Onduleurs solaires à chaîne : avantages, inconvénients et cas d’utilisation

Un onduleur de chaîne solaire convertit le courant continu (CC) produit par un groupe de panneaux solaires en courant alternatif (CA), utilisable dans une habitation, une entreprise ou sur le réseau électrique. Dans un système d'onduleur de chaîne classique, plusieurs panneaux solaires sont connectés en série, et un seul onduleur gère la conversion d'énergie pour ce groupe.

Les onduleurs solaires à chaîne sont souvent un choix pratique pour les toitures simples et sans ombre, les bâtiments commerciaux, les systèmes au sol et les projets solaires où la maîtrise des coûts, la facilité d'entretien et des performances éprouvées sont importantes.

Pour les systèmes solaires avec batteries, le choix de l'onduleur influe également sur la compatibilité des batteries, la conception du système de secours, la surveillance et les possibilités d'extension future. Si vous envisagez un projet d'installation de batteries solaires à domicile, il est utile de comparer les options d'onduleurs ainsi que les systèmes de batteries compatibles, tels que… Avepower solutions de stockage d'énergie domestique.

Que sont les onduleurs solaires à chaîne ?

Un onduleur solaire de chaîne est un type d'onduleur solaire qui se connecte à un groupe de panneaux solaires câblés en série. Ce groupe est appelé une « chaîne ». L'onduleur reçoit le courant continu (CC) produit par la chaîne de panneaux solaires et le convertit en courant alternatif (CA) pour alimenter les appareils ménagers, les équipements commerciaux ou pour l'injection sur le réseau.

Dans une installation solaire résidentielle standard , un onduleur de chaîne est généralement installé sur un mur près du tableau électrique, du compteur ou du panneau de distribution principal. Pour les projets commerciaux ou industriels de plus grande envergure, plusieurs onduleurs de chaîne peuvent être utilisés pour alimenter différents champs de panneaux.

Voici à quoi ressemble une configuration système simple :

Panneaux solaires → Câblage CC en chaîne → Onduleur de chaîne → Électricité CA → Domicile, entreprise, système de batteries ou réseau électrique

Pour un projet solaire avec stockage, le système peut également inclure un onduleur de batterie ou un onduleur hybride, selon que la batterie soit… Couplé en courant alternatif ou en courant continuSi vous comparez l'architecture de l'onduleur et de la batterie, Avepower's Guide de compatibilité des onduleurs peut aider les installateurs et les acheteurs de projets à vérifier les protocoles de communication, la tension du système et l'adéquation pratique des batteries.

Comment fonctionnent les onduleurs solaires à chaîne ?

Les onduleurs solaires de type chaîne fonctionnent en recevant le courant continu (CC) produit par des chaînes de panneaux solaires et en le convertissant en courant alternatif (CA). Dans une configuration standard, plusieurs panneaux sont connectés en série. Leurs tensions s'additionnent donc avant que l'énergie n'atteigne l'onduleur.

Ce modèle est efficace et relativement simple, mais il implique que la disposition des panneaux est importante. Les panneaux d'une même rangée doivent recevoir une quantité de lumière solaire similaire. Avepower Il est conseillé de connecter en série des panneaux exposés à des conditions d'ensoleillement et d'ombrage similaires afin d'obtenir de meilleures performances.

C’est pourquoi un toit propre, orienté au nord ou à pente régulière, est souvent idéal pour les onduleurs solaires linéaires. Un toit complexe, comportant de nombreuses petites surfaces planes, des cheminées, des arbres, des lucarnes ou des angles d’inclinaison différents, peut nécessiter des études complémentaires.

Types d'onduleurs solaires en chaîne

Les onduleurs solaires de chaîne peuvent être classés en fonction du type de phase, de la taille du système et de la compatibilité avec le stockage par batterie.

1. Onduleurs de chaîne monophasés

Les onduleurs monophasés de chaîne sont couramment utilisés dans les petites installations solaires résidentielles. Ils conviennent aux maisons raccordées au réseau électrique monophasé standard. Les onduleurs solaires monophasés d'une puissance de 3 à 6 kW sont largement utilisés dans les systèmes photovoltaïques en toiture et les maisons individuelles.

2. Onduleurs de chaîne triphasés

Les onduleurs triphasés en chaîne sont couramment utilisés dans les grandes maisons, les toitures commerciales, les bâtiments industriels, les fermes et les grands systèmes raccordés au réseau.

Une alimentation triphasée peut fonctionner avec des onduleurs monophasés ou triphasés, mais les onduleurs triphasés offrent une capacité de puissance plus élevée et peuvent supporter des limites d'exportation ou de sortie plus importantes lorsque le réseau électrique applique des restrictions basées sur les phases.

3. Onduleurs de chaîne hybrides

Un onduleur de chaîne hybride combine les fonctions d'un onduleur solaire et d'un onduleur de batterie. Il connecte les panneaux solaires, le stockage par batterie, le réseau électrique et les charges domestiques ou commerciales via une plateforme intégrée.

Les onduleurs de chaîne hybrides sont souvent utilisés lorsque des panneaux solaires et des batteries sont installés simultanément. Correctement conçus, ils permettent de simplifier la conception du système, de réduire la duplication des équipements et d'améliorer le flux d'énergie côté courant continu.

Pour les nouveaux Systèmes solaires avec stockage, les utilisateurs peuvent comparer les exigences des onduleurs avec Avepower's systèmes de batteries tout-en-un or solutions de stockage d'énergie par batteries haute tension en fonction de l'envergure du projet.

4. Onduleurs multichaînes

Un onduleur multichaîne peut recevoir l'énergie de plusieurs chaînes de panneaux. Ceci est utile lorsqu'un champ solaire comporte différents groupes de panneaux qui doivent être gérés séparément.

Par exemple, une rangée peut être orientée au nord, tandis qu'une autre peut être orientée à l'ouest. Chaque rangée doit néanmoins être conçue avec soin, mais une architecture multi-rangées offre aux installateurs une plus grande flexibilité qu'une configuration à rangée unique.

Avantages des onduleurs solaires à chaîne

Coût initial inférieur

Comparativement aux systèmes à micro-onduleurs, les onduleurs solaires de chaîne ont généralement un coût d'équipement initial inférieur, car un seul onduleur peut gérer plusieurs panneaux solaires.

Cela rend les onduleurs solaires en chaîne intéressants pour les systèmes résidentiels à budget limité, les toitures commerciales simples et les projets plus importants qui ne nécessitent pas forcément d'électronique au niveau des panneaux.

Conception de système simplifiée

Les onduleurs de chaîne sont particulièrement performants sur les toitures simples où les panneaux solaires sont orientés dans la même direction et bénéficient d'un ensoleillement similaire. Ils sont idéaux pour les toitures dégagées et sans obstacles, tandis que les micro-onduleurs sont souvent plus adaptés aux toitures complexes présentant des problèmes d'ombrage.

Pour les toitures peu ombragées, les onduleurs de chaîne peuvent fournir une architecture système fiable et efficace.

Maintenance centralisée simplifiée

Les onduleurs de chaîne sont généralement fixés au mur, à proximité des tableaux électriques, des compteurs ou des équipements électriques. Ce type d'installation est généralement plus facile à entretenir que les équipements électroniques installés sur le toit.

Pour des performances optimales et une durée de vie prolongée, les onduleurs de chaîne doivent être protégés autant que possible de la lumière directe du soleil. Pour les installateurs et les équipes de maintenance, centraliser l'onduleur simplifie l'inspection, le remplacement et le dépannage.

Technologie éprouvée et mature

Les onduleurs de chaîne sont utilisés depuis de nombreuses années dans les secteurs résidentiel, commercial et projets solaires à grande échelleLeur longue expérience sur le terrain est l'une des raisons pour lesquelles beaucoup EPC Les entrepreneurs, les installateurs de panneaux solaires et les promoteurs de projets continuent de privilégier les architectures d'onduleurs de chaîne pour les applications appropriées.

Parfaitement adapté aux systèmes commerciaux et utilitaires

Les onduleurs de chaîne ne se limitent pas à un usage résidentiel. Ils sont largement utilisés dans les maisons et les installations commerciales, notamment sur les toits, les abris de voiture, les panneaux solaires au sol et les systèmes de suivi solaire.

Pour les projets énergétiques de grande envergure, les architectures d'onduleurs de chaîne permettent également de rendre l'extension et la maintenance du système plus modulaires que les anciennes conceptions d'onduleurs centralisés.

Inconvénients des onduleurs solaires à chaîne

L'ombrage peut réduire la sortie de chaînes

L'une des principales limitations des systèmes d'onduleurs de chaîne traditionnels réside dans le fait que les panneaux solaires d'une même chaîne sont connectés électriquement. Si un panneau est ombragé, sale, endommagé ou présente un rendement insuffisant, la production de l'ensemble de la chaîne peut s'en trouver affectée.

L'orientation du toit est importante

Les onduleurs solaires en chaîne fonctionnent de manière optimale lorsque les panneaux solaires d'une même chaîne sont orientés dans la même direction et fonctionnent sous des angles d'inclinaison et des conditions d'ensoleillement similaires.

Lorsque des panneaux solaires sont installés sur trois sections de toit ou plus présentant des orientations différentes ou un ombrage important, un onduleur de chaîne peut ne pas constituer la solution idéale.

Une panne de l'onduleur central peut interrompre la production

Un onduleur de chaîne constitue le point de conversion central du système. En cas de panne de l'onduleur, l'ensemble du système solaire connecté peut cesser de produire du courant alternatif utilisable jusqu'à ce que l'onduleur soit réparé ou remplacé.

Surveillance réduite au niveau du panel

De nombreux systèmes d'onduleurs de chaîne standard offrent une surveillance au niveau du système ou de la chaîne plutôt qu'au niveau de chaque panneau. À moins que le système ne comprenne des optimiseurs de puissance ou des fonctions de surveillance avancées, identifier un panneau défectueux ou sous-performant peut s'avérer plus difficile.

L'expansion future pourrait être plus compliquée.

Si des panneaux solaires supplémentaires sont ajoutés ultérieurement, l'onduleur de chaîne existant risque de ne pas avoir une capacité d'entrée suffisante ou une flexibilité insuffisante. Suivi maximum de Power Point (MPPT) la capacité de soutenir l'expansion.

Dans certains cas, il peut être nécessaire de remplacer l'onduleur ou d'en ajouter un deuxième.

Onduleurs de chaîne vs micro-onduleurs vs optimiseurs de puissance

Les micro-onduleurs convertissent le courant continu en courant alternatif au niveau de chaque panneau . Ils peuvent améliorer les performances sur les toitures ombragées ou complexes car les panneaux fonctionnent de manière plus indépendante. Cependant, leur coût initial est généralement plus élevé.

Les optimiseurs de puissance sont installés derrière les panneaux et utilisés avec un onduleur de chaîne.

Fonctionnalité	Onduleur solaire à chaîne	Micro-onduleur	Onduleur de chaîne avec optimiseurs
Point de conversion	Un onduleur central	Un onduleur par panneau	Onduleur central plus optimiseur CC au niveau du panneau
Meilleur pour	Toits simples, sans ombre	Toitures complexes, ombrage, agrandissement futur	Ombrage modéré ou conditions de toiture mixtes
Coût initial	Généralement inférieur	Généralement plus élevé	Gamme moyenne
Le Monitoring	Niveau système ou chaîne	Niveau du panneau	Souvent au niveau du panneau
Tolérance d'ombrage	Coût en adjuvantation plus élevé.	Meilleure performance du béton	Agencement des
Accès pour l'entretien	Plus facile à l'emplacement de l'onduleur	L'accès au toit peut être nécessaire	L'accès à l'onduleur est facile, celui à l'optimiseur se fait au niveau du toit.
Expansion	Peut nécessiter une révision du dimensionnement de l'onduleur	Il est plus facile d'ajouter des panneaux	Cela dépend de la conception de l'onduleur et de l'optimiseur
Usage commun	Résidentiel, C&Iutilitaire PV	Toits de complexes résidentiels	Systèmes résidentiels et commerciaux présentant des problèmes d'ombrage

Onduleurs de chaîne vs onduleurs hybrides

Un onduleur de chaîne et un onduleur hybride ne sont pas toujours opposés. Un onduleur hybride peut également être un type d'onduleur de chaîne s'il est connecté à des chaînes de panneaux solaires et gère également le stockage par batterie.

La principale différence réside dans le fonctionnement de la batterie.

Un onduleur de chaîne standard gère généralement uniquement la conversion de l'énergie solaire photovoltaïque. Si une batterie est ajoutée ultérieurement, le système peut nécessiter un onduleur de batterie séparé. Cette configuration est courante dans les systèmes couplés en courant alternatif.

Un onduleur hybride gère la production d'énergie solaire photovoltaïque et le stockage par batterie au sein d'un seul appareil. Le gouvernement australien décrit un onduleur hybride comme un dispositif combinant les fonctions d'un onduleur solaire et d'un onduleur de batterie.

Type de système	Meilleur cas d'utilisation
Onduleur de chaîne standard	Systèmes solaires uniquement ou conversion de batteries couplées en courant alternatif
Onduleur de chaîne hybride	Nouvelles installations solaires avec batteries
Onduleur de chaîne plus onduleur de batterie	Système solaire existant avec ajout d'un système de stockage par batterie
Micro-onduleur plus batterie CA	Toiture complexe avec conversion au niveau des panneaux et stockage

Pour les projets de stockage par batterie, les installateurs doivent vérifier la tension de la batterie, le protocole de communication, le courant de charge/décharge maximal, la certification de sécurité et BMS compatibilité. Pour une comparaison plus détaillée, veuillez consulter AvepowerGuide de 's Onduleurs solaires hybrides.

Les onduleurs solaires à chaîne conviennent-ils au stockage par batterie ?

Oui, les onduleurs solaires de chaîne peuvent très bien fonctionner avec des systèmes de stockage par batterie, mais l'architecture globale du système doit être correctement planifiée.

Il existe deux approches courantes :

Systèmes de batteries couplés en courant alternatif

Dans un système couplé en courant alternatif, le système photovoltaïque utilise un onduleur solaire dédié , tandis que le système de batteries utilise un onduleur de batterie séparé.

Lorsqu'ils ajoutent un système de stockage par batterie à une installation solaire existante, les propriétaires peuvent souvent conserver l'onduleur solaire existant et simplement ajouter un onduleur de batterie . Cette configuration est connue sous le nom de système de batterie couplé en courant alternatif.

Cela peut constituer une option de modernisation pratique pour les maisons qui disposent déjà d'un onduleur de chaîne fonctionnel.

Systèmes d'onduleurs couplés en courant continu ou hybrides

Un onduleur hybride combine les fonctions d'un onduleur solaire et d'un onduleur de batterie en un seul appareil. Lorsque les panneaux solaires et les batteries sont installés ensemble dès le départ, un onduleur hybride peut constituer une solution efficace, car le champ solaire et la batterie sont connectés au réseau électrique.

Cela permet de réduire les étapes de conversion d'énergie et de simplifier la conception des nouveaux systèmes solaires avec stockage. Toutefois, la compatibilité devient primordiale. La batterie doit être compatible avec la plage de tension, le protocole de communication, les limites de courant de charge et les exigences de protection de l'onduleur.

Meilleures applications des onduleurs solaires à chaînes

Les onduleurs solaires de chaîne sont particulièrement adaptés pour :

Maisons d'habitation avec toits simples

Si la plupart des panneaux sont orientés dans la même direction et que l'ombrage est minimal, un onduleur de chaîne peut offrir un excellent rapport qualité-prix et des performances fiables.

Énergie solaire sur toiture commerciale

Les entrepôts, les usines, les écoles et les bâtiments commerciaux possèdent souvent de vastes toitures avec des configurations de panneaux photovoltaïques similaires. L'utilisation de plusieurs onduleurs de chaîne permet de prendre en charge des systèmes de plus grande taille et de simplifier le zonage de maintenance.

Projets solaires à grande échelle

Les grandes centrales solaires utilisent souvent une architecture d'onduleurs de chaîne, car la disposition des panneaux y est uniforme et l'ombrage limité. Enphase souligne que les onduleurs de chaîne sont fréquemment utilisés pour les systèmes à grande échelle où de grandes quantités d'énergie sont produites dans des champs peu ou pas ombragés.

Rénovations de batteries Solar Plus

Les systèmes solaires existants équipés d'onduleurs de chaîne peuvent souvent être complétés par des batteries via un couplage en courant alternatif. Cette solution est avantageuse pour les clients souhaitant augmenter leur autoconsommation ou ajouter une alimentation de secours sans remplacer l'ensemble de l'onduleur photovoltaïque.

Projets standardisés dirigés par des installateurs

Pour les installateurs et distributeurs de systèmes solaires, les onduleurs de chaîne sont des solutions courantes, économiques à chiffrer et plus faciles à standardiser pour de nombreux projets similaires. Associés à des onduleurs compatibles LiFePO4 Grâce à ces batteries, on peut obtenir une solution solaire avec stockage pratique pour les utilisateurs résidentiels et les petits commerces.

Quand les onduleurs solaires à chaîne sont-ils le meilleur choix ?

Les onduleurs solaires de chaîne sont généralement parfaitement adaptés lorsque le projet solaire présente les conditions suivantes :

• Plan de toiture simpleSi la plupart des panneaux solaires sont orientés dans la même direction et ont le même angle d'inclinaison, la conception de l'onduleur de chaîne est généralement simple.
• Peu ou pas d'ombrageLes onduleurs de chaîne offrent un rendement optimal lorsque tous les panneaux d'une même chaîne reçoivent un ensoleillement similaire. Ils conviennent donc aux toitures dégagées, aux abris de voiture, aux installations au sol et aux toitures commerciales présentant un minimum d'obstacles.
• La maîtrise des coûts est importante: Comme ils nécessitent moins d'onduleurs, les systèmes d'onduleurs de chaîne sont souvent plus rentables que les systèmes de micro-onduleurs.
• Accès facile pour l'entretienUn onduleur mural est plus facile à inspecter que les appareils électroniques montés sur le toit, sous chaque panneau.
• Conception de systèmes commerciaux ou industrielsLes onduleurs de chaîne sont couramment utilisés dans les grands systèmes photovoltaïques où plusieurs chaînes peuvent être gérées de manière structurée. C&I Dans le cadre de ces projets, le stockage d'énergie peut être ajouté afin d'améliorer l'autoconsommation, la capacité de secours et la gestion de la demande. Avepower's solutions de stockage d'énergie par batterie commerciales peut prendre en charge ces types de projets.

Quand faut-il envisager des alternatives ?

Les onduleurs de chaîne peuvent ne pas être la solution idéale lorsque le projet présente :

• Ombre importante due aux arbres, aux bâtiments voisins, aux cheminées ou aux structures de toiture
• Panneaux installés sur de nombreuses faces de toiture
• Différentes orientations de panneaux et angles d'inclinaison
• Un besoin important de surveillance au niveau du panel
• Un besoin probable d'extension future panneau par panneau
• Exigences strictes d'arrêt rapide en fonction du code local
• Un propriétaire qui souhaite une visibilité maximale des performances de chaque panneau

Dans ces cas, les micro-onduleurs, les optimiseurs CC ou les architectures hybrides peuvent offrir de meilleurs résultats.

Onduleurs solaires en chaîne et Avepower Systèmes de batterie

Un onduleur de chaîne ne représente qu'une partie d'un système d'énergie solaire complet. L'ajout d'un système de stockage par batterie nécessite également une chimie de batterie adaptée. BMS protection, protocole de communication, conception de l'installation et assistance après-vente.

Avepower met l'accent sur LiFePO4 solutions de stockage d'énergie par batterie pour des applications résidentielles, commerciales et personnalisées. Pour les maisons à espace limité, stockage de batterie mural peut constituer une option compacte. Pour les utilisateurs qui souhaitent une extension flexible, systèmes de batteries empilables peut prendre en charge la planification modulaire des capacités. Pour les salles d'équipements structurées ou les projets menés par des installateurs, batteries montées en rack peut faciliter l'installation et la maintenance.

Pour les projets de plus grande capacité, Avepower fournit aussi systèmes de stockage d'énergie par batteries haute tension Cette solution peut être envisagée pour des architectures système plus avancées. Dans tous les cas, la compatibilité de l'onduleur doit être vérifiée avant la conception finale du système.

Conclusion

Les onduleurs solaires de chaîne restent parmi les plus utilisés car ils sont économiques, éprouvés, faciles à entretenir et parfaitement adaptés aux installations photovoltaïques simples. Ils conviennent parfaitement aux maisons individuelles, aux toitures commerciales et aux grands projets solaires où les panneaux reçoivent un ensoleillement similaire et où l'ombrage est limité.

Cependant, elles ne constituent pas toujours la meilleure solution pour toutes les toitures. En cas d'ombrage important, de toitures aux orientations variées ou de besoin de surveillance au niveau des panneaux, il peut être judicieux d'envisager des micro-onduleurs ou des optimiseurs. Pour les projets solaires avec stockage par batterie, le choix de l'onduleur doit également prendre en compte la compatibilité avec la batterie, la conception du système de secours, les protocoles de communication et les possibilités d'extension future.

Pour les installateurs, les distributeurs et les acheteurs de projets qui planifient des systèmes solaires avec stockage, Avepower peut prendre en charge la sélection des batteries, discuter de la compatibilité de l'onduleur et proposer des solutions personnalisées LiFePO4 Des solutions de stockage d'énergie adaptées aux différents besoins des projets.

QFP