Optimiseurs
Les optimiseurs sont des convertisseurs CC-CC au niveau du module qui exécutent le MPPT sur chaque module photovoltaïque séparément, afin que l'ombrage partiel, les différentes orientations de toit ou l'usure d'un panneau n'entraînent plus la baisse de performance de toute la chaîne. Choisissez selon l'architecture : les optimiseurs SolarEdge sont obligatoires sur chaque module et ne fonctionnent qu'avec un onduleur SolarEdge, tandis que les optimiseurs Tigo sont installés sélectivement sur les modules concernés et fonctionnent avec presque n'importe quel onduleur. Adaptez chaque unité à la puissance, à la Voc et à l'Isc du module. Les micro-onduleurs constituent l'alternative CA. Guide
Grâce à l'optimiseur puissant, il est possible pour chaque panneau de produire la quantité maximale d'énergie, indépendamment des autres panneaux du système. Cela inclut des solutions telles que les optimiseurs Tigo et les optimiseurs SolarEdge, couramment utilisées dans l'industrie.
Les optimiseurs puissants optimisent ainsi la production d'énergie solaire pour chaque panneau en suivant le point de rendement maximal, en se concentrant sur chaque panneau du système séparément.
- Optimisation au niveau du panneau : un optimiseur puissant est connecté aux panneaux photovoltaïques individuels du système photovoltaïque. Sa tâche consiste à surveiller la puissance et la tension de chaque panneau indépendamment. Cela permet d'obtenir des performances maximales de chaque panneau, même lorsqu'ils sont exposés à des conditions différentes.
- Minimisation des pertes de puissance : lorsqu'un panneau du système est ombragé ou a une puissance réduite pour d'autres raisons, l'optimiseur de puissance travaille à minimiser ces pertes en ajustant le point de fonctionnement de ce panneau particulier. Cela garantit que même lorsque certains panneaux ne sont pas dans des conditions optimales, les performances globales du système restent élevées.
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Optimiseurs : MPPT au niveau du module, sécurité et surveillance
Un optimiseur de puissance est un petit convertisseur CC-CC fixé au cadre du module et câblé entre le module et la chaîne. Il suit le point de puissance maximale de ce module unique puis convertit sa sortie vers la tension et le courant requis par la chaîne. Comme chaque module est régulé indépendamment, la chaîne n'est plus limitée par son élément le plus faible, ce qui est précisément le cas dans une chaîne conventionnelle où les diodes de bypass limitent seulement les dommages à l'intérieur du panneau ombragé.
Les deux systèmes proposés ici adoptent des approches opposées. SolarEdge déplace entièrement le MPPT hors de l'onduleur, les optimiseurs font donc partie de l'architecture et chaque module en nécessite un. Tigo conserve le MPPT propre à l'onduleur et ajoute l'optimisation uniquement là où elle est nécessaire, ce qui en fait le choix pratique pour les mises à niveau (retrofits) et pour les installations où seuls quelques modules sont ombragés. Tous deux ajoutent une surveillance au niveau du module et un arrêt au niveau du module comme effet secondaire du même matériel.
SUR LE TERRAIN
« La question que l'on me pose le plus souvent est de savoir s'il faut optimiser tout le toit. Sur un toit propre, sans ombre et avec une seule orientation, la réponse honnête est non : vous payez pour du matériel et en ajoutant un point de défaillance supplémentaire par module pour récupérer des pertes qui n'ont jamais existé. Les optimiseurs sont rentables en présence de cheminées, de lucarnes, d'arbres et de toits orientés dans deux ou trois directions. »
Ladislav Proc · Spécialiste en photovoltaïque, ONSA Plus
Comment choisir des optimiseurs
Les optimiseurs ne sont pas une amélioration générale, mais une solution à des problèmes spécifiques : ombrage partiel, plusieurs orientations de toit sur une seule entrée MPPT, et modules qui ne correspondent plus en raison de l'âge ou d'un remplacement. Assurez-vous que l'un de ces cas s'applique avant de spécifier quoi que ce soit.
Ensuite, procédez dans cet ordre : choisissez l' architecture (système SolarEdge ou extension Tigo), déterminez combien de modules nécessitent réellement une unité, et vérifiez enfin les limites de puissance d'entrée, de Voc et d'Isc de l'optimiseur par rapport à la fiche technique du module et les règles de chaîne par rapport à l'onduleur.
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Ce que le MPPT au niveau du module corrige réellement
Dans une chaîne conventionnelle, les modules sont en série, ils transportent donc tous le même courant. Un module ombragé, sale ou dégradé fait chuter ce courant pour tout le monde. Les optimiseurs rompent ce lien en convertissant individuellement la sortie de chaque module.
- Ombrage partiel : cheminées, lucarnes, antennes paraboliques, antennes râteaux et arbres qui ombragent deux ou trois modules pendant une partie de la journée. C'est le cas classique et celui où le gain de rendement est le plus important.
- Plusieurs orientations de toit : pentes est et ouest, ou une pente combinée à un toit de garage, qui nécessiteraient autrement des entrées MPPT séparées ou des onduleurs distincts.
- Modules non assortis ou vieillissants : un panneau de remplacement avec une puissance ou un âge différent intégré dans une chaîne existante, ou des modules dont les performances ont divergé après quinze ans.
- Longueurs de chaîne complexes : des formes de toit qui laissent un nombre impair de modules, empêchant la formation de deux chaînes équilibrées.
SolarEdge : les optimiseurs comme partie intégrante de l'architecture
SolarEdge divise l'onduleur en deux. Le MPPT s'effectue dans l'optimiseur de chaque module, et l'onduleur se contente de convertir une tension de bus DC fixe en courant alternatif (AC). C'est pourquoi un optimiseur est obligatoire sur chaque module dans un système SolarEdge : si l'on en oublie un, la tension de la chaîne n'atteint jamais la fenêtre de fonctionnement. En contrepartie, vous bénéficiez de chaînes longues, de chaînes de longueurs inégales, de plusieurs orientations sur une seule chaîne et de données par module sans matériel supplémentaire.
- Conception de l'ensemble du champ : prévoyez les optimiseurs avec l' onduleur SolarEdge dès le départ, et respectez le nombre minimum et maximum de modules par chaîne ainsi que la puissance maximale de la chaîne.
- Non portable : les optimiseurs SolarEdge ne fonctionnent pas avec un onduleur tiers, et un onduleur tiers ne peut pas être intégré ultérieurement dans un champ SolarEdge.
- Sécurité par défaut : lorsque l'onduleur est éteint ou déconnecté, chaque optimiseur abaisse sa sortie à une tension de sécurité basse, de sorte que le câblage DC sur le toit n'est plus sous la pleine tension de la chaîne.
Tigo : mise à niveau sélective sur presque n'importe quel onduleur
Les unités Tigo se placent entre le module et la chaîne existante et restent transparentes lorsqu'elles ne sont pas nécessaires. L'onduleur conserve son propre MPPT, le champ fonctionne donc comme un champ de chaînes classique et les unités Tigo corrigent simplement les modules sous-performants. Cela en fait l'outil privilégié pour une installation existante où seule une partie du toit est affectée.
- Installez uniquement le nécessaire : équipez les modules ombragés ou non assortis, généralement avec un nombre correspondant de modules appairés dans la même chaîne, et laissez le reste intact.
- Agnostique vis-à-vis de l'onduleur : compatible avec les onduleurs de chaîne et hybrides courants, vous n'êtes donc pas lié à un seul fabricant.
- Passerelle requise pour les données : la surveillance par module et l'arrêt à distance nécessitent le kit de communication Tigo et les accessoires Tigo correspondants, et pas seulement les optimiseurs eux-mêmes.
Conseil pratique
Vérifiez l'optimiseur par rapport à trois valeurs de la fiche technique du module, et non une seule : la puissance nominale en Wp, la Voc à la température la plus basse prévue et l'Isc. Les modules modernes half-cut et TOPCon à courant élevé peuvent dépasser la limite de courant d'entrée d'une ancienne génération d'optimiseurs, même lorsque la puissance semble adaptée.
Arrêt rapide et sécurité au niveau du module
Sans électronique au niveau du module, le câblage DC sur le toit reste sous tension à la pleine tension de la chaîne dès que le soleil brille, même avec l'onduleur éteint. Les optimiseurs changent cela : sur commande, ou en cas de perte de communication avec l'onduleur, chaque unité abaisse sa sortie à une tension basse d'environ 1 V par module. Lorsqu'une réglementation locale, un gestionnaire de réseau ou un assureur exige un arrêt rapide (rapid shutdown) ou un commutateur pour pompiers, c'est généralement ainsi que cela est mis en œuvre. Vérifiez les règles applicables dans votre pays avant d'établir un devis, car l'arrêt au niveau du module est obligatoire sur certains marchés et simplement recommandé sur d'autres.
Surveillance au niveau du module
Les deux systèmes transmettent la tension, le courant, la puissance et la température par module au portail du fabricant. Cela transforme une plainte vague sur un rendement inférieur en une réponse précise : quel module, depuis quand et dans quelle mesure. Pour les interventions de maintenance, cela signifie également que vous pouvez localiser un panneau défectueux, un panneau sale ou un connecteur MC4 desserré sans avoir à monter sur le toit. Consultez la section surveillance pour les passerelles, les compteurs et les modules de communication qui alimentent ces mêmes portails.
Adapter l'optimiseur au module
Chaque optimiseur possède une puissance d'entrée maximale, une tension d'entrée maximale et un courant d'entrée maximal, ainsi que des limites concernant la chaîne qu'il alimente.
- Puissance d'entrée maximale : elle doit être égale ou supérieure à la puissance nominale (Wp) du module. Les unités pour modules résidentiels de 400 à 500 W ne conviendront pas aux formats commerciaux de 600 W et plus.
- Voc d'entrée maximal : comparez-le à la Voc du module corrigée selon la température locale la plus basse, et non à la valeur indiquée pour 25 °C.
- Courant d'entrée maximal : la contrainte qui piège souvent les utilisateurs avec les modules à courant élevé.
- Deux modules par unité : certains modèles acceptent une paire de modules sur un seul optimiseur. C'est plus économique, mais la paire est alors optimisée ensemble ; ne placez donc pas un module ombragé et un module non ombragé sur la même entrée.
- Règles de chaîne : le nombre minimum et maximum de modules par chaîne ainsi que la puissance maximale de la chaîne s'appliquent toujours, conformément à la fiche technique de l'onduleur.
Quand les optimiseurs ne sont pas rentables
Sur un toit propre, sans ombrage, avec une seule orientation et un ensemble de modules identiques, les optimiseurs augmentent le coût, ajoutent une étape de conversion et un composant actif par module dans la partie la moins accessible du bâtiment. Le gain de rendement dans cette situation est faible et peut être annulé par les propres pertes de conversion de l'optimiseur. Investissez plutôt cet argent dans un meilleur onduleur, dans davantage de modules ou dans une batterie. Les optimiseurs sont rentables lorsqu'il y a un réel déséquilibre à corriger, ou lorsque l'arrêt au niveau du module ou la surveillance par module est une exigence en soi.
Comparatif des optimiseurs
| Aspect | Optimiseurs SolarEdge | Optimiseurs Tigo |
|---|---|---|
| Couverture | Obligatoire sur chaque module du champ | Sélectif, uniquement sur les modules concernés |
| Onduleur | Onduleur SolarEdge uniquement, le MPPT est intégré à l'optimiseur | Compatible avec la plupart des onduleurs de chaîne et hybrides |
| Utilisation typique | Nouvelle installation conçue autour du système | Rénovation et ombrage partiel sur un champ existant |
| Surveillance | Par module via le portail SolarEdge, sans passerelle supplémentaire | Par module via le portail Tigo avec un kit de communication |
| Arrêt | Basse tension de sécurité par module lorsque l'onduleur est éteint | Arrêt au niveau du module avec les unités de sécurité et la passerelle correspondantes |
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Questions fréquentes sur les optimiseurs
À quoi sert concrètement un optimiseur solaire ?
C'est un convertisseur DC-DC installé sur un module qui recherche le point de puissance maximale (MPPT) propre à ce module. Comme chaque module est régulé indépendamment, un panneau ombragé, sale ou dégradé ne limite plus le courant de toute la chaîne en série.
Ai-je besoin d'un optimiseur sur chaque module ?
Avec SolarEdge, oui : le MPPT se trouve dans l'optimiseur, donc chaque module du champ en a besoin pour que le système puisse fonctionner. Avec Tigo, non : vous ne les installez que sur les modules ombragés ou non assortis, et vous laissez le reste de la chaîne tel quel.
Puis-je utiliser des optimiseurs SolarEdge avec une autre marque d'onduleur ?
Non. Les optimiseurs SolarEdge sont conçus pour alimenter un bus DC fixe dans un onduleur SolarEdge qui ne possède pas son propre MPPT. Pour un onduleur tiers, utilisez plutôt des unités Tigo, qui laissent le MPPT de l'onduleur aux commandes.
Les optimiseurs valent-ils la peine sur un toit sans ombrage ?
Généralement non. Généralement non. Sur un toit propre à orientation unique avec des modules identiques, il y a peu de pertes de rendement à récupérer, et les propres pertes de conversion de l'optimiseur peuvent annuler le gain. Ils deviennent rentables en cas d'ombrage, d'orientations multiples, de modules mixtes ou vieillissants, ou lorsque l'arrêt au niveau du module est requis.
Puis-je ajouter des optimiseurs à une installation existante ?
Oui, avec Tigo. Les unités s'installent entre le module et la chaîne, et l'onduleur existant continue de fonctionner normalement, ce qui vous permet d'équiper uniquement les modules problématiques. La mise à niveau avec SolarEdge n'est pas pratique, car elle impliquerait le remplacement de l'onduleur et l'optimisation de l'ensemble du champ photovoltaïque.
Les optimiseurs permettent-ils l'arrêt rapide (rapid shutdown) ?
Oui. Sur commande ou en cas de perte de communication, chaque unité abaisse sa sortie à environ 1 V, de sorte que le câblage sur le toit n'est plus sous la pleine tension de la chaîne. Le caractère obligatoire de l'arrêt au niveau du module dépend des réglementations nationales, de l'opérateur de réseau et de l'assureur.
Comment choisir un optimiseur adapté à mes modules ?
Comparez trois valeurs de la fiche technique : la puissance nominale du module par rapport à la puissance d'entrée maximale de l'optimiseur, sa Voc à la température minimale prévue par rapport à la tension d'entrée maximale, et son Isc par rapport au courant d'entrée maximal. Les modules half-cut à courant élevé atteignent souvent la limite de courant en premier.
Optimiseurs ou micro-onduleurs ?
Les optimiseurs conservent un onduleur central et optimisent le côté CC. Les micro-onduleurs convertissent le courant en CA au niveau de chaque module, il n'y a donc pas de CC haute tension sur le toit et aucun onduleur unique susceptible de tomber en panne. Les micro-onduleurs coûtent plus cher par Wp et placent toute l'électronique sur le toit.
Deux modules peuvent-ils partager un seul optimiseur ?
Certains modèles acceptent une paire de modules sur une seule unité, ce qui réduit le coût par module. La paire est alors optimisée comme une seule unité ; ne jumelez donc que des modules soumis aux mêmes conditions. Ne jumelez jamais un module ombragé avec un module non ombragé.
Les optimiseurs me permettent-ils de voir le rendement de chaque panneau ?
Oui. Les deux systèmes transmettent la tension, le courant et la puissance par module au portail du fabricant, ce qui permet d'identifier depuis le sol un panneau défaillant, sale ou ombragé. Tigo nécessite sa passerelle de communication pour cela, SolarEdge non.
La rentabilité de l'électronique au niveau du module dépend de l'ombrage, de l'orientation et de la configuration du toit concerné.
À propos d'ONSA Plus
Pourquoi les installateurs à travers l'Europe achètent leurs optimiseurs chez nous
ONSA Plus est un distributeur B2B européen de solutions photovoltaïques, de stockage par batterie, de pompes à chaleur et de bornes de recharge pour VE. Dans nos propres entrepôts au sein de l'UE, nous stockons plus de 1 500 produits de plus de 25 marques, dont Huawei, Solis, SolaX et Dyness.
Nous ne sommes pas qu'une simple société commerciale. Nous concevons et entretenons nous-mêmes les systèmes énergétiques, nous répondons donc aux questions sur l'analyse de l'ombrage et l'électronique au niveau du module sur la base de la pratique technique, et non d'un catalogue. Vous gérez vos demandes de garantie directement avec nous et effectuez vos achats par chantier.
