux : dans ce cas, la puissance en Wc annoncée par le fabricant ne tient pas compte de la puissance additionnelle qui peut être obtenue par la face « back » du panneau solaire. Certains fabricants annoncent jusqu'à 30% de puissance supplémentaire. Il convient donc d’estimer l’apport supplémentaire selon les conditions.


Par ailleurs, les onduleurs solaires photovoltaïques ont une courbe de rendement dont le profil est celui-ci :

courbe de rendement d'un onduleur solaire photovoltaïque

Il est donc important de ne pas trop sur dimensionner un onduleur, au risque de perdre une partie de la puissance.

Néanmoins l'écart de rendement devient vraiment pénalisant en dessous de 30%. Par exemple pour un onduleur dont la puissance max. préconisée est de 4.5 kWc, la puissance minimale à respecter pour le champ de panneaux solaires est de 1 500 Wc.



B. Umax et Imax en entrée 


Pour chaque panneau solaire le fabricant indique les valeurs de Umax et Imax aussi appelés Uoc et Icc.

Les Imax et Umax résultant du branchement des panneaux photovoltaïques doivent être inférieurs aux tensions et intensités maximales admises en entrée de l’onduleur photovoltaïque, en tenant compte de l’influence de la température sur la tension en cas de température négatives.

L’usage veut que, sauf conditions extrêmes sur le site d’installation, la tension soit prise à -10°C.


Attention : Ne pas confondre Impp avec Icc/Imax ou Umpp avec Uoc/Umax


Le plus souvent les panneaux sont branchés en série. Par conséquent il faut additionner les Umax (à-10°C) des panneaux pour obtenir le Umax (à-10°C) de l’ensemble.


Parfois il peut être utile de diviser le champ de panneaux solaires en 2 sous-ensembles (appelés « strings ») branchés en parallèle, chacun étant composé de panneaux branchés en série. Il convient alors de combiner convenablement les Imax et Umax.


A Noter : Les fabricants d'onduleurs indiquent les Imax et Umax par entrée MPPT


Exemple : 

20 panneaux de 325Wc avec Isc= 10,05 A et Voc (à -10°C) =41.11 V, disposés en 2 strings branchés en parallèle et composés chacun de 10 panneaux branchés en série.

  • Pour 1 string, on obtient Isc = 10.05 A et Voc (à -10°C) = 10 x 41.11 V = 411.1 V

  • Pour l’ensemble, on obtient Isc = 2 x 10.05 A = 20.1 A et Voc (à-10°C)= 411.1 V



C. Plage de tension MPP


Pour qu’un tracker mpp (MPPT) fonctionne efficacement, il y a une plage de tension à respecter.

Il faut donc s’assurer que la tension mpp min et max du champ de modules photovoltaïques sont bien compris dans cette plage.

Etant donné la forte influence de la température sur la tension mpp il est d’usage de vérifier que :

  • Umpp à +70°C > Umpp min de l’onduleur

  • Umpp à -10°C < Umpp max de l’onduleur



D. Compatibilité batteries (pour onduleurs hybrides)


Les onduleurs hybrides sont prévus pour pouvoir être connectés à une batterie, et ainsi gérer la charge de la batterie et sa décharge selon les besoins de consommation et la production des panneaux solaires.

Il est donc important de vérifier la compatibilité du dimensionnement de votre parc de batterie avec l’onduleur solaire.

Les données à vérifier sont :

  • Tension nominale DC

  • Plage de tension DC

  • Courant maximal de décharge

  • Courant maximal de charge batterie

  • Type de batteries acceptées

Récapitulatif pour le dimensionnement d’un onduleur solaire


En plus des fonctionnalités propres à chaque modèle/marque d’onduleurs solaires (supervision, facilités de branchement, prise en compte d’une source annexe d’électricité, …) voici un récapitulatif des critères techniques qui doivent être pris en compte pour le choix de l’onduleur :

  • Nb d’entrées MPPT compatible avec le nombre de sous-ensembles de panneaux solaires ayant des caractéristiques de performance différentes (lié aux panneaux ou à leur exposition)

  • P nominale AC onduleur (W ou VA) /  P modules DC (Wc) compris  entre 0,8 et 1.
     
  • Uoc panneaux à -10°C <  U  onduleur max

  • Umpp panneaux à + 70°C >  U onduleur MPPT mini

  • Umpp panneaux à - 10°C <  U onduleur MPPT maxi

  • Somme des Icc de chaque string < I max onduleur solaire

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