La production d’électricité photovoltaïque repose sur un phénomène physique, la capacité des photons venant du Soleil par exemple, de mettre des électrons en mouvement. Les électrons qui sont mis en mouvement sous l’effet des photons du Soleil dans le silicium des panneaux produisent un courant continu. Les électrons sont de charge négative.
L’onduleur ” découpe” le courant en récupérant la partie positive du courant et en créant une sinusoïde avec des plus et des moins. L’onduleur a pour rôle de hacher le courant et de lisser les écarts dans la courbe . L’onduleur doit aussi être capable de récupérer la plus grande partie de l’électricité produite par le module.
La puissance des modules est calculée de manière standard dans le cadre de normes. Lors des tests, dans une température ambiante de 25 degrés centigrades, une irradiation de 1000 watt/m² est projetée sur les cellules. Les cellules transforment ensuite cette énergie en électricité. C’est le rendement qui est annoncé pour les constructeurs. Pour des cellules de silicium cristallin ce rendement va de 12 à 15%, c’est-à-dire que la puissance va de 120 à 150 watt produits pour 1 m² de panneau. Pour les cellules de silicium en couche mince, le rendement est inférieur et va de 6 à 9%.
Convertir avec le rendement maximum
Les onduleurs doivent convertir l’électricité produite par les cellules, avec le rendement maximum mais dans des conditions qui elles-mêmes sont très variables. La quantité de lumière reçue par les cellules varie en effet énormément d’un moment à l’autre de la journée, d’une saison à l’autre.
Le rendement d’un onduleur dépend de sa charge est, atteint un maximum vers 50/60% de sa puissance . En dessous de cette puissance, et au dessus, le rendement décroit. Les innovations des industriels visent à grignoter quelques dixièmes de pour cent de rendement. Mais depuis une dizaine d’année, les rendements ont grimpé de 90% à 98,8% et les dernières dixièmes de pour cent qui devraient être gagnés devraient l’être au prix d’innovation dont l’enjeu ne présente en fait pas d’intérêt.
Il est en effet préférable d’améliorer le fonctionnement des onduleurs sur d’autres points, notamment en améliorant leur fiabilité. SMA, numéro un mondial de la production d’onduleurs, a ainsi mis au point un interrupteur qui permet d’assurer une interruption sûre du flux de courant entre le générateur solaire et l’onduleur.
SMA a aussi mis au point un système qui refroidit l’onduleur en cas de surchauffe, afin de garantir la sécurité de l’installation. Ce système permet d’assurer un fonctionnement optimum dans des ambiances chaudes, jusqu’à60 degrés. SMA a mis au point plusieurs innovations. La société a ainsi mis au point des onduleurs plus compacts, plus faciles à installer.
