M3 Onduleur

MODULE N°03
Onduleurs PV «On-Grid »
Thème de formation
Installation et maintenance des systèmes photovoltaïques raccordés au réseau
Plan du Contenu
❑ Principe de fonctionnement des onduleurs

❑ Caractéristiques et performances
❑ Technologies des onduleurs
❑ Configurations / Concepts des onduleurs
❑ Critères de choix des onduleurs
❑ Informations spécifiques : affichage et maintenance
❑ Monitoring
❑ Points à retenir
2
Principe de fonctionnement des onduleurs
L’onduleur PV est l’interface entre le champ PV et le réseau électrique.
Il fonctionne uniquement en journée et seulement si la tension réseau est présente.
Tension PV x Tension réseau = Onduleur ok

Il a des caractéristiques différentes d’un onduleur PV autonome
3
➢ L’onduleur convertit le courant continu du champ PV en courant alternatif compatible avec le
réseau électrique
➢ Le courant produit est injecté sur le réseau au fil du soleil
4
• L’onduleur intègre 3 fonctions principales :
• Suivi de P max du champ PV en fonction de l’irradiation et de la température
• Conversion du courant continu en courant alternatif
• Couplage/découplage du réseau électrique
5
La fonction MPPT ou recherche de Pmax
• L’onduleur a pour fonction de faire travailler de
manière optimale le champ PV auquel il est
raccordé
• Il adapte en permanence son impédance

d’entrée côté DC pour se placer au MPP (Pmax)
du champ PV
6
Couplage/Découplage des onduleurs PV au réseau électrique
Conditions de découplage du réseau électrique (OU)
• Puissance et tension insuffisantes en entrée d’onduleur (fin de journée)
• Absence de tension du réseau électrique (ou hors tolérance en tension et fréquence)
• Défaut d’isolement au niveau du champ PV (pour onduleur avec transfo)
Conditions de couplage au réseau électrique (ET)

• Puissance et tension suffisantes en entrée d’onduleur (début de journée)
• Présence de tension du réseau électrique
• Absence de défaut d’isolement au niveau du champ PV
L’onduleur se synchronise sur le réseau électrique: Tension sortie

• en tension
onduleur
• en fréquence
• en phase
Le couplage s’effectue lorsque la synchronisation est effective (quelques dizaines de secondes) 7
Mis à part sa fonction principale de conversion du courant continu en courant alternatif, l’onduleur
photovoltaïque raccordé au réseau doit assurer :
• la synchronisation au réseau électrique,

• L'adaptation du point de fonctionnement de l’onduleur au MPP du générateur photovoltaïque
• La déconnexion automatique par une protection de découplage du générateur photovoltaïque du réseau
en cas de perturbation sur le réseau,
• Le contrôle en permanence de l’isolement de la partie courant continu de l’installation,
• La limitation de la tension de sortie à la valeur maximale admissible par le réseau ;
• La limitation du taux de l'injection de fréquences harmoniques (signal proche de la sinusoïde) ;
• La limitation des perturbations électromagnétiques (hautes fréquences) ;
• L'immunité aux signaux de télécommande centralisée du réseau électrique national (Fréquence du signal
égal à 216,66 Hz) ;
• L’isolation galvanique (entre le champ photovoltaïque et le réseau) est souhaitée.
REFERENTIEL TECHNIQUE DES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES RACCORDEES AU RESEAU ELECTRIQUE NATIONAL BASSE TENSION Novembre 2018
8
:
Caractéristiques et performances
Rendement des onduleurs
On définit le rendement de l’onduleur comme le rapport de la puissance de sortie (AC) sur la puissance
d’entrée (DC)
𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑒 𝑃𝐴𝐶

= =
𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟é𝑒 𝑃𝐷𝐶
9
Le rendement de l’onduleur dépend :

• de la puissance de l’onduleur
• du niveau de la tension d’entrée DC
• des performances de recherche de Pmax (MPPT)
• du transformateur (si existant)
Le rendement maximum est atteint lors du

fonctionnement à environ 30 à 70% de la
puissance maximale de l’onduleur
Certains onduleurs ont un rendement
maximal supérieur à 96%
10
Rendement des onduleurs
Rendement maximal
• Le rendement maximal caractérise l’efficacité de l’onduleur à charge maximale, il est peu significatif pour la
conception d’un système puisque l’onduleur fonctionne le plus souvent à charge partielle et rarement à charge
maximale.
Rendement européen
• Cette grandeur est plus significative que le rendement maximal et est donc utilisée pour caractériser l’efficacité
d’un onduleur : le « rendement européen ».
• Il permet de comparer les onduleurs dans des conditions « européennes » de flux lumineux.
• Il se calcule à partir des rendements à charge partielle:
𝜼𝑬𝒖𝒓 = 𝟎,𝟎𝟑 x 𝜼 𝟓% + 𝟎,𝟎𝟔 x 𝜼 𝟏𝟎% + 𝟎,𝟏𝟑 x 𝜼 𝟐𝟎% + 𝟎,𝟏𝟎 x 𝜼 𝟑𝟎% + 𝟎,𝟒𝟖 x 𝜼 𝟓𝟎% +𝟎,2 x 𝜼 𝟏𝟎𝟎%
11
Exemple: calculer le rendement européen

de l’onduleur Sunny Boy 4000TL de la
marque SMA.
• Sur la courbe de rendement on trouve

graphiquement :
• 5 % × Pnominale = 200 W.
• 10 % × Pnominale = 400 W.
• 20 % × Pnominale = 800 W.
• 30 % × Pnominale = 1 200 W.
• 50 % × Pnominale = 2 000 W.
• 100 % × Pnominale = 4 000 W.
D’où un rendement européen qui vaut :
ηeuro = 0.03 × η5 % + 0.06 × η10 % + 0.13 × η20 % + 0.10 × η30 % + 0.48 × η50 % + 0.20 × η100 %
ηeuro = 0.03 × 86.8 + 0.06 × 92.43 + 0.13 × 95.48 + 0.10 × 96.34 + 0.48 × 96.95 + 0.20 × 97.05
ηeuro = 96.14 % 12
Caractéristiques en entrée (DC):
13
Caractéristiques en sortie (AC):
14
Caractéristiques générales:
15
Autres caractéristiques électriques:
• Protection en température (déconnexion en cas du surchauffe)
• Contrôle de défaut d’isolement sur le circuit DC (champ PV)
• Faible consommation propre
• Affichage des paramètres de fonctionnement (voyants, mesures DC et AC,etc.)
• Monitoring
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Technologies des onduleurs
Onduleur monophasé/triphasé
Onduleur
Onduleur monophasé Onduleur triphasé
▪ Il envoie le courant alternatif aux 3 phases d’une

▪ Il envoie le courant alternatif sur 1 phase d’une ligne de transmission de puissance
ligne de transmission de puissance.
▪ Les grands systèmes utilisent généralement des
▪ Les petits systèmes < 6 kWc, utilisent onduleurs triphasés où la puissance électrique
généralement les onduleurs monophasés car fournie par le système PV est partagée
une ligne suffit à absorber le courant fourni par uniformément sur les 3 phases.
un système PV.
17
Onduleur monophasé/triphasé
Monophasé: La puissance maximale de la CPV doit remplir, à la fois, les deux conditions suivantes :
• La puissance crête de la CPV ne doit pas dépasser la puissance souscrite,
• La puissance crête d’injection ne doit pas dépasser 6 KWc.
Triphasé
• CPV monophasée
• La puissance maximale de la CPV doit remplir les deux conditions suivantes :
• la puissance crête de la CPV ne doit pas dépasser la puissance souscrite divisée par 3;
• la puissance crête de la CPV ne doit pas dépasser 6 KWc.
• CPV triphasée :
• Pour les installations photovoltaïques triphasées, et pour des puissances supérieures à 4,6 kVA par
phase (13,8 KVA en Triphasé), il est obligatoire d’opter pour des onduleurs triphasés pour limiter
les effets des harmoniques sur le conducteur du neutre (et principalement l’harmonique 3) qui,
contrairement à la fondamentale, ne se compense pas.
18
Raccordement réseau
19
Isolation galvanique dans les onduleurs
Onduleurs avec séparation galvanique
• Les premiers à être connectés sur les réseaux de distribution.
• Ils sont dotés d’une isolation galvanique entre la partie DC et AC.
• Cette propriété présente l’avantage de limiter l’injection d’une composante DC dans le courant
injecté au réseau. Par contre ils présentent les limites suivantes :
• des pertes relativement importantes impactant le rendement de l’onduleur ;
• un encombrement et un poids relativement important.
Onduleurs sans séparation galvanique
• Se sont imposés sur le marché par leurs caractéristiques techniques et commerciales dont
notamment :
• Un encombrement réduit, et poids plus faible ;
• Un rendement meilleur.
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Onduleur
Onduleur Onduleur
sans transformateur avec transformateur
• Situé en aval de l’étape de conversion

• Sans isolation galvanique continu-alternatif, il travaille à 50 Hz
environ.
• ils peuvent être à l’origine de courants • Solide et simple
de fuite capacitifs
• encombrant et plus lourds (10 kg par kW
de puissance).
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Onduleur
Onduleur Onduleur
sans transformateur VS avec transformateur
✓ La tension du champs PV doit être légèrement > à la ✓ Les tensions d’entrée et de sortie sont électriquement
valeur de crête de la tension du réseau si des isolées → nécessaire pour les technologies à couches
convertisseurs DC-DC n’ont pas été mis en place afin minces
d’augmenter la tension ✓ Courant chez les onduleurs centraux
• Rendement élevé • Sécurité, basse tension possible coté DC

• Poids et taille inférieurs
• Réduction des interférences
• Pour les onduleurs de branche et de module:
réduction de l’installation en DC électromagnétiques
• Courant de fuite plus élevé • Pertes dues au transformateur

• interférences électromagnétiques plus élevé • Poids et taille supérieurs
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Configurations / Concepts des onduleurs
Configuration électrique de l’installation en fonction du type d’onduleur
Onduleur central Onduleur de chaine Onduleur de module
La configuration électrique du champ

photovoltaïque est déterminée en
fonction des types d’onduleurs
utilisés:
• Onduleurs centraux,
• Onduleurs de chaine (onduleurs
string),
• Onduleurs de module (micro-
onduleurs).
Le choix de type d’onduleurs est dicté
par la taille de l’installation et par son
implantation.
Vue d’ensemble des concepts des onduleurs 23

Configurations / Concepts des onduleurs (1/6)
Configuration avec un onduleur central dans la plage de basses tensions

Cet onduleurs est utilisé dans la plage de basses tensions (UDC<=120V), où seuls quelques modules sont
branchés en série pour former une chaîne.
L’avantage est que les chaînes avec un nombre réduit de modules minimisent les pertes dus aux ombrages.
Onduleur central utilisé dans la plage de basses tensions

24
Configuration avec un onduleur central dans la plage des tensions élevées

L’inconvénient réside ici dans les pertes plus élevées en cas d’ombrage en raison de la longueur des chaînes.
Onduleur central utilisé dans la plage des tensions plus élevées

25
Configuration avec un onduleur central selon le principe maître-esclave

Se système utilise plusieurs onduleurs centraux (3 ou 4).
• Un onduleur est le maître et fonctionne dans la plage de faible irradiation.
• Lorsque l’irradiation augmente, la limite de puissance du maître est atteinte et l’onduleur suivant (esclave)
est mis en circuit.
Le maître et l’esclave sont permutés à un cycle

donné «maître tournant» afin que tous les
onduleurs soient exposés à une charge
homogène.
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Configuration avec onduleurs de chaîne (string) et générateurs partiels

Dans ce système, un onduleur est utilisé par générateur partiel formé par des modules en série (string).
Il faut veiller à grouper au sein d’une même chaîne uniquement des modules identiques avec des conditions
environnementales similaires (orientation, ombrage, etc.).
Les chaînes de modules étant

raccordées directement aux
onduleurs, les boîtes de jonction et
les liaisons principales DC
deviennent inutiles (réduction de
câblage).
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Configuration avec MPPT multiple

Sur des installations sous ombrages ou sur les installations dont les générateurs ont des orientations différentes, il
est intéressant d’utiliser un onduleur doté de plusieurs MPPT.
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Configuration avec onduleurs de module (micro-onduleur)

Dans cette configuration, un onduleur de module ou micro-onduleur est dédié à un module (ou à 2modules
dans certain cas). C’est la meilleure condition d’un rendement élevé et d’une adaptation optimale de
l’onduleur aux modules PV.
Dans le cas d’onduleurs de module,

une installation PV peut être
étendue sans limitation.
Cependant, il faut tenir compte de
la forte augmentation du courant
alternatif en raison du branchement
en parallèle de tous les onduleurs
de modules.
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Configurations / Concepts des onduleurs
Onduleur de chaines vs onduleur central (Avantages et inconvénients)
Onduleur de chaines Onduleur central
Installation
+ Conception flexible: Onduleur monophasé et triphasé + Onduleur triphasé, conception fixe
+ Effet d’ombrage facile à minimiser - Ombrage difficiles à minimiser
+ 1 onduleur: installation rapide (derrière les modules)
- Des centaines d’onduleurs: installation complexe + Un seul onduleur

Couts d’installation supérieurs
? Seulement quelques MPPT
+ Aucun boitier de raccordement additionnel nécessaire - Boitier de raccordement additionnel
? Faible perte en DC (en fonction de la section des câbles)
+ Maintenance et permutation faciles des onduleurs - Maintenance et permutation des onduleurs plus complexe
? Défaillances: si un onduleur tombe en panne, une petite partie du ? Défaillances: si un onduleur tombe, une grande partie des PV est
réseau de PV est concernée, mais la probabilité d’une défaillance est concernée, mais la probabilité d’une défaillance est très faible
plus élevée
30
Critères de choix des onduleurs
l’onduleur doit être conçu pour avoir :

• un rendement européen supérieur à 97% pour les onduleurs de chaine et 95% pour le micro-onduleur ;
• une dégradation limitée du rendement en fonction de la température ambiante ;
• une faible autoconsommation durant la nuit ;
• un niveau sonore acceptable surtout pour les onduleurs installés dans des locaux d’habitations ou
bureautiques ;
• un système de communication à distance (monitoring) pour la maintenance et la surveillance des
performances de la centrale photovoltaïque à distance (pour l’onduleur de chaine).
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Conditions de raccordement de l’onduleur au réseau électrique BT
Le raccordement au réseau électrique BT doit répondre aux conditions suivantes :
1) Tenue de la tension:
• En fonctionnement anormal : l’onduleur doit rester connectée au réseau dans le cas d’une chute de tension d’au
moins d’une des trois phases allant jusqu’à 30% de la tension nominale pour une période minimale de 200 ms.
• Pour les valeurs de tension comprises entre 30% et

90% de la valeur nominale, une interpolation linéaire
est appliquée conformément à la courbe LVRT
suivante :
• Pendant une chute de tension (une des trois

phases <90%), la valeur absolue du courant ne
doit pas excéder la valeur du courant avant la
chute de tension
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2) Harmoniques: <4% (normes CEI 61000-3-2 et CEI 6100-3-12)
3) Papillotement :ne doit pas engendrer de papillotement (Flicker) de court terme dépassant la limite Pst 1 et
de long terme dépassant la limite Plt 0.8 au point de raccordement.
4) Déséquilibre : ne doit pas dépasser 6kWc.
5) Variation rapide de la tension: <3% de la tension nominale au point de raccordement.
6) Immunité vis-à-vis des perturbations:
La CPV doit être conçue pour supporter les perturbations liées à l’exploitation en régime normal du réseau de
distribution et faire face à celles qui peuvent être générées lors des régimes exceptionnels.
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7) Temps de reconnexion après une coupure du réseau:
La reconnexion de l’onduleur au réseau n’est possible que lorsque les conditions suivantes sont remplies :
• Pour une interruption longue ( >3 min) :
• La tension est entre 85% Un et 110%Un pendant 60s
• La fréquence est entre 47.5 Hz et 50.2 Hz pendant 60s
• Pour une interruption courte ( <3 min) :
• La tension est entre 85% Un et 110%Un pendant 5s
• La fréquence est entre 47.5 Hz et 50.2 Hz pendant 5s
8) Composante continue
Le courant continu (composante continue du signal alternatif) généré par le(s) onduleur(s) doit être inférieur à 0.5%
de son courant assigné (CEI 61 727)
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Normes de référence
• DIN VDE V 0126-1-1 : (Août 2013) : Dispositif de déconnexion automatique entre un générateur et le réseau public à basse
tension
• VDE-AR-N 4105 : (Août 2011) : générateurs raccordés au réseau basse tension/ exigences techniques minimales pour le
raccordement et la marche en parallèle avec le réseau de distribution basse tension.
• CEI 61727 : Systèmes photovoltaïques (PV) – Caractéristiques de l'interface de raccordement au réseau.
• Normes de la directive européenne de compatibilité électromagnétique 2014/30/UE:
• CEI 61000-3-2 : courant appelé par les appareils inférieur ou égal à 16 A par phase
• CEI 61000-3-12 : Limites pour les courants harmoniques
• CEI 61000-3-3 : Limitation des variations de tension, des fluctuations de tension et du papillotement dans les réseaux
• CEI 61000-6-3 : Norme sur l'émission pour les environnements résidentiels, commerciaux et de l'industrie légère
• CEI 61000-6-4 : Norme sur l'émission pour les environnements industriels
• CEI 61000-6-1 : Immunité pour les environnements résidentiels, commerciaux et de l'industrie légère
• CEI 61000-6-2 : Immunité pour les environnements industriels
• Normes de la directive européenne basse tension 2014/35/UE :
• CEI 62109-1 : Sécurité des convertisseurs de puissance utilisés dans les systèmes photovoltaïques - Partie 1
• CEI 62109-2 : Sécurité des convertisseurs de puissance utilisés dans les systèmes photovoltaïques -Partie 2
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Caractéristiques techniques minimales exigées :
L’onduleur doit être conforme au « cahier des charges relatif aux exigences techniques de raccordement et d’évacuation de
l’énergie produite à partir des installations PV raccordées sur le réseau BT » et approuvé par Arrêté du 09 Février 2017 :
1) Courant d’entrée Max par entrée MPPT : ≥ à 8A 8) Indice de protection (Norme CEI 60 529): au moins
égale à IP 54
2) Tension nominale : est 230 V en Monophasé et 400 V
en Triphasé 9) Température de fonctionnement : entre -10 et 50°C ;
3) Plage de tension: [-15%Un ; +10%Un]. 10) Interface Homme-Machine: Un écran (intégré ou
déporté) permettra l’affichage, au minimum:
4) Fréquence nominale : 50 Hz
• Puissance instantanée de l’énergie produite ;
5) Plage de fréquence: [47.5Hz ; 52 Hz]. • Tension du réseau ;
6) Facteur de puissance :- 0.8 inductif … + 0.8 capacitif • Production journalière de la CPV ;
• production totale de la CPV ;
7) Taux de distorsion harmonique: < 4%
36
37
Fiche technique d’un onduleur
Dimensionnement des onduleurs pour les modules cristallins
Le ou les onduleurs sont dimensionnés en fonction du générateur photovoltaïque de façon à ce que
:
• la plage de tension d’entrée de l’onduleur soit compatible avec les tensions en circuit ouvert et les
tensions MPP du champ de modules tout au long de l’année (de 1000 W/m² et -10°C à 200 W/m² à
70°C) ;
• le courant d’entrée admissible de l’onduleur soit supérieur au courant maximum délivré par le champ
de modules sous 1000 W/m² et 70°C ;
• le rapport entre la puissance nominale de l’onduleur et la puissance crête du générateur correspondant
soit compris entre 0.8 et 1.2 (exigence non technique).
38
Dimensionnement compatible au champ PV
Le choix et le nombre d’onduleur repose sur 3 critères :
1. Compatibilité en puissance (selon orientation et inclinaison)

2. Compatibilité en tension
• Tension maximum entrée DC
• Plage MPPT
3. Compatibilité en courant (selon orientation et inclinaison)
A partir de ces trois critères, le dimensionnement des onduleurs va imposer le nombre des modules
par onduleur et la façon de câbler les modules entre eux;
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La compatibilité en puissance
La puissance délivrée par le champ PV variant en fonction de l’éclairement et de la température
PRINCIPE :
La valeur de la puissance maximale en entrée de l'onduleur limite la quantité de modules du champ

PV pouvant être relié à l'onduleur.
En général, il faut veiller à ce que la puissance du champ PV (Pc) ne dépasse pas la

puissance maximale admissible à l’entrée onduleur (P DCmax)
40
La compatibilité en puissance
Selon les exigences de la STEG, la puissance délivrée par le champ PV doit être
sensiblement égale à la puissance maximale admissible entrée onduleur : comprise
entre 0,8 et 1,2 fois la puissance crête (Pc).
Ce qui revient à dire que : 0,8 x Pc < P onduleur < 1,2 x Pc

Ex : si Pc = 8 000 W alors :
0,8 x 8 000 W < P onduleur < 1,2 x 8 000 W
6 400 W < P onduleur < 9 600 W
Cas particulier des installations mal orientées et mal inclinées, P max admissible onduleur peut
être nettement inférieure à Pc, car on aura quasiment jamais 1 000 W/m² sur les modules.
41
I (A)
• U MPPT ond min < U mpp à T° max (85°) PV.
• U MPPT ond max > U mpp à T° min (-10°) PV.
I DC max onduleur • U DC max ond > U OC max à T (-10°) PV.

• I DC max ond > I sc à T° max (85°) PV.
I SC Plage MPPT onduleur
I MPP
P=U x I
T (85°) T (25°) T (-10°)
U MPP max PV
U MPP min PV
U Oc max PV à T (-10°)
U MPP U DC max onduleur U (V)

U MPPT ond min U MPPT ond max
42
La compatibilité en tension : Tension maximum entrée onduleur
• Si la tension délivrée par les modules est supérieure à UDC max de l'onduleur, il sera irrémédiablement
détruit.
• Cette tension sera maximum avec un nombre trop grand de modules en série, combinée avec une
température très basse.
• à Tmin : Uoc max PV < U DC max onduleur
Pour rappel, Uoc max est la tension des chaines sous 1000 W/m² et à Tmin
En général, en Tunisie, on prend Tmin = -10°C
43
La compatibilité en tension : Tension maximum entrée onduleur
Il fait froid et
l’éclairement
est très fort
44
La compatibilité en tension : plage MPPT (U mppt max)
• La tension des chaines PV varie avec l’éclairement (50 à 1000 W/m²) et la température des cellules PV (-10°C à
85°C).
Ces tensions doivent rester dans la plage MPPT onduleur.
➢ Cas froid, ex. -10°C, la tension des chaines augmente
• à Tmin : Umpp PV à Tmin < U mppt max de l’onduleur

• Sinon, si la tension de la chaine PV est supérieure à la tension maximum de la plage MPPT onduleur, l’onduleur
ne sait pas rechercher correctement le PPM. Il y aura perte de production électrique.
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La compatibilité en tension : plage MPPT (U mppt max)
Il fait froid et
l’éclairement
est très fort
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La compatibilité en tension : plage MPPT (U mppt min)
• La tension varie avec l’éclairement (50 à 1000 W/m²) et la température des cellules PV (-10°C à 85°C).
Ces tensions doivent rester dans la plage MPPT de l’onduleur.
• Cas chaud (ex. +85°C), la tension des chaines baisse
• à Tmax : Umpp PV à Tmax > U mppt min de l’onduleur
Sinon, si la tension de la chaine PV est inférieure à la tension minimum de la plage MPPT de l’onduleur, l’onduleur
peut s’arrêter ou continuer à fonctionner, mais avec une puissance inférieure à celle du point de fonctionnement
MPP.
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La compatibilité en tension : plage MPPT (U mppt min)
Il fait chaud
et
l’éclairement
est très fort
48
La compatibilité en courant
Lorsque le courant d'entrée à l'onduleur (côté) DC est supérieur au courant maximal admissible par
l'onduleur,
L’onduleur continue à fonctionner, mais fournit au réseau la puissance correspondante à son
courant maximal, donc limite la puissance injectée !
Il faut s'assurer que le courant débité par le champ PV ne dépasse pas la valeur du courant maximal
admissible Imax par l'onduleur (ou chaine vers MPPT onduleur)
ISC PV à Tmax < Imax entrée onduleur
Cas particulier des installations mal orientées et mal inclinées, I max admissible entrée onduleur peut être
nettement inférieur à Isc PV à Tmax
Selon UTE-15-712-1 section 14.4)

49
La compatibilité en courant
Le courant maximum débité par le générateur photovoltaïque ne doit pas dépasser le courant
d’entrée maximal de l’onduleur. Le courant maximal du générateur photovoltaïque est déterminé à
partir du nombre de chaines raccordées en parallèle. Il est égal à I
N x Isc STC Chaîne N
Σ(𝐼𝑆𝐶𝑀𝑎𝑥)=( 𝐼𝑆𝑐+ (𝑇𝑀𝑎𝑥−25) ∗𝛼) × 𝑁𝑚𝑜𝑑 𝑒𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑙𝑙è𝑙𝑒

Avec : 2 x Isc STC Chaîne 2
• Tmax : Température maximale du module prise égale à 85°C
• 𝛼 : coefficient courant/température du module photovoltaïque donnée
par le fabricant du module en mA/°C
Isc STC Chaîne 1
U
Selon UTE-15-712-1 section 14.4)
50
Critères d’acceptation des onduleurs par la STEG
Le raccordement d’un onduleur photovoltaïque au réseau électrique national n’est

possible qu’après son acceptation par la STEG sur la base d’un dossier composé :
• Un certificat de conformité à la norme VDE 0126-1-1 : Août 2013 délivré par un laboratoire agrée et
indépendant ;
• Une déclaration de conformité à la directive européenne basse tension 2014/35/UE ;
• Une déclaration de conformité à la directive européenne de compatibilité électromagnétique 2014/30/UE ;
• Caractéristiques techniques détaillées de l’onduleur ;
• Certificat de garantie type de l’onduleur d’une durée minimale de 5 ans (recommandé)
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Informations spécifiques : affichage et maintenance
Affichage des onduleurs
Ils sont équipés d’écran d’affichage, afin de permettre le suivi et l’interprétation des données.
On peut distinguer des messages à l’écran :

1. Pendant la phase initiale (mise en service et paramétrage)
2. En cours de service
3. En cas d’avertissement, défaut d’isolement, etc.
4. En cas de perturbation du réseau
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Pendant la phase initiale En cours de service En cas d’avertissement, En cas de perturbation du
(mise en service et défaut d’isolement, etc. réseau
paramétrage)
Une fois que l'onduleur a L'écran indique les données En cas d'avertissement, « Perturbation » s'affiche
démarré, l'écran affiche : de service les plus « Avertissement » s'affiche immédiatement sur l'écran et
• Type d'appareil. importantes de l'onduleur, de immédiatement sur l'écran et l'éclairage de fond se met en
• Versions du micro logiciel façon cyclique. l'éclairage de fond se met en marche.
• Mode de service marche
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Maintenance des onduleurs :
Nécessité de contrôler régulièrement le fonctionnement correct de l'onduleur :
1. Vérifier la cohérence de PAC fournit en fonction de l’éclairement
2. Eviter les encrassements tels que la poussière qui peuvent gêner le refroidissement des onduleurs.
3. Nettoyage des radiateurs extérieurs (si présents), soufflage des ventilateurs et ouïes de ventilation
4. Vérifiez également si l'onduleur et les câbles ne présentent pas de dommages extérieurs visibles
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Monitoring
Rôle et différents types de Systèmes de Monitoring
Le Monitoring permet d’acquérir et analyser les données de production des onduleurs.

Il est possible de classer les différents systèmes de monitoring selon la provenance des données de production :
• Compteur de production STEG ou autre compteur électrique

• Onduleurs (solution proposée par le fabricant d' mono-marque)
• Enregistreur indépendant qui se connecte aux onduleurs (solution multi-marque)
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Monitoring
Monitoring via les onduleurs
Avantages
• Données, alarmes et messages enregistrées directement par les onduleurs et directement accessibles.
• Analyse des pannes plus fines et maintenance plus facile
• Données accessibles via internet, soit par un portail dédié, soit directement par serveur local intégré au
datalogger.
Inconvénients
• Solution mono-marque
• Les portails des fabricants, souvent gratuits, ne garantissent pas toujours le service proposé, ni le
téléchargement des données.
57
Monitoring
Monitoring via enregistreurs (ou datalogger) indépendants
Solution plutôt destinée aux professionnels ou installations de moyenne ou grande taille
Avantages
• Solution de monitoring complète + Solutions personnalisées
• Données consultable à distance car ces enregistreurs possèdent le plus souvent un serveur intégré
Inconvénients
• Prix plus élevé
• Paramétrages plus difficile
58
Points à retenir
❑ Dimensionnement de l’onduleur à réaliser en adéquation avec :

❑ Puissance du champ PV,
❑ Tension Uocmax des chaines PV
❑ Plage de tension MPPT
❑ Courant maxi du champ PV (Isc max )
❑ Températures extrêmes choisies en Tunisie: -10°c et +85°C en général
❑ Rendement maximum de l’onduleur devra être supérieur ou égal à 95%.
❑ Son rendement pour une charge égale à 10% de sa charge nominale devra être supérieur ou égal à 90%.
❑ Afin de limiter les pertes, l’onduleur doit être placé le plus près possible des panneaux photovoltaïques
❑ Respecter les techniques de câblage (connecteur débrochage bien serti)
❑ Onduleur à installer dans un local protégé, ombragé et aéré
❑ Toujours vérifier la production d’un onduleur en fonction de l’éclairement reçu par le champ PV
❑ Toujours consulter les documents techniques onduleurs
59
Merci pour votre
attention!
60

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MODULE N°03

❑ Principe de fonctionnement des onduleurs

Il fonctionne uniquement en journée et seulement si la tension réseau est présente.

Tension PV x Tension réseau = Onduleur ok

• Il adapte en permanence son impédance

Conditions de couplage au réseau électrique (ET)

L’onduleur se synchronise sur le réseau électrique: Tension sortie

• la synchronisation au réseau électrique,

𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑒 𝑃𝐴𝐶

Le rendement de l’onduleur dépend :

Le rendement maximum est atteint lors du

Exemple: calculer le rendement européen

• Sur la courbe de rendement on trouve

• Protection en température (déconnexion en cas du surchauffe)

• Contrôle de défaut d’isolement sur le circuit DC (champ PV)

• Faible consommation propre

• Affichage des paramètres de fonctionnement (voyants, mesures DC et AC,etc.)

Onduleur monophasé Onduleur triphasé

▪ Il envoie le courant alternatif aux 3 phases d’une

• Situé en aval de l’étape de conversion

• Rendement élevé • Sécurité, basse tension possible coté DC

• Courant de fuite plus élevé • Pertes dues au transformateur

La configuration électrique du champ

Vue d’ensemble des concepts des onduleurs 23

Configuration avec un onduleur central dans la plage de basses tensions

Onduleur central utilisé dans la plage de basses tensions

Configuration avec un onduleur central dans la plage des tensions élevées

Onduleur central utilisé dans la plage des tensions plus élevées

Configuration avec un onduleur central selon le principe maître-esclave

Le maître et l’esclave sont permutés à un cycle

Configuration avec onduleurs de chaîne (string) et générateurs partiels

Les chaînes de modules étant

Configuration avec MPPT multiple

Configuration avec onduleurs de module (micro-onduleur)

Dans le cas d’onduleurs de module,

+ Effet d’ombrage facile à minimiser - Ombrage difficiles à minimiser

+ 1 onduleur: installation rapide (derrière les modules)

- Des centaines d’onduleurs: installation complexe + Un seul onduleur

+ Aucun boitier de raccordement additionnel nécessaire - Boitier de raccordement additionnel

? Faible perte en DC (en fonction de la section des câbles)

l’onduleur doit être conçu pour avoir :

• Pour les valeurs de tension comprises entre 30% et

• Pendant une chute de tension (une des trois

4) Déséquilibre : ne doit pas dépasser 6kWc.

5) Variation rapide de la tension: <3% de la tension nominale au point de raccordement.

6) Immunité vis-à-vis des perturbations:

1. Compatibilité en puissance (selon orientation et inclinaison)

La puissance délivrée par le champ PV variant en fonction de l’éclairement et de la température

La valeur de la puissance maximale en entrée de l'onduleur limite la quantité de modules du champ

En général, il faut veiller à ce que la puissance du champ PV (Pc) ne dépasse pas la

Ce qui revient à dire que : 0,8 x Pc < P onduleur < 1,2 x Pc

I DC max onduleur • U DC max ond > U OC max à T (-10°) PV.

T (85°) T (25°) T (-10°)

U MPP U DC max onduleur U (V)

• à Tmin : Uoc max PV < U DC max onduleur

En général, en Tunisie, on prend Tmin = -10°C

Ces tensions doivent rester dans la plage MPPT onduleur.

➢ Cas froid, ex. -10°C, la tension des chaines augmente

• à Tmin : Umpp PV à Tmin < U mppt max de l’onduleur

Ces tensions doivent rester dans la plage MPPT de l’onduleur.