Introduction
Cet article s’appuie sur une étude de recherche française de l’Université de Limoges, CNRS (Centre national de la recherche scientifique), XLIM. Un groupe de chercheurs français ont comparés les performances de 100 installations Photovoltaïques couplées à des micro-onduleurs et 100 installations Photovoltaïques couplées à des onduleurs centraux.
Lorsqu’il s’agit d’optimiser la production d’une installation photovoltaïque en autoconsommation ou stockage, choisir entre un micro-onduleur ou un onduleur central est une décision cruciale. Ces deux systèmes de conversion de courant ont leurs propres avantages et inconvénients, influençant la performance globale de votre installation. Dans cet article, nous allons comparer les deux technologies pour vous aider à faire le meilleur choix.
Comparaison des performances des Systèmes Photovoltaïques avec micro-onduleur vs onduleur central
Pour convertir le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif, utilisable pour alimenter des appareils électroménagers ou pour être revendu, il est nécessaire de disposer d’un système de convertisseurs d’énergie.
Dans les situations où l’éclairage est homogène sur l’ensemble de l’installation, tous les panneaux peuvent être raccordés à un onduleur central. En revanche, lorsque l’éclairement varie selon les zones, il est préférable d’utiliser des onduleurs string. Cette solution consiste à diviser l’installation en plusieurs sections, chacune bénéficiant de conditions d’éclairement similaires. Chaque section est alors connectée à un onduleur, ce qui implique d’utiliser autant d’onduleurs que de zones.
Une autre option consiste à équiper chaque panneau de son propre convertisseur. L’utilisation de micro-onduleurs permet de limiter les pertes de production liées à l’ombrage ou à la panne d’un panneau, des problèmes qui, dans une configuration avec onduleur central, peuvent affecter toute l’installation.
Nous vous avons simplifié les informations via un comparatif ci-dessous afin de mieux comprendre. Pour voir l’étude complète cliquez sur la source
Comparatif Micro-Onduleur VS Onduleur Central
Onduleur Central
- Garantie : de 5 à 10 ans
- Durée de vie : de 8 à 12 ans
- Prix : ne nécessitant qu'un seul onduleur, le prix initial est moins importante. Mais vous devrez le changer 2 à 3 fois au cours des 25 ans, il devient moins avantageux.
- Ombrage et échec : l'ombrage ou une défaillance sur un panneau affecte tous les panneaux connectés en série. Il faut ajouter des optimiseurs pour éviter cela
- Configurations hétérogènes en termes d'orientation et d'inclinaison : une installation avec des orientations et inclinaisons différentes n'est pas possible avec un seul onduleur car le MPTT est différent
- Variabilité du nombre de panneaux dans la grille et évolutivité : il est compliqué d'ajouter 2 panneaux à une installation initiale si l'onduleur est déjà à sa puissance maximale
- Variabilité du panneau : Même les panneaux de marques identiques ont des caractéristiques différentes. Les panneaux câblés en série auront tous les caractéristiques du pire panneau.
- Maintenance : Onduleur souvent dans le garage, facile d'accès si défaut
- Sécurité : l'intensité est plus élevée en raison de la connexion parallèle des panneaux
- Stockage Physique : Possibilité de mettre des batteries de stockage
Micro-Onduleur
- Garantie : de 10 à 25 ans
- Durée de Vie : environ 30 ans
- Prix : les micro-onduleurs ayant une durée de vie de 30 ans, ils n'auront pas besoin d'être remplacés, ce qui leur confère un avantage de prix
- Ombrage et échec : l'ombrage ou la défaillance n'affectent que le panneau concerné car les panneaux ne sont pas reliés entre eux
- Configurations hétérogènes en termes d'orientation et d'inclinaison : il est possible d'avoir différentes orientations et inclinaisons des panneaux sans impacter le MPTT du micro-onduleur
- Variabilité du nombre de panneaux dans la grille et évolutivité : avec un micro-onduleur par panneau, l'installation de panneaux supplémentaires ne pose pas de problème particulier
- Variabilité du panneau : Même avec des panneaux différent (Marque, Carctéristiques) un panneau de moins bonne qualité n'aura aucune influence sur les autres panneaux déjà installés.
- Maintenance : Micro-onduleur sous les panneaux, zone difficile d'accès
- Sécurité : l'intensité reçue est l'intensité d'un panneau, moins de risques.
- Stockage Physique : Depuis 2024 il est possible de mettre des batteries de stockage
Alors ... Que choisir entre micro-onduleur vs onduleur central ?
Les PR d’installations photovoltaïques équipées d’un onduleur et de micro-onduleurs ont été comparés. Il a été démontré que, contrairement à notre intuition initiale, les installations équipées de micro-onduleurs n’ont pas un PR plus élevé que celles équipées d’un onduleur.
Ce résultat peut surprendre compte tenu de la différence de raccordement des panneaux pour les installations utilisant un seul onduleur et celles utilisant autant de micro-onduleurs que de panneaux. En effet, pour une installation utilisant un onduleur, une défaillance (panne ou ombrage) d’un panneau peut affecter la production de tous les panneaux associés en série avec celui défaillant ; en revanche, ce n’est pas le cas pour les installations avec micro-onduleurs, où la défaillance reste limitée au seul panneau concerné.
D’après les 200 données de production réelle, le PR est finalement quasiment identique pour les installations équipées d’onduleurs ou de micro-onduleurs. Le PR est d’environ 79% aussi bien pour l’installation moyenne équipée de micro-onduleurs que pour la moyenne des autres installations.
De plus, dans les deux cas, il n’y a pas de changement significatif du PR en fonction de la puissance installée. En revanche, une légère augmentation du PR semble apparaître lorsque l’irradiance diminue, due soit à l’inclinaison et à l’orientation des panneaux, soit à la zone géographique, pour les installations avec onduleur et micro-onduleur.
Enfin, les résultats montrent une homogénéité du PR entre les deux technologies malgré des fonctionnements différents. Les pertes dues à l’ombrage doivent donc être minimes par rapport aux autres pertes. D’une part, les panneaux sont équipés de diodes de bypass, qui permettent de contourner les cellules ombragées. D’autre part, lors du déploiement de l’installation, il est recommandé de couper ou de déplacer les éventuels objets susceptibles de projeter des ombres sur les panneaux.
Conclusion : Le grand Gagnant est le micro-onduleur
Cependant, même si les PR des onduleurs et des micro-onduleurs sont identiques, les micro-onduleurs sont toujours privilégiés en raison de leur durée de vie et de leurs prix, qui permettent d'envisager de ne pas avoir besoin de les remplacer avant 30 ans de fonctionnement. Ils assurent également une meilleure garantie de la sécurité de l'installation, même en cas d'incendie.