Composant essentiel de la production d'énergie photovoltaïque, l'onduleur a pour rôle principal de convertir le courant continu issu des modules photovoltaïques en courant alternatif. Actuellement, les onduleurs disponibles sur le marché se divisent principalement en trois catégories : les onduleurs centralisés, les onduleurs en série et les onduleurs distribués de nouvelle génération.
Comment ça marche :
• Onduleur en série : une série de cellules photovoltaïques convertie en courant continu haute tension en courant alternatif en sortie.
• Onduleurs parallèles : plusieurs cellules photovoltaïques sont connectées en parallèle pour augmenter le courant total, qui est ensuite converti en une sortie CA.
• Onduleur en pont : utilisation d'un circuit en pont pour la conversion CC-CA.
• Onduleur à fréquence intermédiaire : convertit l’entrée CC en CA à fréquence intermédiaire, qui est ensuite converti dans le transformateur pour obtenir la sortie CA souhaitée.
D'après la forme d'onde de sortie :
• Onduleur à onde sinusoïdale : la sortie est une onde sinusoïdale pure, adaptée aux exigences de qualité d’énergie des applications de haute qualité.
• Onduleur sinusoïdal modifié : la forme d’onde de sortie est une forme d’onde sinusoïdale modifiée, dont certaines composantes harmoniques sont supprimées pour la plupart des applications domestiques et commerciales.
• Onduleur à onde carrée : la forme d’onde de sortie est une onde carrée, simple et peu coûteuse, mais elle introduit davantage d’harmoniques.
• Onduleur à modulation de largeur d'impulsion (PWM) : utilisation de la technologie PWM haute fréquence pour produire une forme d'onde de sortie quasi sinusoïdale.
En fonction des domaines d'application :
• Onduleur indépendant : pour les systèmes de production d’énergie indépendants du réseau électrique principal, tels que l’éclairage, l’alimentation électrique, etc.
• L’onduleur solaire : il connecte l’énergie photovoltaïque au réseau principal et injecte l’excédent d’énergie dans le réseau lorsqu’il n’est pas nécessaire, et reçoit l’énergie insuffisante du réseau.
• Onduleur de micro-réseau : un système de micro-réseau peut assurer la mise en réseau et la gestion, et connecter différentes sources d'énergie (telles que l'énergie solaire, éolienne, etc.) et charges.
Voici quelques catégories courantes d'onduleurs solaires. Chaque type d'onduleur possède ses propres caractéristiques et s'adapte à différents contextes d'utilisation. Il est donc essentiel de choisir l'onduleur le plus approprié en fonction des besoins spécifiques et des applications prévues.
À quoi sert l'onduleur solaire ?:
L'onduleur solaire sert à convertir le courant continu (CC) produit par les panneaux photovoltaïques (panneaux solaires) en courant alternatif (CA). Les panneaux photovoltaïques convertissent la lumière du soleil en courant continu, et l'onduleur solaire convertit ce courant continu en courant alternatif, celui que nous utilisons habituellement pour alimenter les habitations, les industries et les entreprises.
Les principaux rôles d'un onduleur solaire sont les suivants :
1. Conversion de puissance : le courant continu (CC) produit par les panneaux solaires est converti en courant alternatif (CA) pour répondre aux besoins du réseau électrique. Le courant alternatif est la forme d’énergie électrique utilisée dans notre vie quotidienne et la production industrielle.
2. Raccordement au réseau : pour les systèmes photovoltaïques raccordés au réseau, l'onduleur solaire peut injecter l'excédent d'énergie dans le réseau afin de réduire la dépendance à celui-ci et de générer un certain montant de revenus en ligne.
3. Gestion de l'énergie : l'onduleur solaire est généralement capable de surveiller et de gérer le système PV, en contrôlant en temps réel l'état, le courant, la tension, etc. du panneau PV, afin de permettre aux utilisateurs de surveiller et d'optimiser les performances des systèmes PV.
4. Fonctions de protection : l'onduleur solaire dispose généralement d'une protection contre les surcharges, les courts-circuits, les surtensions, les sous-tensions, etc. afin de garantir le fonctionnement sûr du système PV.
En résumé, l'onduleur solaire joue un rôle crucial dans les systèmes photovoltaïques, en convertissant l'énergie lumineuse en courant alternatif utile, permettant ainsi d'utiliser l'énergie solaire pour l'alimentation électrique et l'accès au réseau, afin d'atteindre les objectifs de développement durable, de conservation de l'énergie et de réduction des émissions.
Les principales matières premières des onduleurs comprennent les catégories suivantes :
1. Dispositif semi-conducteur : composant clé de l’onduleur, le dispositif semi-conducteur de puissance est généralement un transistor de puissance (IGBT) ou un transistor à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET). Ces dispositifs servent à convertir l’énergie électrique du courant continu (CC) en courant alternatif (CA).
2. Condensateurs et inductances : les condensateurs et les inductances sont également utilisés dans les onduleurs pour stocker et filtrer l’énergie électrique. Les condensateurs lissent la tension et le courant de sortie, tandis que les inductances filtrent les bruits et harmoniques haute fréquence.
3. Dissipateur thermique et matériau de dissipation thermique : Le dispositif de puissance de l’onduleur génère beaucoup de chaleur ; un dissipateur thermique et un matériau de dissipation thermique sont donc nécessaires pour réduire efficacement sa température et garantir son bon fonctionnement. Les radiateurs sont généralement en aluminium ou en cuivre afin d’offrir une surface de refroidissement adéquate.
4. Circuit imprimé (PCB) : Le PCB sert de support pour l’installation et la connexion des composants électroniques de l’onduleur. Il offre une bonne conductivité électrique et une résistance mécanique élevée. La conception du circuit de l’onduleur dépend des besoins en énergie et de l’agencement du circuit pour le câblage et les connexions.
5. Composants électroniques et composants de circuit : l'onduleur a également besoin d'utiliser divers composants de circuit, tels que des diodes, des résistances, des transformateurs, des fusibles, des connecteurs, etc. pour le contrôle, la protection et la connexion du circuit.
De plus, le boîtier de l'onduleur est généralement fabriqué en matériaux métalliques, tels qu'un alliage d'aluminium ou une plaque d'acier, utilisés pour assurer une bonne protection mécanique et une bonne dissipation de la chaleur.
Ce sont les principales matières premières de l'onduleur ; ces matériaux jouent un rôle important dans la conception et la fabrication de l'onduleur pour garantir ses performances et sa fiabilité.
