⏱L'essentiel en quelques mots
Les panneaux solaires offrent la possibilité à un propriétaire de produire sa propre électricité verte à partir des rayons lumineux du soleil. Pour fonctionner, les modules photovoltaïques sont combinés à un onduleur qui permet de transformer le courant continu en courant alternatif, utilisable pour les besoins domestiques du foyer. Il est également possible d’utiliser des micro-onduleurs, qui, s’ils ont la même finalité, fonctionnent différemment :
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Pour répondre à leurs besoins énergétiques, les propriétaires de maison individuelle optent de plus en plus pour l'installation de panneaux solaires sur leur propriété. Cette alternative écologique permet de réaliser des économies sur leur consommation et de s'émanciper du réseau électrique conventionnel grâce à une électricité verte produite à partir d'une énergie propre, le soleil.
Pour obtenir cette énergie renouvelable, des modules photovoltaïques, installés le plus souvent en toiture, captent le rayonnement solaire grâce à un matériau conducteur, le silicium. C'est l'effet photovoltaïque qui provoque alors la création d'un courant continu (DC). Pour pouvoir être utilisé au sein d'une habitation, ce courant continu doit cependant être transformé par un composant essentiel au dispositif solaire : l'onduleur.
S'il est souvent centralisé pour la conversion de l'ensemble du système photovoltaïque, cet élément essentiel du dispositif peut également être individualisé pour optimiser la conversion de chaque module. On parle alors de micro-onduleur. Ces petits appareils (dotés notamment d’un microprocesseur et d’un ventilateur) sont dans ce cas de figure positionnés à l'arrière de chaque module solaire afin de convertir individuellement le courant continu produit par chaque panneau en courant alternatif.
Les micro-onduleurs fonctionnent de concert avec les panneaux solaires, un micro-onduleur étant installé sur chacun des modules. Contrairement à un onduleur centralisé qui transforme le courant continu de l'ensemble du système, avec un montage en série, les micro-onduleurs convertissent, eux, le courant généré par chaque panneau de façon individuelle. Cette configuration permet une meilleure optimisation de la production électrique en fonction des conditions météorologiques et de l'exposition solaire de chaque panneau.
Les micro-onduleurs disposent par ailleurs d'un système de monitoring permettant de suivre en temps réel la production d'électricité de chaque panneau et facilitant par la même occasion la maintenance du système. En cas de dysfonctionnement ou de baisse de performance d'un module, il est en effet facile d'identifier la source et de remédier au problème rapidement sans que cela n’impacte la production des autres modules.
Les micro-onduleurs représentent une solution innovante pour optimiser les performances des panneaux solaires. Ils présentent en effet plusieurs avantages importants pour les propriétaires :
Contrairement aux onduleurs centralisés qui, par définition, fonctionnent avec l'ensemble des modules, les micro-onduleurs permettent eux à chaque panneau de produire de l'électricité de manière optimale, sans être impacté par les autres modules défectueux ou peu performants. En effet, lorsqu'un panneau solaire est partiellement ombragé dans la journée ou présente un dysfonctionnement, le micro-onduleur ne limite pas la production des autres modules comme c'est le cas avec l'onduleur centralisé. A la clé donc moins de pertes de rendement et une production par panneau maximisée.
En cas d'évolution des besoins électriques du foyer, les micro-onduleurs permettent d'ajouter ou de remplacer facilement un module photovoltaïque sans avoir à modifier tout le système électrique existant. Un simple branchement plug and play permet la plupart du temps une mise en service rapide.
Les micro-onduleurs sont par ailleurs plus adaptés pour les configurations où l'exposition solaire n'est pas homogène et notamment en présence de zones d'ombrage partielles sur un ou plusieurs panneaux. A l'inverse d'un onduleur centralisé pour lequel l'ombre sur un panneau est susceptible d'affecter toute la chaîne de production, chaque module équipé d'un micro-onduleur continue à produire de l'électricité efficacement et indépendamment des zones couvertes du dispositif.
En équipant chaque module d'un micro-onduleur, il est beaucoup plus simple de surveiller le niveau de production énergétique de manière affinée et de détecter de potentielles baisses de rendement grâce notamment à l’envoi d’alertes sur une application dédiée. Ce composant permet alors d’anticiper et réagir plus rapidement à toute anomalie ou défaillance susceptible de nuire à la rentabilité de l'installation. Il évite ainsi les effets de chaîne avec une panne en cascade se répercutant sur l'ensemble du système photovoltaïque. Il est ainsi possible de prévoir un dépannage précoce avant que la situation n'empire, le tout là encore sans que la maintenance n'impacte le rendement des autres modules.
L'installation de micro-onduleurs solaires limite la longueur des câbles installés permettant une plus grande rapidité de conversion, l'énergie produite par les modules étant directement convertie en courant alternatif. Ce type d'installation réduit également les risques de formation d'arcs électriques grâce à une meilleure maîtrise de la tension électrique.
Faire le choix des micro-onduleurs permet enfin le plus souvent d'augmenter la durée de vie du dispositif photovoltaïque. S'ils sont légèrement plus chers à l'achat, leur durée de vie est également plus élevée (de 15 à 20 ans en général contre 8 à 12 ans pour un onduleur centralisé). Les micro-onduleurs offrent de plus l'avantage de mieux répartir la charge entre les composants du système ce qui permet de le préserver et d'accroître sa durée de vie globale de l'installation.
Pour qu'un micro-onduleur donne la pleine mesure de ses possibilités, il doit être parfaitement adapté aux panneaux solaires choisis. Plusieurs critères sont alors à respecter :
Le micro-onduleur solaire est un élément indispensable de toute installation photovoltaïque. Sa principale tâche consiste à transformer le courant électrique émis par les panneaux (courant continu) en courant alternatif, compatible avec le fonctionnement des appareils domestiques de la maison (appareils électroménagers, équipements numériques, système d'éclairage).
Le micro-onduleur a également une fonction d’analyse en continu du courant électrique généré par le ou les modules photovoltaïques au(x)quel(s) il est rattaché. L'intensité du courant émis par un panneau solaire varie en effet de façon constante, et ce, de jour comme de nuit. Cette variation s'explique par différents facteurs comme notamment le taux d'ensoleillement ou encore la température extérieure. Le micro-onduleur grâce à son microprocesseur et ses autres composants électroniques joue un rôle de régulateur du courant en s'assurant que le courant généré soit identique à celui du réseau, en termes d'intensité, de voltage ou de fréquence. Il garantit par ailleurs que l’électricité produite respecte les normes édictées par le gestionnaire du réseau.
Le micro-onduleur analyse en outre la production d'énergie du panneau solaire auquel il est relié afin que le propriétaire puisse optimiser l'efficacité de chaque panneau. Il collecte et envoie des informations par l'intermédiaire d'une application afin de pouvoir ajuster la tension et le courant de chaque module selon les fluctuations lumineuses en cours de journée. Ces optimisations permettent ainsi d'ajuster la production d'énergie.
Il assure enfin la sécurité du système photovoltaïque en faisant office de dispositif de protection par découplage. Cette fonctionnalité permet en effet de déconnecter les panneaux solaires du réseau électrique public en cas de dysfonctionnement afin d'assurer la protection des différents équipements. Cette possibilité prévient également tout risque d'électrocution en cas d'intervention de maintenance au niveau de l'installation.
Différents critères doivent être pris en considération pour choisir un micro-onduleur afin de garantir la conversion optimale de l'énergie produite :
L'autoconsommation consiste à consommer l'électricité produite par son dispositif photovoltaïque. Elle est dite totale lorsque l'intégralité de l'électricité générée est utilisée pour les besoins du foyer. Elle peut également être partielle (mode le plus fréquent) lorsqu'une partie de la production est consacrée aux besoins du logement et que le surplus est revendu à un fournisseur d'énergie pour générer des revenus complémentaires.
L'installation de micro-onduleurs contribue généralement à augmenter le niveau d'autoconsommation d'une installation, tout particulièrement pour les toitures disposant d'une exposition partielle ou non optimale. En optant pour des micro-onduleurs, chaque panneau solaire fonctionne en effet indépendamment des autres. En cas d'ombrage partiel sur un seul module, la performance globale du système n'est alors pas impactée contrairement à un onduleur centralisé. Les micro-onduleurs permettent ainsi de tirer le meilleur parti de chaque module même pour des configurations de toiture relativement hétérogènes.
Cette approche permet également d'améliorer la fiabilité et la durabilité globale du système. Avec les micro-onduleurs, lorsqu'un composant vient à tomber en panne, seuls les modules reliés à cet onduleur peuvent être impactés, ce qui simplifie grandement la maintenance et les réparations éventuelles. Puisque les micro-onduleurs contribuent à améliorer la performance individuelle de chacun des modules, ils permettent ainsi d'augmenter la part d'autoconsommation et donc de réduire encore davantage les factures d'électricité et/ou la part de revenus générés par la revente d'électricité.
L'installation d'un micro-onduleur consiste à poser l'appareil directement sous chaque panneau photovoltaïque. Elle est donc théoriquement plus simple à mettre en place que dans le cas d'un onduleur solaire central. Il n'est en effet pas nécessaire de rechercher le positionnement le plus optimal par rapport à la proximité des modules ou encore de trouver un emplacement sécurisé et facilement accessible.
Il est toutefois vivement recommandé de faire appel à un professionnel du photovoltaïque, de préférence certifié RGE, pour l'installation des micro-onduleurs. Cette précaution permet en effet de garantir votre sécurité (notamment vis-à-vis d'une pose en toiture toujours risquée) mais aussi une performance optimale de l'installation photovoltaïque grâce au savoir-faire du professionnel en matière de branchements électriques.
En moyenne, la durée de vie d'un micro-onduleur est assez élevée et varie entre 15 et 25 ans en fonction du modèle ou de la marque. Grâce à son positionnement sous le module solaire, cet équipement est en effet protégé des avaries et ne nécessite de ce fait qu'un entretien minimal.
Un nettoyage ponctuel est toutefois à effectuer pour éliminer toute saleté ou accumulation de poussière susceptible de nuire à la connexion avec les modules. Si un composant présente un dysfonctionnement en revanche, il faut alors le remplacer rapidement pour prévenir ou remédier à toute panne altérant la conversion de l'électricité. Dans ce cas, il est là aussi préférable de faire appel à un professionnel qualifié.
Un onduleur centralisé convertit l'énergie produite par l'ensemble des panneaux en les connectant en série. Il prend la forme d'un boîtier électronique unique, plus ou moins gros, installé à proximité du compteur électrique. S'il est facilement accessible pour pallier un dysfonctionnement, son principal inconvénient réside cependant dans son manque de flexibilité. L'intégralité du dispositif est en effet interdépendant, ce qui se révèle problématique en cas de panne ou d'ombrage sur une partie des panneaux.
Les micro-onduleurs pour leur part assure une approche décentralisée avec une conversion réalisée pour chacun des panneaux solaires. Ils prennent la forme de petits appareils qui sont fixés directement sur le dos des modules photovoltaïques. L'installation est ainsi facilitée avec très peu de câblages à réaliser. Ils permettent alors une optimisation plus fine de la production avec une conversion individualisée et adaptée aux caractéristiques de chaque panneau. Leur maintenance est en revanche plus compliquée puisqu'elle nécessite une intervention sur le toit pour toute éventuelle réparation.