Principe de fonctionnement d'un onduleur solaire / Turoriel, astuces de pros & conseils pratiques
Qu'est-ce qu'un onduleur autonome ?
1 Description
Un onduleur pour site isolé à pour fonction principale de convertir une tension continue comme celle d'une batterie en tension alternative semblable à celle du réseau électrique.
En partant d'un parc batterie en 12 Vcc, 24 Vcc ou 48 Vcc on obtient une tension de sortie alternative sinusoïdale, 230 Vac en monophasé et 400 Vac en triphasé sous une fréquence de 50 Hz, par exemple.
2 Fonctionnement
La création d'une sinusoïde à partir d'une tension continue s'obtient grâce à des impulsions de tension de largeur bien déterminée, cette technologie fait appel à la MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) ou PWM (Pulse width Modulation).
En pratique, l'onduleur est composé d'un ensemble de composants actifs (interrupteurs électroniques) et de composants passifs (transformateur).
L'onduleur doit tolérer un large plage de tension en entrée (-10% à +30%) à cause des variations de tension nominale de la batterie selon les différentes conditions de fonctionnement.
3 Utilisation
1/ Puissance nominale
La puissance nominale d'un onduleur est en général exprimée en Volt/Ampère (VA), puissance apparente, ou en Watt (W). C'est la puissance que le convertisseur peut délivrer en régime constant à une température donnée (souvent 25°C).
2/ Capacité de surcharge
Appelé plus communément "puissance crête/de pointe", cette fonction est la capacité de l'onduleur à supporter un courant d'appel plus élevé que son courant nominal sur une courte période. Elle est en moyenne deux fois supérieure à la puissance nominale.
Exemple : Un onduleur 800 VA pourra supporter 1600 VA pendant 5 secondes.
Le but est d'assurer le démarrage des charges ayant un courant d'appel élevé tel que les compresseurs de Frigo (jusqu'à 20 fois sa puissance nominale au démarrage) ou les moteurs de pompe.
3/ Signal de sortie
La qualité de la sinusoïde est importante car elle influe directement sur l'alimentation des récepteurs sensibles comme les cartes électroniques et les alimentations de PC par exemple. Cette tension de sortie sinusoïdale est définie par le taux d'harmoniques, il doit être inférieur à 5%.
A savoir
On appelle un onduleur de ce type "pure sinus".
4/ Rendement
Comme tout les convertisseurs d'énergie, l'onduleur à un rendement exprimé en %, il est le rapport entre l'énergie absorbée et l'énergie restituée avec un facteur de puissance donné (Cos Phi).
Exemple : Un onduleur avec un rendement de 90% sur lequel est branché un récepteur de 100 W aura besoin de 110 W pour pouvoir l'alimenter.
Ce rendement est variable en fonction des modèles mais il dépend aussi :
- De la puissance nominale de l'onduleur
- De la tension DC en entrée
- De la technologie utilisée
- De la présence ou non d'un transformateur
5/ Consommation
L'onduleur consomme de l'énergie qu'il y ai une charge de connecté ou qu'il soit en veille. Lorsqu'il est à vide, c'est à dire qu'aucun récepteur n'est alimenté, sa consommation varie entre 0.5 et 1% de sa puissance nominale en fonction des modèles. Soit environ ~10 W pour un onduleur de 1000 W, ce qui n'est pas négligeable sur site autonome.
Pour réduire cette consommation, il existe des modes "stand-by". L'onduleur envoie des impulsions à intervalle régulier, toutes les 2 secondes par exemple, pour détecter la présence d'un consommateur. Lorsqu'une charge est branchée, démarrage d'un frigo par exemple, l'onduleur détecte le passage de courant au moment de l'impulsion de tension et se met en marche.
6/ Protections
Les onduleurs intègrent de base plusieurs sécurités :
- Protection contre la surcharge
- Protection contre le court-circuit
- Protection en température
- Protection contre une tension trop élevée ou trop faible (paramétrable le plus souvent)
