Onduleur ou micro-onduleur, quoi choisir? Et pourquoi?

Cet article abordera les points suivants :

• Le fonctionnement d’un onduleur
• La différence entre un onduleur central et des micro-onduleurs
• Les avantages et inconvénients de chacun de ces deux équipements

Le fonctionnement d’un onduleur

Un onduleur est un appareil électronique qui convertit le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif. Autrement dit, c’est un convertisseur de courant à faible tension (12, 24, ou 48 Volts) en un courant à haute tension (120 Volts). Cette conversion est nécessaire étant donné que la presque totalité de nos appareils électroniques nécessite un courant alternatif pour leur fonctionnement.

La puissance d’un onduleur témoigne de la quantité de courant continu qu’il peut transformer en courant alternatif. Ainsi, plus un onduleur est puissant, plus grande est la quantité d’électricité qu’il pourra convertir lors de son fonctionnement. Il est donc important de bien dimensionner l’onduleur dans un système d’énergie solaire afin qu’il puisse être en mesure de convertir l’ensemble de l’énergie produite par les panneaux solaires.

La quantité d’énergie qu’un onduleur convertit dépend de sa puissance et de la durée de son utilisation. Les puissances des onduleurs solaires les plus communes varient de 4 à 8 kW.

La différence entre un onduleur central et des micro-onduleurs

Dans le cas d’un système d’énergie solaire avec un onduleur central, l’onduleur est branché au bout de la série de panneaux solaires. Il n’y a qu’un seul onduleur pour tous les panneaux. Il doit donc être assez puissant pour gérer à lui seul la transformation du courant continu des panneaux solaires en courant alternatif. Advenant le fait que la puissance totale des panneaux solaires soit supérieure à celle de l’onduleur, des onduleurs supplémentaires devront être installés (jusqu’à atteindre la même puissance que celle des panneaux). Dans ce cas, les onduleurs ne seront plus centraux, mais bien branchés en « string », soit en rangées indépendantes.

Dans le cas d’un système d’énergie solaire avec des micro-onduleurs, chaque panneau est relié à un micro-onduleur. Les micro-onduleurs ont exactement la même fonction qu’un onduleur, la différence étant qu’il y a plusieurs micro-onduleurs qui transforment le courant continu des panneaux solaires plutôt qu’un seul onduleur centralisé. Le but d’utiliser des micro-onduleurs est d’augmenter la productivité énergétique globale du système d’énergie solaire en optimisant la productivité énergétique individuelle de chacun des panneaux solaires.

L’image ci-dessous schématise ces propos.

Les avantages et inconvénients de chacun de ces deux équipements

1. Onduleur central

L’avantage principal de l’utilisation d’un seul onduleur est le prix. En effet, faire installer un seul onduleur central coûte généralement moins cher que de faire installer une multitude de micro-onduleurs (même si ces derniers coûtent moins cher à l’unité). Cela s’explique par le fait qu’un système d’énergie solaire avec des micro-onduleurs a besoin d’autant de micro-onduleurs que de panneaux solaires, ce qui hausse le prix global du système.

L’inconvénient se situe au niveau de la production électrique. L’onduleur central ne produit pas moins que plusieurs micro-onduleurs en temps normal, mais en cas de défaillance d’un panneau ou dans le cas où une cellule d’un panneau est ombragée, c’est toute la série de panneaux qui en subit les conséquences. Cela s’explique par le fait que les cellules d’un panneau solaire sont connectées en série (pour obtenir plus de puissance et par le fait même une meilleure production d’électricité) et que l’énergie produite par une chaîne de cellules est déterminée par celle qui produit le moins. Lorsqu’une cellule est ombragée, l’ensemble de la série est impacté. Autrement dit, même si un panneau de 72 cellules n’a qu’une seule cellule ombragée, l’énergie produite par l’ensemble du panneau sera moindre Ainsi, le fait d’avoir un seul onduleur fait en sorte qu’en cas de défaillance, la productivité énergétique est moindre.

La même logique s’applique pour les onduleurs branchés en string. Lorsqu’un panneau dans le string (ou dans une rangée) est ombragé, tous les panneaux suivants produisent moins d’énergie.

L’image ci-dessous montre l’effet de l’ombrage sur les cellules d’un panneau solaire. Dans le cas de l’image, même si c’est seulement la 5^ième cellule de la série qui est ombragée, toutes les cellules suivantes dans la série ne produiront pas d’électricité (même en étant pas ombragées). Ce phénomène est observable pour tout type de panneau solaire photovoltaïque, peu importe le fabricant.

2. Micro-onduleurs

L’avantage principal de l’utilisation de micro-onduleurs est l’optimisation de la production énergétique des panneaux solaires. En effet, en cas de défaillance d’un panneau, les autres panneaux produisent toujours de manière optimale et ne sont pas limités par le panneau qui produit le moins. Avec des micro-onduleurs vous n’avez pas nécessairement plus de gains énergétiques, mais vous limitez les pertes, ce qui augmente votre production d’électricité globale.

L’inconvénient des micro-onduleurs est le prix puisqu’on multiplie le coût des micro-onduleurs par le nombre de panneaux solaires. Bien que la production énergétique des panneaux solaire soit haussée (par la limitation des pertes énergétiques potentielles), il reste à voir si le surcout en vaut vraiment la peine.

Toutefois, il ne faut pas oublier le fait que les onduleurs centraux ont une garantie de 10 ans alors que les micro-onduleurs ont une garantie de 25 ans, soit la même durée de garantie que celle de vos panneaux solaires. Il se pourrait donc que vous soyez éventuellement forcé à faire installer un deuxième onduleur central dans les 25 ans de durée de vie de votre système d’énergie solaire, ce qui contrebalancerait probablement le surcout initial des micro-onduleurs. C’est à vous de déterminer si vous préférez avoir un seul onduleur (acheter deux fois en 25 ans) ou plusieurs micro-onduleurs (achetés une seule fois en 25 ans).

Dans la même logique que pour l’image précédente, l’image ci-dessous montre l’impact des ombrages proches et lointains sur la productivité de votre système d’énergie solaire selon le type d’onduleur installé.

Conclusion

Pour résumé, les micro-onduleurs optimisent la production énergétique de vos panneaux solaires mais sont plus dispendieux alors que les onduleurs centraux (ou en strings) sont moins dispendieux mais sont plus sensibles face aux panneaux qui produisent moins d’énergie à cause des ombrages proches et lointains ou d’une défaillance quelconque. D’un point de vue théorique, les deux types d’onduleurs s’équivalent.

Cela dit, d’un point de vue pratique, le choix du type d’onduleur se fait selon l’architecture du toit de votre maison et l’endroit où les panneaux solaires seront installés. En effet, lorsque les panneaux solaires pointent dans une seule et même direction (tous au sud, par exemple), il est plus avantageux d’opter pour un onduleur central. Cela se justifie par le fait que la production énergétique se fait sans aucun décalage et qu’elle est plus facile à gérer de manière centralisée (les panneaux commencent et arrêtent de produire de l’énergie en même temps). Néanmoins, lorsque les panneaux pointent dans plusieurs directions (une dizaine au sud et une dizaine à l’est, par exemple), il est plus avantageux d’opter pour des micro-onduleurs étant donné que la production énergétique est décalée et plus difficile à gérer par un seul et même onduleur (les panneaux à l’est produisent de l’énergie plus tôt que ceux au sud, mais arrêtent de produire de l’énergie plus tôt que ceux au sud, ce qui diminue le rendement des panneaux face au sud si les panneaux face à l’est sont connectés en série avec ceux face au sud).

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