Les onduleurs photovoltaïques : des composants clés pour optimiser la production d'électricité solaire

Avec le développement des énergies renouvelables, les installations photovoltaïques se démocratisent. Un élément central de ces systèmes est l'onduleur. Il permet de convertir le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif. Celui-ci peut être injecté sur le réseau électrique. 

Fonctionnement des onduleurs photovoltaïques

Les panneaux photovoltaïques transforment l'énergie lumineuse du soleil en électricité sous forme de courant continu. Cependant, le réseau électrique fonctionne uniquement en courant alternatif. L'onduleur photovoltaïque a pour rôle de convertir le courant continu en courant alternatif monophasé ou triphasé. 

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Plusieurs technologies d'onduleurs existent, se distinguant par leur architecture électronique et leurs performances :

  • Les onduleurs monophasés sont adaptés aux petites installations résidentielles.
  • Les onduleurs triphasés conviennent mieux aux installations commerciales ou industrielles de plus grande puissance. 
  • Certains onduleurs récents intègrent des fonctionnalités avancées comme l'optimisation de la production ou la communication avec le gestionnaire du réseau électrique.

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Optimiser la production avec les capacités des onduleurs modernes

Grâce à leurs algorithmes sophistiqués, les onduleurs récents permettent d'optimiser au maximum la production d'électricité solaire. En effet, ils sont capables de :

  • Suivre le point de puissance maximale (MPPT) en permanence, en ajustant la tension délivrée par les panneaux en fonction de l'ensoleillement.
  • Injecter activement ou réactivement de la puissance sur le réseau, afin d'équilibrer sa fréquence et sa tension. 
  • Stocker l'énergie produite de jour dans des batteries, pour l'utiliser le soir si besoin.
  • Communiquer avec le gestionnaire du réseau pour ajuster en temps réel la production en fonction des besoins du réseau.

Grâce à ces fonctionnalités avancées, les onduleurs modernes permettent à la fois d'optimiser les rendements des installations photovoltaïques et de faciliter leur intégration dans le réseau électrique.

Des composants clés au cœur des systèmes solaires du futur

Avec leurs capacités croissantes en termes de puissance, de rendement et d'intégration au réseau, les onduleurs photovoltaïques jouent un rôle important dans les systèmes solaires. En combinaison avec le stockage et une meilleure gestion énergétique, Ils pourront assurer l'autonomie et la flexibilité des installations. Ils assurent une production solaire plus massive et mieux intégrée aux réseaux. Les fabricants d'onduleurs continueront sans doute à développer de nouvelles fonctionnalités répondant aux besoins d'un secteur photovoltaïque en pleine expansion.

Des défis technologiques à relever

Bien que performants, les onduleurs photovoltaïques doivent encore progresser pour répondre aux enjeux des prochaines décennies.

Améliorer les rendements énergétiques

Les onduleurs photovoltaïques actuels affichent généralement des rendements énergétiques compris entre 95 % et 98 %. Bien que très satisfaisants, ces résultats laissent encore une marge de progression pour réduire au maximum les pertes lors de la conversion du courant continu en alternatif.

Les fabricants explorent notamment de nouveaux matériaux semi-conducteurs à large bande interdite comme le carbure de silicium ou le nitrure de gallium. Intégrés dans les circuits de commutation des onduleurs, ces composants permettraient de limiter les effets néfastes des commutations rapides à haute fréquence. Cela se traduirait par des pertes réduites et au final un gain de rendement de l'ordre de 1 point supplémentaire.

Développer de nouvelles fonctionnalités

Au-delà de leur fonction de conversion, les onduleurs photovoltaïques sont appelés à devenir de véritables centres de gestion énergétique à l'échelle du foyer ou du bâtiment.

Un enjeu majeur sera la généralisation de l'intégration native du stockage au sein des onduleurs. Cela permettra d'embarquer directement des batteries et de gérer intelligemment les flux entre production solaire, stockage et consommation. L'usager pourra ainsi valoriser l'énergie solaire produite aux moments opportuns, même en soirée.

Les onduleurs pourraient aussi assurer la charge pilotée des véhicules électriques. En s'interconnectant avec les bornes de recharge domestiques ou en entreprise, ils optimiseraient les charges en fonction des disponibilités solaires ou du coût de l'électricité du réseau.

Réduire les coûts de production

Maîtriser les coûts de fabrication des onduleurs photovoltaïques est un enjeu crucial pour assurer le déploiement massif des installations solaires dans le monde.

Les industriels misent, notamment, sur les effets d'échelle et d'apprentissage liés à la montée en puissance des volumes de production. L'optimisation des processus de fabrication et des approvisionnements en composants devrait permettre des gains de productivité importants.

Le développement de plateformes techniques standardisées entre également dans cette stratégie de réduction des coûts fixes. Des architectures matérielles et logicielles communes à plusieurs gammes de puissance favoriseront la mutualisation des investissements.