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Les onduleurs solaires sont l’un des composants les plus importants d’un système de panneaux solaires. Ils sont chargés de convertir l’électricité en courant continu (CC) de vos panneaux solaires en courant alternatif (CA) pour alimenter vos appareils. Lors de la conception de votre système de panneaux solaires, la taille de votre onduleur jouera un rôle important dans la production globale d’électricité. Dans cet article, nous allons discuter de ce qui a un impact sur le dimensionnement des onduleurs solaires.
Comment déterminer la taille de l’onduleur
Les onduleurs solaires existent dans toutes les tailles différentes, grandes et petites. Comme pour les panneaux solaires, la taille d’un onduleur peut être évaluée en watts (W). Lorsqu’il s’agit de dimensionner un onduleur solaire, les installateurs prennent en compte trois facteurs principaux : la taille de votre champ solaire, votre géographie et les conditions spécifiques au site.
Taille de votre champ solaire
La taille de votre champ solaire est le facteur le plus important pour déterminer la taille appropriée de votre onduleur solaire. Comme votre onduleur solaire convertit l’électricité en courant continu provenant du champ solaire, il doit avoir la capacité de gérer toute la puissance produite par le champ solaire.
En règle générale, la taille de votre onduleur doit être similaire à la puissance en courant continu de votre système de panneaux solaires ; si vous installez un système de 6 kilowatts (kW), vous pouvez vous attendre à ce que l’onduleur proposé soit d’environ 6000 W, plus ou moins un petit pourcentage.
Les fabricants d’onduleurs listent généralement des directives de dimensionnement pour la capacité du tableau avec lequel leurs onduleurs peuvent être appariés sur leurs fiches techniques de produits. Si la taille du champ solaire apparié à leur onduleur est en dehors des directives énoncées, les fabricants peuvent annuler leur offre de garantie.
Géographie
La géographie joue également un rôle important dans le dimensionnement de votre onduleur solaire en raison de son impact sur la production de votre système de panneaux solaires. Les propriétés en Arizona ont des irradiations solaires plus élevées (c’est-à-dire des quantités plus importantes de rayonnement solaire) que les propriétés dans le Vermont ; à ce titre, un système de 6 kilowatts (kW) sur le toit en Arizona devrait produire plus d’énergie qu’un système de taille similaire plus au nord.
Parce que ces deux systèmes produiront des quantités différentes d’électricité continue à un moment donné, les onduleurs nécessaires pour gérer cette charge électrique peuvent également être de tailles différentes. Dans les régions où l’ensoleillement est plus important et où les températures sont modérées, la taille des onduleurs sera probablement plus proche de la puissance globale du panneau solaire, de sorte qu’ils puissent gérer une puissance proche de la puissance maximale du panneau à un moment donné. Par contre, si votre champ solaire est soumis à un rayonnement solaire plus faible ou à des températures élevées qui réduisent l’efficacité des panneaux, il est moins probable qu’il produise la puissance maximale définie par la valeur nominale CC dans des conditions de test standard (STC). Dans ces scénarios, un onduleur plus petit et sous-dimensionné peut faire l’affaire.
Facteurs spécifiques au site
Les spécificités du site et de la conception de votre champ solaire auront un impact sur la taille de votre onduleur solaire. Tout comme la géographie, l’inclinaison et l’azimut auxquels votre champ solaire est installé affecteront la quantité d’électricité que le système peut produire. Les facteurs environnementaux (tels que l’ombrage, la poussière, etc.) joueront également un rôle important dans la quantité de soleil qui atteint le champ solaire.
Les installateurs solaires tiendront compte de ces considérations, de l’efficacité des équipements, et plus encore, lors de l’estimation de la production globale de votre système de panneaux solaires. Tous contribueront au facteur de déclassement global de votre système, qui est utilisé pour aider à déterminer ce que votre système de panneaux solaires produira dans un scénario réel (par opposition aux spécifications STC déterminées dans un laboratoire.) Les systèmes de panneaux solaires qui subissent plus d’ombre, qui sont à une inclinaison sous-optimale, ou qui sont orientés vers l’est plutôt que vers le sud ont des facteurs de déclassement plus élevés que les systèmes sur les toits ensoleillés, orientés vers le sud.
Les systèmes de panneaux solaires avec des facteurs de déclassement plus élevés n’atteindront pas leur rendement énergétique maximal et, en tant que tels, peuvent se permettre des capacités d’onduleur plus petites par rapport à la taille de l’installation.
Calculs pour le dimensionnement des onduleurs solaires
La taille de votre onduleur solaire peut être supérieure ou inférieure à la puissance en courant continu de votre champ solaire, dans une certaine mesure. Le rapport tableau/onduleur d’un système de panneaux solaires est la valeur nominale CC de votre tableau solaire divisée par la sortie CA maximale de votre onduleur. Par exemple, si votre champ solaire est de 6 kW avec un onduleur de 6000 W, le rapport champ solaire/onduleur est de 1. Si vous installez un champ solaire de la même taille avec un onduleur de 5000, le rapport est de 1,2. La majorité des installations auront un ratio compris entre 1,15 et 1,25 ; les fabricants d’onduleurs et les concepteurs de systèmes solaires ne recommandent généralement pas un ratio supérieur à 1,55.
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de produits d’onduleurs solaires et leur recommandation de puissance de sortie CC maximale :
| Fabricant | Produit | Production maximale en courant alternatif (W) | Puissance maximale en courant continu (W) | Calcul du ratio |
|---|---|---|---|---|
| Fronius | Galvo 3.1-1 | 3100 | 4500 | (4500/3100)=1.45 |
| SMA Solar | Sunny Boy 5.0-US | 5000 | 7100 | (7100/5000)=1.42 |
| SolarEdge | SE5000H-US | 5000 | 7750 | (7750/5000)=1.55 |
Un rapport tableau/onduleur plus élevé peut fonctionner pour votre système si vos panneaux solaires ne produisent pas à leur puissance maximale en raison des facteurs mentionnés ci-dessus. L’avantage de surdimensionner votre panneau solaire par rapport à la capacité de l’onduleur est que les onduleurs de faible puissance seront moins chers que leurs homologues plus grands. Mais il n’est pas conseillé de surdimensionner votre champ solaire car cela peut provoquer un écrêtage. L’écrêtage se produit lorsque vos panneaux solaires produisent trop de courant continu pour que l’onduleur puisse le gérer à un moment donné. Lorsque cela se produit, l’onduleur limite la quantité d’énergie qu’il convertit, ce qui entraîne des pertes de puissance de votre système de panneaux solaires.
D’un autre côté, vous ne voulez pas installer un onduleur solaire trop grand (c’est-à-dire avec un ratio tableau/onduleur inférieur) car votre onduleur sera plus efficace s’il fonctionne près de sa capacité globale. Si l’onduleur est trop grand par rapport au panneau, il ne produira pas la quantité d’électricité souhaitée.
Qu’en est-il des micro-onduleurs ?
Avec les micro-onduleurs, la conversion de l’électricité CC en électricité CA se produit au niveau de chaque panneau individuel. Les micro-onduleurs sont plus petits que les grands onduleurs centraux consacrés à la gestion de l’énergie pour un système entier. En tant que tel, la taille d’un micro-onduleur correspond à la production d’énergie du panneau solaire pour lequel il convertit l’énergie plutôt qu’à la puissance DC de l’ensemble du système.
Similairement aux onduleurs centraux, les fabricants de micro-onduleurs énuméreront des directives quant à la puissance DC maximale qu’un panneau devrait avoir s’il est lié à leur produit micro-onduleur. Si vous connectez un panneau de puissance supérieure à celle indiquée par les spécifications du micro-onduleur, alors un écrêtage se produira.
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