Onduleur string (onduleur de chaîne)
Onduleur qui convertit la production DC d’une ou plusieurs chaînes de modules photovoltaïques en courant alternatif synchronisé avec le réseau, en général avec plusieurs entrées MPPT indépendantes.
L’onduleur string est l’architecture de conversion la plus répandue pour les installations photovoltaïques résidentielles et tertiaires, et désormais aussi pour les centrales au sol. Chaque appareil reçoit une ou plusieurs chaînes de modules, suit leur point de puissance maximale et convertit le courant continu en alternatif monophasé ou triphasé.
- Puissances : environ 1,5–10 kW en monophasé résidentiel, 10–125 kW en tertiaire, et 200–350 kW pour les onduleurs string de centrale en 1 500 V DC.
- Rendement : 98–99 % en crête ; rendement européen ou CEC pondéré de 97–98,5 %.
- Entrées MPPT : en général 2–12, ce qui permet à des pans de toiture ou des rangées d’orientations différentes de fonctionner indépendamment.
- Durée de vie prévue : 10–15 ans ; la plupart des modèles financiers résidentiels prévoient donc un remplacement sur une durée de vie de l’installation de 25–30 ans.
Face à l’électronique au niveau du module (micro-onduleurs, optimiseurs de puissance), l’onduleur string coûte moins cher par watt (souvent 0,05–0,15 USD/W pour les gros appareils) et concentre les pannes dans un seul boîtier accessible, mais il est plus exposé aux déséquilibres dus aux ombrages partiels. Dans les centrales, il concurrence les onduleurs centraux de 1–5 MW ; les architectures décentralisées en string simplifient la maintenance et limitent l’énergie perdue quand un appareil tombe en panne.
Les onduleurs string hybrides ajoutent une entrée batterie pour un stockage couplé en DC, capable de récupérer l’énergie qui serait sinon perdue par écrêtage. Les appareils récents assurent aussi des fonctions de soutien au réseau, comme le réglage de la puissance réactive et la réponse puissance-fréquence exigées par des codes de réseau tels que l’IEEE 1547-2018 et l’EN 50549.
Termes associés
Tous les termes →- Chaîne photovoltaïque (string)
Groupe de modules photovoltaïques câblés en série : leurs tensions s’additionnent tandis que le courant reste celui d’un seul module.
- Micro-onduleur
Petit onduleur fixé derrière un ou quelques modules photovoltaïques, qui convertit leur courant continu en alternatif au niveau du module, avec un suivi du point de puissance maximale propre.
- Optimiseur de puissance
Convertisseur DC-DC placé au niveau du module, qui suit le point de puissance maximale de chaque panneau et conditionne sa production avant son entrée dans un onduleur string.
- MPPT (suivi du point de puissance maximale)
Algorithme de régulation d’un onduleur ou d’un régulateur de charge qui ajuste en continu la tension de fonctionnement pour qu’un champ photovoltaïque fournisse le maximum de puissance disponible.
- Ratio DC/AC (taux de surdimensionnement)
Rapport entre la puissance crête DC d’un champ photovoltaïque aux STC et la puissance AC nominale de son onduleur ; on parle aussi d’inverter loading ratio (ILR).
- Écrêtage de l’onduleur (clipping)
Énergie perdue quand la puissance DC disponible d’un champ photovoltaïque dépasse la puissance AC nominale de l’onduleur, qui plafonne alors sa sortie.