Les onduleurs photovoltaïques peuvent être principalement classés en quatre types : onduleurs centralisés, onduleurs de chaîne, onduleurs décentralisés et micro-onduleur s Les onduleurs centralisés, qui ont une grande puissance totale du système, sont principalement utilisés dans les projets à grande échelle comme les installations photovoltaïques au sol. centrales électriques dans les zones bénéficiant de bonnes conditions d'ensoleillement. Les onduleurs distribués comprennent les onduleurs de chaîne et micro-onduleur Les onduleurs décentralisés, qui combinent les caractéristiques des onduleurs centralisés et des onduleurs de chaîne, sont couramment utilisés dans les systèmes photovoltaïques commerciaux, industriels et résidentiels de petite et moyenne taille, notamment en zone montagneuse. Micro-onduleur s effectuer un suivi de crête de puissance maximale (MPPT) pour chaque module photovoltaïque individuellement, puis inverser et intégrer dans le réseau CA, avec une capacité unique généralement inférieure à 1 kW.
1. Onduleurs centralisés
Les onduleurs centralisés connectent un grand nombre de chaînes photovoltaïques, dont la capacité unitaire dépasse généralement 500 kW. Ce type d'onduleur photovoltaïque courant sur le marché fonctionne en collectant et en appliquant un MPPT sur le courant continu généré par plusieurs modules photovoltaïques, puis en inversant de manière centralisée la conversion du courant continu en courant alternatif et l'augmentation de la tension, permettant ainsi une production d'électricité connectée au réseau. Les onduleurs centralisés utilisent généralement un seul MPPT, chacun connecté à 2 à 12 groupes de chaînes photovoltaïques. Chaque MPPT peut gérer une puissance comprise entre 125 et 1 000 kW, avec une capacité unitaire généralement supérieure à 500 kW, offrant ainsi les avantages d'une puissance et d'une capacité élevées.
Les onduleurs centralisés permettent de réduire le nombre d'unités utilisées, de diminuer les coûts et les pertes du système, et de faciliter la gestion centralisée. Grâce à leur grande capacité, les centrales photovoltaïques de même taille utilisant des onduleurs centralisés peuvent réduire considérablement le nombre d'onduleurs utilisés, diminuer les pertes globales du circuit et faciliter l'installation et la gestion centralisées. Parallèlement, les onduleurs centralisés offrent un haut degré d'intégration, un contrôle simple, une technologie relativement mature et un faible coût unitaire. La combinaison de ces facteurs peut réduire considérablement le coût d'équipement du système de la centrale.
Les onduleurs de chaîne adoptent une conception modulaire, permettant une optimisation MPPT distribuée. Les centrales électriques utilisant des onduleurs photovoltaïques de chaîne convertissent généralement le courant continu généré par les composants en courant alternatif via l'onduleur, puis intègrent le réseau CA après la collecte, l'amplification de tension et la distribution du courant alternatif. Contrairement aux onduleurs centralisés, les onduleurs de chaîne adoptent une conception modulaire avec plusieurs MPPT ; chaque MPPT est connecté à un nombre limité de composants photovoltaïques, généralement de 1 à 4 groupes, permettant une optimisation MPPT distribuée. Grâce à ce nombre réduit de connexions, la défaillance d'un composant n'affecte que la production d'électricité du module correspondant. Ainsi, le rendement global du système photovoltaïque n'est pas affecté par un seul composant, ce qui résout le problème d'inadéquation des centrales photovoltaïques centralisées.
La large plage de tension MPPT des onduleurs de chaîne améliore la durée de production et le rendement du système. La plage de tension MPPT des onduleurs de chaîne est large, généralement comprise entre 200 et 1 000 V, et offre une grande adaptabilité. En cas de faible luminosité ou de conditions météorologiques défavorables à la production d'électricité, la tension globale des composants photovoltaïques sera faible. La large plage de tension MPPT permet de couvrir les faibles tensions d'entrée, garantissant ainsi la durée de production du système et améliorant la production globale.
La connexion de plusieurs onduleurs en parallèle augmente les pertes de charge et est sujette aux problèmes de résonance. Comparés aux onduleurs centralisés, les onduleurs de chaîne ont une faible capacité unitaire, généralement inférieure ou égale à 100 kW. Pour une centrale photovoltaïque de même taille, le choix d'onduleurs de chaîne augmentera le nombre d'onduleurs. La connexion de plusieurs onduleurs de chaîne en parallèle augmente avec le nombre d'onduleurs utilisés, ce qui entraîne une augmentation des harmoniques totales, rendant la suppression plus difficile, aggravant les problèmes de résonance et pouvant facilement provoquer des pannes et des brûlures des équipements électriques.
Décentralisé Les onduleurs photovoltaïques sont un type relativement nouveau, combinant les caractéristiques des onduleurs centralisés et des onduleurs de chaîne. Les onduleurs décentralisés, quant à eux, associent une inversion centralisée et une optimisation distribuée. Ils exécutent d'abord le MPPT séparément via plusieurs onduleurs de chaîne, puis collectent et convertissent le courant de manière centralisée en courant alternatif pour le raccordement au réseau. Comparés aux onduleurs centralisés, les onduleurs décentralisés offrent d'excellentes performances indépendantes, une production d'énergie élevée et une stabilité globale du système. Par rapport aux onduleurs de chaîne, ils adoptent une inversion centralisée après optimisation distribuée, réduisant ainsi considérablement le coût d'équipement du système. Ils sont actuellement principalement utilisés dans certains projets de démonstration nationaux de premier plan. Le développement relativement récent des solutions d'onduleurs décentralisés limite l'expérience des projets et leur adoption à grande échelle n'a pas encore été réalisée. De plus, l'inversion centralisée nécessite l'utilisation de locaux dédiés pour la dissipation thermique des onduleurs centralisés, ce qui augmente la surface d'utilisation du système.
Les micro-onduleurs permettent de contrôler individuellement les composants par MPPT, avec un rendement énergétique élevé. Contrairement aux autres onduleurs, ils sont intégrés à chaque composant photovoltaïque, permettant ainsi le contrôle MPPT sur un seul composant, améliorant ainsi considérablement le rendement énergétique global du système. Compacts et légers, ils ne nécessitent aucun espace supplémentaire, ce qui simplifie grandement leur installation. Ils conviennent principalement aux projets résidentiels et aux centrales électriques de petite et moyenne taille. À capacité équivalente, l'utilisation de micro-onduleurs nécessite davantage d'unités, et le coût total du système est nettement supérieur à celui des systèmes utilisant des solutions d'onduleurs centralisés ou de chaîne.
