Présentation des onduleurs photovoltaïques : Un onduleur, également appelé régulateur de puissance, peut être utilisé dans les systèmes de production d'énergie solaire comme source d'alimentation autonome ou raccordé au réseau. Selon la forme d'onde de modulation, les onduleurs peuvent être à onde carrée, à onde en échelon, à onde sinusoïdale ou triphasés intégrés. Dans les systèmes raccordés au réseau, les onduleurs peuvent être avec ou sans transformateur. Structure d'un onduleur photovoltaïque : Les semi-conducteurs constituent le circuit élévateur et le pont de conversion de l'onduleur, qui ajustent la puissance de conversion directe en courant alternatif. Voici les principaux semi-conducteurs :
(1) Capteur de courant : exige une précision élevée, une réaction rapide, une résistance aux basses températures, une résistance aux hautes températures, etc., différents capteurs de courant consomment une puissance variable, généralement un capteur de courant à effet Hall pour l'échantillonnage du courant ;
(2) Transformateur de courant : large gamme de courant, souvent série BRS ;
(3) Réacteur. Principe de fonctionnement des onduleurs photovoltaïques : les onduleurs photovoltaïques comportent un circuit élévateur et un pont de conversion. Le circuit élévateur augmente la tension continue jusqu'à la tension de sortie, tandis que le pont de conversion la convertit en une tension alternative à fréquence fixe. Ainsi, les circuits élévateur et pont de conversion transforment la puissance continue en puissance alternative. Les onduleurs photovoltaïques présentent 10 problèmes courants et leurs techniques de traitement.
1. Problèmes liés au réseau électrique : Une tension ou une fréquence trop basse ou trop élevée sont des anomalies du réseau électrique (codes d'erreur F00 à F03). ① Vérifiez que la machine est conforme aux normes de sécurité du réseau électrique local. ② Vérifiez les connexions des bornes de sortie CA et mesurez la tension à l'aide d'un multimètre. ③ Débranchez l'entrée PV, redémarrez la machine et vérifiez son fonctionnement normal. ④ Si le problème persiste, contactez le distributeur.
2. Erreur F07 : impédance d'isolation faible. ① Débranchez l'entrée PV, redémarrez la machine et vérifiez son bon fonctionnement. ② Vérifiez que la résistance de terre PV+ et PV- dépasse 500 kΩ. Pour les problèmes inférieurs à 500 kΩ, contactez votre distributeur d'onduleurs ou votre fournisseur de batterie.
3. Courant de fuite excessif Erreur F20 Débranchez l'entrée PV, redémarrez la machine et vérifiez le fonctionnement normal. ② En cas d'échec, contactez le distributeur.
4. Températures du radiateur et ambiante trop élevées. Erreurs F12 et F13. ① Débranchez l'entrée PV, redémarrez la machine et vérifiez son fonctionnement normal après quelques minutes de refroidissement. ② Vérifiez si la température ambiante dépasse la plage de fonctionnement normale de la machine. Si le problème persiste, contactez le distributeur.
5. Surveillance sans connexion Wi-Fi : Connectez l’onduleur au Wi-Fi, consultez la page de surveillance pour obtenir des informations sur l’onduleur, rebranchez le module Wi-Fi intégré ou vérifiez la connexion Wi-Fi externe RS485 si aucune information n’est disponible. Si vous ne parvenez pas à détecter le réseau Wi-Fi de l’onduleur, vérifiez la connexion du module Wi-Fi intégré ou l’alimentation du module Wi-Fi externe. Pour la surveillance GPRS, testez la puissance du signal Internet du même fournisseur d’accès à l’emplacement d’installation de l’onduleur. Vérifiez la connexion des modules GPRS externes (faibles contacts ou alimentation défectueuse).
6. Faible impédance d'isolation : procéder à une exclusion. Retirez tous les câbles d'alimentation côté entrée de l'onduleur, puis rebranchez-les un par un. Utilisez la détection d'impédance d'isolation à la mise sous tension de l'onduleur pour identifier les chaînes défectueuses. Vérifiez que le connecteur CC ne présente pas de court-circuit dû à l'eau ou à une fusion. Vérifiez également que le composant ne présente pas de point noirci sur le bord, signe de fuite.
7. Défaut de courant de fuite : Un équipement de mauvaise qualité, une installation incorrecte et un emplacement inapproprié aggravent ce problème. Les points de défaillance sont nombreux : connecteurs CC de mauvaise qualité, composants défectueux, hauteur d’installation des composants non conforme, équipement raccordé au réseau de mauvaise qualité ou présentant des fuites d’eau, etc. Ces problèmes peuvent être détectés par le biais d’un système de détection de fuites et résolus par une bonne isolation. Si le problème provient d’un défaut de matériau, remplacez ce dernier.
8. L'onduleur ne répond pas : les fils d'entrée CC ne doivent pas être inversés. Un branchement CC normal a un effet anti-amorçage, contrairement aux cosses à sertir. Veuillez consulter le manuel de l'onduleur pour vérifier que les bornes positive et négative et le sertissage sont corrects. La protection contre les courts-circuits inversés de l'onduleur lui permet de démarrer normalement après un câblage correct.
9. Défauts de réseau. Surtension du réseau : Ce problème reflète les variations de charge (forte consommation électrique pendant les heures de fonctionnement prolongées et faible consommation électrique pendant les périodes de faible activité). Il est essentiel de surveiller la tension du réseau au préalable et de faire collaborer les fabricants d'onduleurs avec le gestionnaire de réseau afin de garantir une conception adaptée et raisonnable. Il ne faut pas prendre de risques inutiles, notamment pour les réseaux ruraux, où l'onduleur est crucial. Ces réseaux et onduleurs sont soumis à des limites strictes de tension, de forme d'onde et de distance. La plupart des surtensions sont dues à des tensions de réseau brutes, même à faible charge, dépassant ou approchant les valeurs de protection. Si la ligne du réseau est trop longue ou mal sertie, la centrale ne peut pas fonctionner normalement et de manière stable. La solution consiste à demander au gestionnaire du réseau électrique de corriger la tension ou de déconnecter le réseau et de contrôler la qualité de la construction de la centrale. Sous-tension du réseau : Ce problème est similaire à la surtension du réseau, mais il peut également entraîner une tension erronée si les tensions des phases indépendantes sont trop faibles, si la répartition de la charge sur le réseau est incomplète ou si des phases sont déconnectées. Surtension/sous-tension du réseau : La présence de cette anomalie sur un réseau normal indique un mauvais état de ce dernier. Absence de tension ? Vérifiez les lignes d'interconnexion. Recherchez un défaut de phase ou une absence de tension sur la ligne.
10. Protection contre les surtensions CC. Dans le cadre de la recherche constante d'une efficacité accrue des composants, le niveau de puissance, la tension en circuit ouvert et la tension de fonctionnement de ces derniers augmentent continuellement. Il est impératif de prendre en compte les coefficients de température dès la conception afin d'éviter les surtensions et les dommages importants aux équipements à basse température.
SIX TENDANCES TECHNOLOGIQUES DANS LE DÉVELOPPEMENT DES ONDULEURS PV
Tendance 1 : Le matériel des onduleurs évolue rapidement, notamment grâce aux technologies SiC, CAN, DSP et aux nouvelles topologies, ce qui permet d’améliorer leur rendement. La Chine a atteint le niveau de rendement A+, avec pour objectif A+++.
Tendance 2 : Augmentation de la puissance, de l’efficacité et de la tension des onduleurs centralisés. Les onduleurs de 2,5 MW et plus seront largement utilisés car leur coût est inférieur d’environ 0,1 yuan/W à celui d’un réseau carré de 1 MW, ce qui permet de réduire les dépenses initiales de 10 millions de yuans pour une centrale de 100 MW. L’adaptation des câbles garantit la constance des pertes en courant continu. Le système 1 500 V dominera la construction des centrales électriques de grande envergure. Hormis les composants, il permet d’économiser 0,2 yuan/W, soit 20 millions de yuans pour une centrale de 100 MW.
Tendance 3 : Les onduleurs de chaîne gagnent en densité de puissance et en puissance par unité. Leur puissance continue de croître jusqu’à 80 kW, leur densité de puissance augmente et leur poids diminue, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications exigeantes où l’installation et la maintenance sont complexes. Les onduleurs de chaîne de 40 kW de Sunny Power sont les plus légers du marché, avec un poids de seulement 39 kg. Sunny Power a toujours utilisé un système de refroidissement intelligent par ventilateur afin de prévenir la surchauffe des composants internes et d’améliorer la capacité de surcharge des onduleurs en conditions de températures élevées.
Tendance 4 : Développement des modules électroniques. Les modules tels que les micro-onduleurs Enphase et les optimiseurs de puissance SolarEdge se généralisent. Le cabinet d’études GTM prévoit que les livraisons de modules électroniques de puissance (MLPE) passeront de 1,1 GW en 2013 à plus de 5 GW en 2017.
Tendance 5 : Adaptabilité au réseau et protection accrue en matière de sécurité et de fiabilité. La protection contre les fuites, la fonctionnalité SVG, la LVRT, la protection des modules CC, la protection contre la détection d’impédance d’isolation, la protection PID, la protection contre la foudre, la protection contre l’inversion de polarité positive et négative des panneaux photovoltaïques et d’autres fonctionnalités en constante amélioration augmentent l’adaptabilité au réseau et la sécurité des systèmes d’onduleurs.
Tendance 6 : Amélioration de l’adaptabilité environnementale des onduleurs Avec l’utilisation accrue des centrales photovoltaïques dans des environnements difficiles comme les zones côtières, désertiques, de plateau, etc., la résistance à la corrosion, la résistance au sable et d’autres aspects de l’adaptabilité environnementale des onduleurs s’améliorent afin de garantir une fiabilité élevée.
Zhao Wei a déclaré que grâce à diverses nouvelles technologies et à l'application de nouveaux produits, la technologie photovoltaïque continue de progresser, améliorant le rendement des systèmes, réduisant le coût actualisé de l'énergie (LCOE) et permettant d'atteindre la parité Internet, un objectif commun à tous. La conception des centrales électriques sera modifiée, l'intégration des systèmes améliorée, et une solution intégrée d'onduleur et de transformateur moyenne tension permettra de simplifier considérablement le système, réduisant ainsi les coûts, la simplicité d'utilisation, l'efficacité et la fiabilité. Le développement du secteur des onduleurs photovoltaïques est en plein essor, avec une variété de nouvelles technologies et de nouveaux produits en constante évolution, adaptés aux conditions locales, et une forte concurrence. Dans les grandes centrales au sol, les solutions centralisées présentent un investissement initial plus faible, et leurs coûts d'exploitation et de maintenance ultérieurs ne représentent qu'un tiers de ceux des solutions à chaîne. De nombreux résultats d'exploitation de centrales électriques montrent que la production d'énergie à chaîne centralisée est le choix privilégié des utilisateurs. Les onduleurs à chaîne de 2 à 2,5 millions de volts dans les applications distribuées se développent également, et la puissance élevée, l'efficacité et la densité de puissance constituent les axes de développement futurs. L'association du photovoltaïque et d'Internet deviendra la norme, et les applications photovoltaïques associées au stockage d'énergie ont un avenir prometteur.
