Micro-onduleurs, un nouvel élément perturbateur dans le domaine de l'énergie solaire
Un micro-onduleur est un dispositif utilisé avec des panneaux solaires pour convertir l'énergie générée (courant continu) en électricité utilisable pour une maison (courant alternatif). Depuis son entrée sur le marché solaire il y a moins de dix ans, les micro-onduleurs qui convertissent le courant continu des modules PV individuels en courant alternatif utilisable pour les maisons et les entreprises sont accueillis avec enthousiasme par les concepteurs et les installateurs de systèmes. Ils apparaissent chaque jour dans des installations solaires plus importantes et plus sophistiquées, une tendance qui ne va pas changer de sitôt. La demande croissante d'énergie propre est l'un des principaux moteurs de la croissance du marché solaire. Par conséquent, plusieurs entreprises développent des micro-onduleurs solaires. Les micro-onduleurs offrent plusieurs avantages ; ils durent plus longtemps car ils ne sont pas exposés aux charges thermiques et à la forte puissance. De plus, dans le cas des micro-onduleurs, il n'y a pas de point de défaillance unique, ce qui signifie que l'ensemble du système reste intact même si un panneau présente un défaut. Plusieurs entreprises ont commencé à construire des micro-onduleurs intelligents, qui sont des onduleurs entièrement mis en réseau, définis par logiciel et développés avec une fonction de réseau avancée.
Les micro-onduleurs sont très demandés en dehors des États-Unis, car de nouveaux marchés se précipitent pour profiter de ces dispositifs. Les scientifiques indiens conçoivent et intègrent les systèmes à micro-onduleurs en Inde. Plusieurs nouvelles entreprises ont fait leur entrée sur le marché et ont lancé leurs produits, notamment les deux plus grands fabricants d'onduleurs PV, SMA et Power-One. Selon le rapport publié par UnivDatos Market Insights, le marché mondial des micro-onduleurs solaires était évalué à 977,5 millions de dollars en 2018 et devrait atteindre 5 604,6 millions de dollars d'ici 2025, affichant un TCAC explosif de 28,4 % sur la période de prévision de 2019 à 2025.
L'idée derrière les micro-onduleurs
Les systèmes solaires traditionnels ne comportaient qu'un seul onduleur. Par conséquent, en cas de défaillance de l'onduleur, il n'y a pas de transfert d'énergie alternatif. Pour résoudre ce problème, l'idée d'un onduleur de chaîne a été proposée et mise en œuvre. Même avec les onduleurs de chaîne, un système PV n'était pas adapté en tant que dispositif prêt à l'emploi pour les applications domestiques. Par conséquent, il est souhaitable de concevoir des systèmes qui ont des onduleurs à l'intérieur des modules PV, ce qui assure un fonctionnement stable et la poursuite du point de puissance maximale (Maximum Power Point Tracking ou MPPT) pour chaque module.
Avantages et inconvénients d'un micro-onduleur par rapport à un onduleur de chaîne ou central
Avantages des micro-onduleurs
- Tolérant à l'ombrage : étant donné que chaque panneau solaire produit indépendamment des autres panneaux, la performance d'un panneau solaire n'affecte pas son panneau solaire voisin. Par conséquent, un panneau solaire ombragé ne fera pas nécessairement chuter la performance des autres panneaux solaires, car ils fonctionnent indépendamment. Ce n'est pas le cas des onduleurs de chaîne.
- Aucun refroidissement à l'air requis : les micro-onduleurs sont de très petits onduleurs et peuvent être installés à l'arrière d'un panneau solaire. En raison de sa taille, il n'est pas nécessaire d'avoir un refroidissement séparé comme les onduleurs centraux. Par conséquent, il y a moins de pertes sous forme de chaleur.
- Rentable : les micro-onduleurs sont individuellement moins chers qu'un onduleur conventionnel. Lorsqu'un onduleur conventionnel tombe en panne, il est coûteux à remplacer, mais dans le cas des micro-onduleurs, ils sont beaucoup moins susceptibles de tomber en panne en raison de la plus petite quantité d'électricité qu'ils doivent traiter par rapport à un onduleur conventionnel.
- Facilité d'installation : l'installation de panneaux solaires avec des micro-onduleurs est beaucoup plus facile et plus rapide, ce qui entraîne des coûts d'installation plus faibles par rapport aux onduleurs traditionnels.
- Flexibilité : l'un des principaux avantages des micro-onduleurs est sa flexibilité et son évolutivité. On peut commencer avec un ensemble minimal de modules solaires et ajouter des modules au fur et à mesure que les besoins et les budgets augmentent sans avoir à remplacer un grand onduleur centralisé.
Inconvénients du micro-onduleur
- Coût initial plus élevé : l'un des principaux inconvénients d'un micro-onduleur est son coût initial plus élevé. Cependant, son coût peut être justifié dans les cas où il existe des défis techniques liés à l'installation d'un panneau solaire (série de panneaux solaires) ou des problèmes d'ombrage qui pourraient entraîner une sous-performance de l'ensemble du système.
- Un dispositif de surveillance supplémentaire est requis : étant donné que chaque onduleur est situé indépendamment sous un panneau solaire, un bus de communication et un système de surveillance commun sont nécessaires, car il existe un système d'affichage intégré comme dans les onduleurs de chaîne.
Conclusion
Les micro-onduleurs sont devenus courants lorsque la taille des panneaux est petite et qu'il est important de maximiser la performance de chaque panneau. Les micro-onduleurs ont connu le plus de succès sur le marché résidentiel, où l'espace limité pour les panneaux contraint la taille des panneaux et où l'ombrage des arbres voisins ou d'autres objets est souvent un problème. Les systèmes solaires ont un faible rendement et sont utilisés en complément du système à base d'électronique de puissance pour une récupération d'énergie efficace. La technologie des micro-onduleurs est un domaine en plein essor et offre un bon espace pour de nouvelles recherches.