Onduleur de chaîne
Onduleur photovoltaïque qui convertit le courant continu issu d'un groupe de panneaux câblés en série, la chaîne, en courant alternatif. Il s'installe en général en bord de champ et offre le coût par watt le plus bas pour les installations en toiture et au sol sans ombrage.
L'onduleur de chaîne est la topologie par défaut de la majorité des installations photovoltaïques dans le monde. Il prend la sortie continue d'une chaîne de panneaux câblés en série, trouve un point de fonctionnement unique valable pour toute la chaîne et convertit la puissance en alternatif pour le réseau ou pour le tableau général du client. Comme un seul onduleur dessert de nombreux modules, le coût matériel par watt est le plus bas de toutes les architectures répandues, ce qui explique que l'onduleur de chaîne domine encore la grande puissance, les centrales au sol et le résidentiel non ombragé.
Le dimensionnement des chaînes est l'étape d'étude qui sépare une installation qui tient d'une installation qui casse. L'onduleur possède une plage de tension continue minimale et maximale, et la tension de chaîne varie avec la température ambiante : plus haute par froid hivernal, plus basse par forte chaleur. Le concepteur doit retenir une longueur de chaîne qui reste dans la plage sur toute l'amplitude thermique du site. Trop peu de modules et la tension descend sous la plage MPPT les jours chauds, trop de modules et elle dépasse le maximum par matinée d'hiver froide, ce qui peut détruire l'onduleur.
Choix de topologie
Les onduleurs de chaîne actuels embarquent plusieurs MPPT indépendants, en général 2 à 4 par appareil, ce qui permet de regrouper des panneaux d'orientations différentes sur des chaînes séparées sans perte par désappariement. Pour une maison avec un pan sud-est et un pan sud-ouest, deux MPPT règlent proprement la question de l'orientation. Sur des toitures fortement ombragées ou multipliant les petits pans, l'étude peut malgré tout appeler des micro-onduleurs ou des optimiseurs pour éviter une perte de productible inacceptable.
Les projets tertiaires et de grande puissance privilégient souvent de gros onduleurs de chaîne, de 50 à 350 kW, répartis dans le champ, parce que la panne d'un appareil ne met hors service qu'une fraction de la centrale et que le remplacement sur site est plus simple que l'échange d'un onduleur central.
Pourquoi c'est important pour les installateurs photovoltaïques
Les erreurs de dimensionnement de chaînes figurent parmi les problèmes d'après-pose les plus coûteux. Une chaîne calculée pour un climat doux qui rencontre une seule matinée sous la température de calcul peut détruire un onduleur dès la première année. Le moteur d'étude de solarVis applique automatiquement les plages de tension du fabricant et les températures extrêmes du site : les chaînes que le commercial propose sont celles qui fonctionnent réellement pendant vingt ans.
Questions fréquentes
- Combien de panneaux par onduleur de chaîne ?
- Un onduleur de chaîne résidentiel accepte en général de 8 à 25 panneaux par entrée, avec deux ou trois entrées par appareil, pour des installations jusqu'à 15 kW environ. Les onduleurs de chaîne tertiaires montent à 100 kW ou plus par appareil, avec plusieurs chaînes de 20 à 30 modules. Le nombre exact dépend de la tension du module, de la plage de tension de l'onduleur et des températures extrêmes du site.
- Quelle est sa principale limite ?
- L'ombrage et le désappariement. Chaque module d'une chaîne travaille au courant du module le plus faible, donc un seul panneau ombré ou encrassé peut faire chuter le productible de toute la chaîne. Les optimiseurs en continu et l'électronique de module atténuent le phénomène, mais sans eux l'onduleur de chaîne donne son meilleur rendement sur des champs uniformes et dégagés.
- Quelle est sa durée de vie ?
- Les onduleurs de chaîne actuels portent des garanties de 10 à 12 ans, extensibles jusqu'à 20. La durée de vie constatée tourne couramment autour de 15 ans, après quoi le remplacement relève de la maintenance planifiée. Contrairement aux modules, qui se dégradent lentement, les onduleurs tombent en panne franchement, et c'est pourquoi la supervision et un remplacement rapide font partie du coût total de possession.
