Un micro-onduleur désigne généralement les onduleurs utilisés dans les systèmes d'énergie solaire d'une puissance nominale de 2 000 watts ou moins et dotés d'une fonction MPPT au niveau du module. Il est officiellement appelé micro-onduleur solaire raccordé au réseau. Le terme « micro » le distingue des onduleurs centralisés traditionnels. Les systèmes d'énergie solaire traditionnels fonctionnent en connectant tous les panneaux solaires en série ou en parallèle pour combiner le courant continu (CC) généré par l'ensoleillement, puis en utilisant un onduleur central pour convertir ce courant continu en courant alternatif pour le réseau. À l'inverse, un micro-onduleur convertit l'énergie de chaque panneau séparément. Ses principaux avantages sont un contrôle MPPT distinct pour chaque panneau, ce qui améliore le rendement global du système et évite les problèmes courants des onduleurs centraux, tels qu'une tension continue élevée, une faible performance en faible luminosité et l'« effet seau » (où les performances du système sont limitées par le panneau le plus faible).
Entrée CC :Le courant continu (DC) généré par les panneaux PV est transmis via des câbles au micro-onduleur.
Suivi du point de puissance maximale (MPPT) :Un micro-onduleur contient un mécanisme MPPT qui surveille la tension et le courant de sortie du panneau PV pour garantir une extraction de puissance maximale.
Inversion :Le micro-onduleur ajuste dynamiquement la tension et la fréquence de sortie tout en convertissant l'alimentation CC en CA pour répondre aux exigences standard du réseau (par exemple, 230 V/50 Hz en Europe, 120 V/60 Hz aux États-Unis).
Synchronisation et connexion au réseau :Le micro-onduleur garantit que le courant alternatif généré est synchronisé avec le réseau et s'arrête automatiquement en cas d'instabilité du réseau ou de panne pour des raisons de sécurité.
Les catégories, définitions et descriptions, cas d'utilisation, avantages et inconvénients des onduleurs centraux, des onduleurs à chaîne, des onduleurs hybrides et des systèmes de micro-onduleurs.
| Classification | Définition | Scénarios d'application | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|---|
| Onduleur PV centralisé | La technologie centralisée relie plusieurs panneaux photovoltaïques à un bus CC, lequel alimente un seul grand onduleur. Elle est particulièrement adaptée aux parcs solaires industriels, dont la puissance unitaire est généralement supérieure à 10 kW. | Applicable aux systèmes photovoltaïques (PV) à grande échelle, tels que les fermes solaires à grande échelle et les toits de bâtiments avec beaucoup d'espace. | 1. Peu d’onduleurs requis – conception plus simple, coût inférieur. 2. Efficacité de conversion élevée grâce au MPPT à grande échelle. 3. Fiabilité élevée du système et faibles coûts d’exploitation. |
1. Tension côté CC plus élevée, exigences strictes pour les chaînes PV correspondantes. 2. Inefficacité de l'ombrage partiel en raison de la capacité limitée spécifique à la chaîne. 3. Les coûts de maintenance augmentent en cas de panne de l'onduleur, car l'ensemble du système peut s'arrêter temporairement. |
| Onduleur photovoltaïque de chaîne | Les onduleurs de chaîne se connectent indépendamment à une chaîne photovoltaïque. Chaque chaîne dispose de son propre module MPPT (Maximum Power Point Tracking), ce qui améliore la fiabilité du système et la production d'énergie au niveau de la chaîne. | Convient aux systèmes photovoltaïques distribués, y compris les systèmes résidentiels et les petits systèmes commerciaux sur les toits. | 1. Efficace contre les effets d’ombrage partiel et améliore l’efficacité énergétique. 2. Une plus grande flexibilité dans l’extension du système et l’adaptabilité à diverses installations. |
1. Investissement initial plus élevé par rapport aux onduleurs centralisés plus grands. 2. Plus il y a de composants, plus la maintenance est complexe. 3. Les interférences électromagnétiques (EMI) provenant d'appareils voisins peuvent avoir un impact sur son fonctionnement. |
| Onduleur PV distribué | Combine les avantages d'un onduleur centralisé et d'un onduleur de chaîne. Plusieurs unités fonctionnent indépendamment, mais se coordonnent entre les systèmes, ce qui est idéal pour les installations hybrides ou les projets de moyenne envergure. | Peut être utilisé pour des projets combinés où les systèmes décentralisés sont bénéfiques mais où la gestion centrale ajoute toujours des avantages. | 1. Maintient un équilibre entre l’adaptabilité centralisée et l’efficacité décentralisée. 2. Configuration de câblage simple et évolutivité du système. 3. Isolation facile des défauts et partage de charge en sortie. |
1. La gestion d’une communication coordonnée entre les unités est complexe et nécessite beaucoup de technologie. 2. Les seuils de tolérance aux pannes dépendent de systèmes de surveillance efficaces. 3. L’installation implique des coûts d’investissement/de projet plus élevés au départ avant le retour sur investissement. |
| Micro-onduleur | Chaque module PV est connecté à son petit onduleur, effectuant une optimisation énergétique directement au niveau du module, garantissant un rendement maximal dans des conditions environnementales variées. | Les applications générales incluent les toits plus petits ou les emplacements avec des motifs d'ombrage plus complexes, des orientations de modules incompatibles ou des besoins d'installation modulaire. | 1. L’installation modulaire fournit une production d’énergie maximale par module. 2. Élimine les effets de décalage d'ombrage, adapté aux installations complexes à petite échelle. 3. Simplifie la surveillance et le diagnostic des pannes. |
1. Coût par watt élevé par rapport aux autres types d’onduleurs. 2. Difficulté de surveillance centralisée des performances pour des systèmes plus vastes. 3. Peut ne pas être rentable pour les grandes installations où les systèmes centralisés permettent des économies d’échelle. |
Comparaison des différentes approches technologiques des onduleurs
Ces dernières années, avec l'expansion des systèmes photovoltaïques décentralisés, les livraisons mondiales de micro-onduleurs ont connu une croissance substantielle, passant de 1,18 GW en 2018 à 2,28 GW en 2020, soit un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 39,12 %. Les premières estimations indiquent que les livraisons dépasseront 4 GW d'ici 2023. .
Hoymiles Technology Co., Ltd. : Fondée à Hangzhou en 2012, Hoymiles est spécialisée dans le développement, la fabrication et la vente d'onduleurs photovoltaïques ainsi que d'autres équipements de conversion électrique largement utilisés dans les systèmes photovoltaïques distribués à l'échelle mondiale.
Selon les données de S&P Global Commodity Insights, Hoymiles s'est classé deuxième au niveau mondial en termes d'expéditions annuelles de micro-onduleurs de 2021 à 2023.
Entre 2019 et fin 2023 seulement, Hoymiles a expédié plus de 3,12 millions d'unités dans plus de 180 pays/régions, ce qui témoigne de la qualité de ses produits reconnue à l'échelle internationale.
CNCOB : Créée en 2011, Growatt est une entreprise d'énergies renouvelables spécialisée dans la recherche, le développement et la fabrication d'onduleurs solaires connectés au réseau, hors réseau et de stockage d'énergie, ainsi que de solutions de gestion intelligente de l'énergie pour les consommateurs. Les onduleurs solaires connectés au réseau de Growatt offrent des puissances allant de 400 W à 10 kW, tandis que ses onduleurs hors réseau et de stockage d'énergie offrent des puissances allant de 0,4 kW à 30 kW. Ces produits sont conçus pour un usage résidentiel et commercial, des initiatives de lutte contre la pauvreté alimentées par l'énergie solaire, des parcs solaires au sol à grande échelle et diverses applications de stockage d'énergie.
APsystems Inc. : Fondée en 2010 avec une spécialisation dans le MLPE (Module-Level Power Electronics), APsystems a développé des produits MLPE compétitifs, notamment des micro-onduleurs ainsi que des dispositifs d'arrêt rapide visant à permettre des solutions complètes « PV + stockage » dans le monde entier.
La société exploite des filiales à l'international sur des marchés majeurs comme l'Australie et la France ; à ce jour, elle a installé plus de 380 000 systèmes opérationnels dans plus de 130 pays à travers le monde.
Technologie DEYE : Basée près de Ningbo, DEYE intègre la recherche et le développement à la conception, la production, la vente et le service après-vente pour proposer des solutions d'énergie renouvelable autour de quatre piliers d'activité principaux, dont des offres solaires hybrides centrées sur le stockage. Depuis son introduction en bourse à la Bourse de Shanghai en avril 2021, DEYE s'est imposée comme un acteur majeur du secteur des onduleurs solaires.
TSUN Énergie : Ancrée dans les principes d'ingénierie allemands et privilégiant des normes de fiabilité élevées, TSUN Energy se concentre sur la production de micro-onduleurs de haute qualité, reconnus pour leur durabilité et la satisfaction de leurs clients. L'entreprise continue de repousser les limites du secteur en tant que marque de premier plan grâce à des innovations ciblant des applications grand public sûres et évolutives.
Développements récents stimulant la croissance dans les contextes d’énergie verte :
En réponse aux impératifs mondiaux de neutralité carbone qui poussent à l’adoption des énergies renouvelables à un rythme sans précédent :
Amélioration des fonctions de sécurité
Les micro-onduleurs sont devenus des solutions de sécurité indispensables dans les systèmes photovoltaïques résidentiels en élevant les normes de sécurité grâce à des approches de conception innovantes.
Scénarios d'application en expansion
La flexibilité des micro-onduleurs leur permet de s'adapter à divers scénarios, des installations traditionnelles sur les toits aux balcons, aux toits de forme irrégulière, aux arrêts de bus, aux aéroports, aux couloirs, aux stations-service, et au-delà.
Installation simplifiée et maintenance rentable
Grâce à des méthodes d'installation plug-and-play réduisant les coûts de main-d'œuvre et l'investissement en temps, ainsi qu'à des conceptions durables prolongeant la durée de vie jusqu'à 25 ans tout en minimisant les besoins de maintenance au fil du temps, les micro-onduleurs offrent une commodité inégalée aux installateurs.
Tendances en matière d'adoption par les ménages
La tendance croissante vers l'adoption par les ménages rend les micro-onduleurs de plus en plus accessibles car ils apportent de l'énergie verte dans les foyers grâce à des configurations plug-and-play conviviales à des coûts abordables, facilement disponibles sur les plateformes de vente au détail en ligne/hors ligne, adoptées à l'échelle mondiale, démocratisant les choix éco-responsables !
